สูตรสารหน่วงการติดไฟอ้างอิงสำหรับ SK Polyester ES500 (ระดับ UL94 V0)

สูตรสารหน่วงการติดไฟอ้างอิงสำหรับ SK Polyester ES500 (ระดับ UL94 V0)

I. แนวทางการออกแบบสูตร

1. ความเข้ากันได้ของสารตั้งต้น
   • SK Polyester ES500: โพลีเอสเตอร์เทอร์โมพลาสติกที่มีอุณหภูมิในการแปรรูปโดยทั่วไปอยู่ที่ 220–260°C สารหน่วงไฟต้องสามารถทนต่ออุณหภูมิในช่วงนี้ได้
   • ข้อกำหนดที่สำคัญ: สมดุลของการหน่วงการติดไฟ (V0), คุณสมบัติเชิงกล (ความแข็งแรงในการดึง/แรงกระแทก) และความลื่นไหลของการประมวลผล
2. ระบบหน่วงไฟแบบ Synergistic
   • อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ละเอียดพิเศษ (ATH): สารหน่วงไฟขั้นต้น ภาวะขาดน้ำแบบดูดความร้อน การบรรจุต้องสมดุลระหว่างคุณสมบัติหน่วงไฟและคุณสมบัติเชิงกล
   • อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์: สารเสริมฤทธิ์ในการสร้างถ่าน ทำงานร่วมกับ ATH เพื่อสร้างผลเสริมฤทธิ์ระหว่างฟอสฟอรัสและอะลูมิเนียม ช่วยปรับปรุงคุณภาพถ่าน
   • ซิงค์โบเรต: สารเพิ่มประสิทธิภาพถ่าน ระงับควัน และสร้างเกราะป้องกันหนาแน่นด้วย ATH
   • MCA (เมลามีนไซยานูเรต) : สารหน่วงไฟในสถานะก๊าซ เจือจางออกซิเจน และยับยั้งการหยดของละลาย

II. สูตรที่แนะนำ (เปอร์เซ็นต์น้ำหนัก)

III. การควบคุมกระบวนการที่สำคัญ

1. การเพิ่มประสิทธิภาพการกระจาย
   • การเตรียมการเบื้องต้น: แช่ ATH และอะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ในสารละลายเอธานอล KH-550 1% เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จากนั้นทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 80°C
   • ลำดับการผสม:
     1. เรซินฐาน + สารกระจายตัว + ตัวแทนจับคู่ → การผสมความเร็วต่ำ (500 รอบต่อนาที 5 นาที)
     2. เพิ่ม ATH/อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ที่ดัดแปลง → แรงเฉือนความเร็วสูง (2500 รอบต่อนาที 20 นาที)
     3. เติมซิงค์โบเรต/MCA/PTFE → การผสมความเร็วต่ำ (800 รอบต่อนาที 10 นาที)
   • อุปกรณ์: เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ (โซนอุณหภูมิ: โซนป้อน 200°C, โซนหลอมละลาย 230°C, แม่พิมพ์ 220°C)
2. การควบคุมอุณหภูมิในการประมวลผล
   • ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของจุดหลอมเหลวน้อยกว่า 250°C เพื่อป้องกันการสลายตัวของ MCA (MCA จะสลายตัวที่อุณหภูมิ 250–300°C)
   • เม็ดพลาสติกระบายความร้อนด้วยน้ำหลังการอัดรีดเพื่อป้องกันการเคลื่อนตัวของสารหน่วงการติดไฟ

IV. กลไกการทำงานร่วมกันของสารหน่วงไฟ

1. ATH + อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์
   • ATH ดูดซับความร้อนและปล่อยไอน้ำเพื่อเจือจางก๊าซไวไฟ
   • อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์เร่งปฏิกิริยาการก่อตัวของถ่านหนาแน่น (AlPO₄) ส่งผลให้การถ่ายเทความร้อนถูกปิดกั้น
2. ซิงค์โบเรต + เอ็มซีเอ
   • สังกะสีโบเรตสร้างชั้นกั้นคล้ายแก้วเหนือรอยแตกของถ่าน
   • MCA สลายตัวเพื่อปลดปล่อย NH₃ เจือจางออกซิเจนและยับยั้งปฏิกิริยาอนุมูลอิสระ
3. PTFE ป้องกันการหยด
   • ผงไมโคร PTFE สร้างเครือข่ายเส้นใย ช่วยลดความเสี่ยงในการติดไฟจากการละลายหยด

V. การปรับแต่งประสิทธิภาพและการแก้ไขปัญหา

VI. เมตริกการตรวจสอบความถูกต้อง

1. การทดสอบ UL94 V0:
   • ตัวอย่างขนาด 1.6 มม. และ 3.2 มม. เวลาการเผาไหม้ทั้งหมด < 50 วินาทีหลังจากจุดไฟ 2 ครั้ง ไม่มีการจุดไฟแบบหยด
2. LOI: เป้าหมาย ≥30% (จริง ≥28%)
3. คุณสมบัติเชิงกล:
   • ความแข็งแรงแรงดึง > 40 MPa, ความแข็งแรงแรงกระแทก > 5 kJ/m² (มาตรฐาน ASTM)
4. เสถียรภาพทางความร้อน (TGA):
   • เศษถ่านที่อุณหภูมิ 800°C > 20% อุณหภูมิการสลายตัวเริ่มต้น > 300°C

VII. ตัวอย่างสูตรอ้างอิง

การออกแบบสูตรและกระบวนการนี้ช่วยให้ SK Polyester ES500 มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟตามมาตรฐาน UL94 V0 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมทั้งรักษาสมดุลระหว่างความสามารถในการขึ้นรูปและคุณสมบัติเชิงกล ขอแนะนำให้ทำการทดลองขนาดเล็กเพื่อยืนยันการกระจายตัวก่อนการปรับอัตราส่วนอย่างละเอียด (เช่น การปรับสมดุลระหว่างอะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์และ MCA) หากต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการหน่วงการติดไฟ ให้พิจารณาเพิ่มโบรอนไนไตรด์นาโนชีท (BNNS) 2% เป็นสารตัวเติมที่มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟและนำความร้อนได้สองฟังก์ชัน

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com