ข้อแนะนำในการออกแบบสูตรสารหน่วงไฟสำหรับโพลีสไตรีนทนแรงกระแทกสูง (HIPS) ที่ปราศจากฮาโลเจน
ข้อกำหนดของลูกค้า: พลาสติก HIPS ทนไฟ สำหรับตัวเรือนเครื่องใช้ไฟฟ้า ความแข็งแรงต่อแรงกระแทก ≥7 kJ/m² ดัชนีการไหลของวัสดุหลอมเหลว (MFI) ≈6 กรัม/10 นาที ขึ้นรูปด้วยการฉีด
1. ระบบสารหน่วงไฟแบบผสมผสานฟอสฟอรัส-ไนโตรเจน
สูตรสารหน่วงไฟ HIPS (ตารางที่ 1)
| ส่วนประกอบ | กำลังโหลด (phr) | หมายเหตุ |
| เรซิน HIPS | 100 | วัสดุพื้นฐาน |
| แอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต (APP) | 15-20 | แหล่งฟอสฟอรัส |
| เมลามีนไซยานูเรต (MCA) | 5-10 | แหล่งไนโตรเจน ทำงานร่วมกับ APP ได้อย่างมีประสิทธิภาพ |
| แกรไฟต์ขยายตัว (EG) | 3-5 | ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการก่อตัวของถ่าน |
| สารป้องกันการหยด (PTFE) | 0.3-0.5 | ป้องกันหยดของเหลวที่หลอมเหลว |
| สารเพิ่มความเข้ากันได้ (เช่น HIPS ที่ปลูกถ่ายด้วย MAH) | 2-3 | ช่วยเพิ่มการกระจายตัว |
คุณสมบัติ:
- บรรลุผลสำเร็จUL94 V-0ผ่านการก่อตัวของถ่านที่พองตัวจากปฏิกิริยาเสริมฤทธิ์กันของ APP/MCA
- ปราศจากฮาโลเจนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แต่Hอาจลดคุณสมบัติทางกลลงได้ จำเป็นต้องมีการปรับปรุงให้เหมาะสม
2. ระบบสารหน่วงไฟไฮดรอกไซด์โลหะ
สูตร HIPS (ตารางที่ 2)
| ส่วนประกอบ | กำลังโหลด (phr) | หมายเหตุ |
| เรซิน HIPS | 100 | - |
| อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH) | 40-60 | สารหน่วงไฟหลัก |
| แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (MH) | 10-20 | ทำงานร่วมกับ ATH ได้อย่างมีประสิทธิภาพ |
| สารเชื่อมประสานซิเลน (เช่น KH-550) | 1-2 | ช่วยให้สารเติมแต่งกระจายตัวได้ดีขึ้น |
| สารเพิ่มความแข็งแรง (เช่น SEBS) | 5-8 | ชดเชยการสูญเสียความแข็งแรงจากการกระแทก |
คุณสมบัติ:
- กำหนดให้มีกำลังโหลด >50%เป็นไปตามมาตรฐาน UL94 V-0 แต่ทำให้ความแข็งแรงต่อแรงกระแทกและการไหลลดลง
- เหมาะสำหรับงานที่มีควันน้อย/ความเป็นพิษต่ำ (เช่น ระบบขนส่งทางราง)
3. ระบบเสริมฤทธิ์ฟอสฟอรัส-ไนโตรเจน (อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ + MCA)
สูตร HIPS ที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสม
| ส่วนประกอบ | กำลังโหลด (phr) | ฟังก์ชัน/หมายเหตุ |
| HIPS (เกรดทนแรงกระแทกสูง เช่น PS-777) | 100 | วัสดุพื้นฐาน (แรงกระแทก ≥5 kJ/m²) |
| อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP) | 12-15 | แหล่งฟอสฟอรัส ความเสถียรทางความร้อน |
| เมลามีนไซยานูเรต (MCA) | 6-8 | แหล่งไนโตรเจน ทำงานร่วมกับ AHP ได้อย่างมีประสิทธิภาพ |
| เซบีเอส/เอสบีเอส | 8-10 | สารเพิ่มความแข็งแรงที่สำคัญสำหรับการรับแรงกระแทก ≥7 kJ/m² |
| พาราฟินเหลว/น้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซิไดซ์ | 1-2 | สารหล่อลื่น ช่วยเพิ่มการไหล/การกระจายตัว |
| เอฟเฟพีดี | 0.3-0.5 | สารป้องกันการหยด |
| สารต้านอนุมูลอิสระ 1010 | 0.2 | ป้องกันการเสื่อมสภาพ |
ข้อควรพิจารณาหลักในการออกแบบ:
- การเลือกเรซิน:
- ใช้เกรด HIPS ที่มีแรงกระแทกสูง (เช่นชิเมอิ พีเอช-888,ไทฟา พีจี-33) ด้วยความแข็งแรงต่อแรงกระแทกโดยธรรมชาติ 5–6 kJ/m² SEBS ยังช่วยเพิ่มความเหนียวให้มากยิ่งขึ้น
- การควบคุมการไหล:
- AHP/MCA ช่วยลด MFI; ชดเชยด้วยสารหล่อลื่น (เช่น พาราฟินเหลว) หรือสารเพิ่มความยืดหยุ่น (เช่น น้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซิไดซ์)
- ถ้าค่า MFI ยังคงต่ำ ให้เพิ่มTPU 2–3 phrเพื่อปรับปรุงการไหลและความแข็งแรง
- การตรวจสอบความหน่วงไฟ:
- AHP สามารถลดทอนได้เป็น12 ชั่วโมงหากใช้ร่วมกับ2–3 phr EGเพื่อรักษามาตรฐาน UL94 V-0
- สำหรับUL94 V-2ลดปริมาณสารหน่วงไฟเพื่อเน้นคุณสมบัติด้านแรงกระแทก/การไหล
- พารามิเตอร์การฉีดขึ้นรูป:
- อุณหภูมิ:180–220°C(หลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของ AHP/HIPS)
- ความเร็วในการฉีด:ปานกลาง-สูงเพื่อป้องกันการเติมไม่เต็ม
ประสิทธิภาพที่คาดหวัง:
| คุณสมบัติ | ค่าเป้าหมาย | มาตรฐานการทดสอบ |
| ความแข็งแกร่งในการกระแทก | ≥7 กิโลจูล/ตร.ม. | ISO 179/1eA |
| MFI (200°C/5 กก.) | 5–7 กรัม/10 นาที | ASTM D1238 |
| ความหน่วงไฟ | UL94 V-0 (1.6 มม.) | UL94 |
| ความแข็งแรงดึง | ≥25 MPa | ไอโซ 527 |
4. ทางเลือกอื่น ๆ
- ตัวเลือกที่คำนึงถึงต้นทุน: แทนที่ AHP บางส่วนด้วยฟอสฟอรัสแดงไมโครแคปซูล (3–5 phr)แต่โปรดทราบว่ามีข้อจำกัดเรื่องสี (สีน้ำตาลแดง)
- การตรวจสอบความถูกต้อง: ดำเนินการทดลองในขนาดเล็กเพื่อหาสมดุลระหว่างแรงกระแทกกับคุณสมบัติหน่วงไฟ ก่อนที่จะปรับอัตราการไหลให้เหมาะสม
More info. , pls contact lucy@taifeng-fr.com
วันที่เผยแพร่: 15 สิงหาคม 2568
