สูตรอ้างอิงมาสเตอร์แบตช์หน่วงการติดไฟ PVC
การออกแบบและเพิ่มประสิทธิภาพของสูตรมาสเตอร์แบตช์หน่วงการติดไฟของ PVC โดยผสานรวมสารหน่วงการติดไฟที่มีอยู่และส่วนประกอบเสริมฤทธิ์ที่สำคัญ โดยกำหนดเป้าหมายที่การหน่วงการติดไฟตามมาตรฐาน UL94 V0 (ปรับเป็น V2 ได้โดยลดปริมาณสารเติมแต่ง)
I. คำแนะนำสูตรพื้นฐาน (PVC แข็ง)
สูตรหน่วงการติดไฟของพลาสติก:
| ส่วนประกอบ | กำลังโหลด (wt%) | คำอธิบายฟังก์ชั่น |
|---|---|---|
| เรซิน PVC (ชนิด SG-5) | 40-50% | วัสดุเมทริกซ์ ควรเป็นเกรดดูดซับน้ำมันต่ำ |
| อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ | 12-15% | แหล่งกรดสำหรับการเกิดถ่าน ยับยั้งการเรืองแสง |
| สังกะสีโบเรต | 8-10% | การระงับควันแบบเสริมฤทธิ์ ทำปฏิกิริยากับ HCl จากการย่อยสลายของ PVC |
| อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่ปรับเปลี่ยนพื้นผิว | 10-12% | การระบายความร้อนแบบดูดความร้อน ต้องใช้สารเคลือบที่มีการจับคู่ไซเลน (อุณหภูมิการสลายตัวตรงกับการประมวลผล PVC) |
| แอนติโมนีไตรออกไซด์ (Sb₂O₃) | 3-5% | เสริมฤทธิ์หลัก เพิ่มประสิทธิภาพการหน่วงไฟผ่านการทำงานร่วมกันของ Cl-Sb |
| ซิงค์โมลิบเดต (สารระงับควัน) | 5-8% | สารเติมแต่งที่แนะนำ ช่วยลดความหนาแน่นของควัน (กุญแจสำคัญสำหรับการปฏิบัติตาม DIN 4102) |
| ไดเพนตาเอริทริทอล (DPE) | 2-3% | สารช่วยสร้างถ่าน ช่วยปรับปรุงการควบคุมการหยดของของเหลว |
| สารกันความร้อน (คอมโพสิต Ca-Zn) | 3-4% | จำเป็นเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพจากความร้อนระหว่างการประมวลผล |
| พลาสติไซเซอร์ (DOP หรือทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม) | 0-8% | ปรับความแข็ง (ตัวเลือกสำหรับ PVC แข็ง) |
| สารหล่อลื่น (แคลเซียมสเตียเรต) | 1-1.5% | ปรับปรุงความสามารถในการประมวลผล ป้องกันลูกกลิ้งติด |
| สารช่วยประมวลผล (ACR) | 1-2% | เพิ่มประสิทธิภาพการพลาสติฟิเคชันและการกระจายตัวของมาสเตอร์แบตช์ |
II. หลักการเพิ่มประสิทธิภาพที่สำคัญ
- ระบบ Synergy หน่วงไฟ
- การทำงานร่วมกันของ Cl-Sb: คลอรีนที่มีอยู่ใน PVC (56%) รวมกับ Sb₂O₃ 3-5% จะสร้างชั้นกั้น SbCl₃ ซึ่งช่วยให้เกิดการหน่วงการติดไฟแบบสองสถานะ คือ สถานะก๊าซ/สถานะควบแน่น
- การระงับควัน: สังกะสีโมลิบเดต + สังกะสีโบเรต ช่วยลดความหนาแน่นของควันได้มากกว่า 40% (ASTM E662)
- การปรับปรุงถ่าน: อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ + DPE สร้างถ่านฟอสฟอริกเอสเทอร์ที่เชื่อมโยงขวางที่อุณหภูมิ 200–250°C เพื่อชดเชยการขาดถ่านในระยะเริ่มต้นของ PVC
- ความสามารถในการปรับตัวในการประมวลผล
- การจับคู่อุณหภูมิ: อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (สลายตัว ≥250°C) และ Al(OH)₃ ที่ปรับเปลี่ยนพื้นผิว (เสถียรถึง >200°C) เหมาะกับการแปรรูป PVC (160–190°C)
- การรับประกันความเสถียร: สารคงตัว Ca-Zn ป้องกันการเสื่อมสภาพของเรซินจากการปล่อย HCl; ACR ช่วยในการพลาสติกในระบบที่มีสารตัวเติมสูง
- สมดุลประสิทธิภาพ
- ปริมาณการรับน้ำหนักสารหน่วงไฟทั้งหมด: 35–45%, การรักษาความแข็งแรงแรงดึง ≥80% (โดยทั่วไป ≥40 MPa สำหรับ PVC แข็ง)
- เพื่อความยืดหยุ่น (PVC ที่ยืดหยุ่นได้) ให้เปลี่ยน DOP ด้วยน้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซิไดซ์ 8% (พลาสติไซเซอร์คู่/สารหน่วงไฟ)
III. เมตริกการทดสอบและการตรวจสอบ
การหน่วงไฟ:
- UL94 V0 (ความหนา 1.6 มม.)
- ดัชนีออกซิเจนจำกัด (LOI) ≥32%
การควบคุมควัน:
- การทดสอบห้องควัน NBS: ความหนาแน่นแสงจำเพาะสูงสุดDs≤150 (โหมดเปลวไฟ)
คุณสมบัติเชิงกล:
- ความแข็งแรงแรงดึง ≥35 MPa (แข็ง) การยืดตัวที่จุดขาด ≥200% (ยืดหยุ่น)
เสถียรภาพทางความร้อน:
- DMA ยืนยันว่าไม่มีการลดลงของโมดูลัสที่ 180°C
IV. การปรับต้นทุนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ทางเลือกต้นทุนต่ำ:
- ลดสังกะสีโมลิบเดตลงเหลือ 3% แทนที่ Al(OH)₃ บางส่วนด้วย Mg(OH)₂ (เพิ่มเป็น 15%)
สารละลายปราศจากแอนติโมนี:
- กำจัด Sb₂O₃ ออก ใช้อะลูมิเนียมไดเอทิลฟอสฟิเนต 2% + นาโนคาโอลิน 5% (ประสิทธิภาพต่ำกว่าเล็กน้อย ต้องใช้ความหนา 3 มม. สำหรับ V0)
ลำดับความสำคัญของควัน:
- เติมคาร์บอนแบล็กเคลือบเรซินซิลิโคน 1% เพื่อลดความหนาแน่นของควันลงอีก 15%
V. แนวทางการประมวลผล
- ลำดับการผสม:
เรซิน PVC → สารคงตัว + สารหล่อลื่น → สารหน่วงการติดไฟ (ความหนาแน่นต่ำถึงสูง) → พลาสติไซเซอร์ (แบบพ่นเป็นขั้นตอนสุดท้าย) - อุณหภูมิในการประมวลผล:
โซนเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่: 160°C (การป้อน) → 170°C (การหลอมละลาย) → 180°C (การผสม) → 175°C (หัวได) - ความเข้มข้นของมาสเตอร์แบตช์:
แนะนำให้โหลด 50%; เจือจาง 1:1 ด้วย PVC บริสุทธิ์สำหรับการฉีดขึ้นรูปเพื่อการใช้งานขั้นสุดท้าย
สูตรนี้ให้ความสมดุลระหว่างคุณสมบัติการหน่วงไฟสูง ควันน้อย และความเสถียรในการแปรรูป แนะนำให้ทดลองขนาดเล็กก่อนปรับขนาด โดยปรับตามรูปแบบผลิตภัณฑ์ (แผ่น สายเคเบิล ฯลฯ)
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
เวลาโพสต์: 8 ก.ค. 2568
