สูตรอ้างอิงมาสเตอร์แบทช์สารหน่วงไฟ PVC

สูตรอ้างอิงมาสเตอร์แบทช์สารหน่วงไฟ PVC
การออกแบบและการปรับปรุงสูตรมาสเตอร์แบทช์สารหน่วงไฟสำหรับพีวีซี โดยผสมผสานสารหน่วงไฟที่มีอยู่และส่วนประกอบเสริมฤทธิ์ที่สำคัญ โดยมุ่งเป้าไปที่ระดับการหน่วงไฟ UL94 V0 (สามารถปรับเป็น V2 ได้โดยการลดปริมาณสารเติมแต่ง)

I. คำแนะนำสูตรพื้นฐาน (พีวีซีแข็ง)

สูตรสารหน่วงไฟสำหรับพลาสติก:

II. หลักการสำคัญของการปรับปรุงประสิทธิภาพ

1. ระบบสารหน่วงไฟแบบผสมผสาน
   • การทำงานร่วมกันของ Cl-Sb: คลอรีนที่มีอยู่ใน PVC (56%) เมื่อรวมกับ Sb₂O₃ 3-5% จะก่อให้เกิดชั้นกั้น SbCl₃ ซึ่งช่วยให้สามารถหน่วงไฟได้ทั้งในสถานะก๊าซและสถานะของแข็ง
   • การลดควัน: ซิงค์โมลิบเดต + ซิงค์โบเรต ช่วยลดความหนาแน่นของควันได้มากกว่า 40% (ASTM E662)
   • การเพิ่มประสิทธิภาพของถ่าน: อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ + DPE จะสร้างถ่านฟอสฟอริกเอสเทอร์แบบเชื่อมโยงกันที่อุณหภูมิ 200–250°C ซึ่งช่วยชดเชยการขาดแคลนถ่านในระยะเริ่มต้นของ PVC
2. ความสามารถในการปรับตัวในการประมวลผล
   • การจับคู่ช่วงอุณหภูมิ: อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (สลายตัวที่อุณหภูมิ ≥250°C) และ Al(OH)₃ ที่ปรับปรุงพื้นผิว (เสถียรที่อุณหภูมิ >200°C) เหมาะสำหรับกระบวนการผลิต PVC (160–190°C)
   • การรับประกันความเสถียร: สารเพิ่มความคงตัว Ca-Zn ป้องกันการเสื่อมสภาพของเรซินจากการปล่อย HCl; ACR ช่วยในการทำให้พลาสติกอ่อนตัวในระบบที่มีสารเติมเต็มสูง
3. สมดุลประสิทธิภาพ
   • ปริมาณสารหน่วงไฟโดยรวม: 35–45%, การคงไว้ซึ่งความแข็งแรงดึง ≥80% (โดยทั่วไป ≥40 MPa สำหรับ PVC แข็ง)
   • เพื่อให้ได้ความยืดหยุ่น (พีวีซีที่ยืดหยุ่นได้) ให้แทนที่ DOP ด้วยน้ำมันถั่วเหลืองอีพอกซิไดซ์ 8% (สารเพิ่มความยืดหยุ่น/สารหน่วงไฟในตัว)

III. ตัวชี้วัดการทดสอบและการตรวจสอบความถูกต้อง

คุณสมบัติหน่วงไฟ:

• UL94 V0 (ความหนา 1.6 มม.)
• ดัชนีออกซิเจนจำกัด (LOI) ≥32%

การควบคุมควัน:

• การทดสอบห้องควัน NBS: ความหนาแน่นเชิงแสงจำเพาะสูงสุดDs≤150 (โหมดเปลวไฟ)

คุณสมบัติทางกล:

• ความแข็งแรงดึง ≥35 MPa (แข็ง), การยืดตัวเมื่อขาด ≥200% (ยืดหยุ่น)

เสถียรภาพทางความร้อน:

• DMA ยืนยันว่าไม่มีการลดลงของโมดูลัสที่อุณหภูมิ 180°C

IV. การปรับปรุงด้านต้นทุนและความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ทางเลือกราคาประหยัด:

• ลดปริมาณซิงค์โมลิบเดตเหลือ 3% และแทนที่ Al(OH)₃ บางส่วนด้วย Mg(OH)₂ (เพิ่มเป็น 15%)

สารละลายปราศจากแอนติโมนี:

• กำจัด Sb₂O₃ ออก แล้วใช้ อะลูมิเนียมไดเอทิลฟอสฟิเนต 2% + นาโนเคโอไลน์ 5% (ประสิทธิภาพลดลงเล็กน้อย ต้องใช้ความหนา 3 มม. สำหรับ V0)

ลำดับความสำคัญของควัน:

• เติมผงคาร์บอนแบล็กเคลือบเรซินซิลิโคน 1% เพื่อลดความหนาแน่นของควันลงอีก 15%

V. แนวทางการประมวลผล

1. ลำดับการผสม:
   เรซิน PVC → สารเพิ่มความคงตัว + สารหล่อลื่น → สารหน่วงไฟ (ความหนาแน่นต่ำถึงสูง) → สารเพิ่มความยืดหยุ่น (ฉีดพ่นเป็นขั้นตอนสุดท้าย)
2. อุณหภูมิในการประมวลผล:
   ช่วงอุณหภูมิของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่: 160°C (ป้อนวัสดุ) → 170°C (หลอมเหลว) → 180°C (ผสม) → 175°C (หัวฉีด)
3. ความเข้มข้นของมาสเตอร์แบทช์:
   แนะนำให้ใช้ในอัตราส่วน 50% เจือจางในอัตราส่วน 1:1 กับ PVC บริสุทธิ์สำหรับการฉีดขึ้นรูปเพื่อใช้งานขั้นสุดท้าย

สูตรนี้มีความสมดุลระหว่างคุณสมบัติหน่วงไฟสูง ควันน้อย และความคงตัวในการแปรรูป แนะนำให้ทดลองในขนาดเล็กก่อนขยายขนาดการผลิต โดยปรับเปลี่ยนตามรูปแบบของผลิตภัณฑ์ (แผ่น สายเคเบิล ฯลฯ)

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