ข่าวสาร - สูตรยางซิลิโคนที่ใช้สารหน่วงไฟแบบปลอดฮาโลเจน

นี่คือสูตรยางซิลิโคน 5 แบบที่ใช้สารหน่วงไฟปลอดฮาโลเจน ซึ่งประกอบด้วยสารหน่วงไฟที่ลูกค้าจัดหาให้ (อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ ซิงค์โบเรต เอ็มซีเอ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ และแอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต) สูตรเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้มั่นใจว่ายางซิลิโคนมีคุณสมบัติหน่วงไฟ พร้อมทั้งลดปริมาณสารเติมแต่งให้น้อยที่สุด เพื่อลดผลกระทบต่อคุณสมบัติเชิงกลของยางซิลิโคน

1. ระบบหน่วงการติดไฟแบบฟอสฟอรัส-ไนโตรเจน (ชนิดขึ้นรูปถ่านประสิทธิภาพสูง)

เป้า:UL94 V-0 ควันน้อย เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิปานกลางถึงสูง

ยางฐาน:ยางซิลิโคนไวนิลเมทิล (VMQ, 100 phr)

สารหน่วงไฟ:

อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP, ฟอสฟอรัส): 15 ชั่วโมง
ให้แหล่งฟอสฟอรัสที่มีประสิทธิภาพ ส่งเสริมการก่อตัวของถ่าน และยับยั้งการเผาไหม้ในสถานะก๊าซ
เมลามีนไซยานูเรต (MCA, ไนโตรเจน): 10 ชั่วโมง
เสริมฤทธิ์กับฟอสฟอรัส ปล่อยก๊าซเฉื่อย และเจือจางออกซิเจน
ซิงค์โบเรต (ZnB): 5 ชั่วโมง
กระตุ้นการก่อตัวของถ่าน ระงับควัน และเพิ่มเสถียรภาพของชั้นถ่าน
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH, วิธีทางเคมี, 1.6–2.3 μm): 20 ชั่วโมง
การสลายตัวแบบดูดความร้อน การหน่วงการติดไฟเสริม และการกระจายตัวที่ดีขึ้น

สารเติมแต่ง:

น้ำมันซิลิโคนไฮดรอกซิล (2 phr ปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป)
ซิลิกาฟูม (10 phr, เสริมแรง)
สารบ่ม (ไดเปอร์ออกไซด์ 0.8 phr)

คุณสมบัติ:

ปริมาณสารหน่วงไฟทั้งหมด ~50 phr โดยสมดุลระหว่างการหน่วงไฟและคุณสมบัติเชิงกล
การทำงานร่วมกันของฟอสฟอรัส-ไนโตรเจน (AHP + MCA) ช่วยลดปริมาณสารหน่วงไฟแต่ละชนิดที่จำเป็น

2. ระบบหน่วงการติดไฟแบบพองตัว (ชนิดโหลดต่ำ)

เป้า:UL94 V-1/V-0 เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความบาง

ยางฐาน: VMQ (100 phr)

สารหน่วงไฟ:

แอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต (APP, ฟอสฟอรัส-ไนโตรเจน): 12 ชั่วโมง
แกนของวัสดุที่ก่อตัวเป็นถ่านบวม มีความเข้ากันได้ดีกับยางซิลิโคน
อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP): 8 ชั่วโมง
แหล่งฟอสฟอรัสเสริม ช่วยลดการดูดความชื้นของ APP
ซิงค์โบเรต (ZnB): 5 ชั่วโมง
การเร่งปฏิกิริยาถ่านแบบเสริมฤทธิ์และการระงับการหยด
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (บด 3–20 μm): 15 ชั่วโมง
สารหน่วงไฟเสริมต้นทุนต่ำ ช่วยลดการโหลด APP

สารเติมแต่ง:

น้ำมันซิลิโคนไวนิล (3 phr, การทำให้เป็นพลาสติก)
ซิลิกาตกตะกอน (15 phr, เสริมแรง)
ระบบบ่มแพลตตินัม (0.1% Pt)

คุณสมบัติ:

ปริมาณสารหน่วงไฟทั้งหมด ~40 phr มีประสิทธิภาพสำหรับผลิตภัณฑ์บางเนื่องจากกลไกการพองตัว
APP ต้องใช้การบำบัดพื้นผิว (เช่น ตัวแทนการจับคู่ไซเลน) เพื่อป้องกันการอพยพ

3. ระบบอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่รับน้ำหนักสูง (ชนิดประหยัดต้นทุน)

เป้า:UL94 V-0 เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์หรือสายเคเบิลที่มีความหนา

ยางฐาน: VMQ (100 phr)

สารหน่วงไฟ:

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH, วิธีทางเคมี, 1.6–2.3 μm): 50 ปอนด์
สารหน่วงไฟหลัก สลายตัวด้วยความร้อน ขนาดอนุภาคเล็กเพื่อการกระจายตัวที่ดีขึ้น
อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP): 5 ชั่วโมง
เพิ่มประสิทธิภาพการสร้างถ่าน ลดการโหลด ATH
ซิงค์โบเรต (ZnB): 3 ชั่วโมง
ป้องกันควันและป้องกันแสงเรืองรอง

สารเติมแต่ง:

สารจับคู่ไซเลน (KH-550, 1 phr, ปรับปรุงอินเทอร์เฟซ ATH)
ซิลิกาฟูม (8 phr, เสริมแรง)
การบ่มด้วยเปอร์ออกไซด์ (DCP, 1 phr)

คุณสมบัติ:

ปริมาณสารหน่วงไฟทั้งหมดอยู่ที่ ~58 phr แต่ ATH ครองตลาดในด้านประสิทธิภาพต้นทุน
ขนาดอนุภาค ATH ขนาดเล็กช่วยลดการสูญเสียความแข็งแรงแรงดึง

4. ระบบอะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP) แบบสแตนด์อโลน

แอปพลิเคชัน:UL94 V-1/V-2 หรือในกรณีที่ไม่ต้องการแหล่งไนโตรเจน (เช่น หลีกเลี่ยงการเกิดฟอง MCA ที่ส่งผลต่อรูปลักษณ์)

สูตรที่แนะนำ:

ยางฐาน: VMQ (100 phr)
อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP): 20–30 ชั่วโมง
ปริมาณฟอสฟอรัสสูง (40%) 20 phr ให้ฟอสฟอรัสประมาณ 8% เพื่อการหน่วงการติดไฟขั้นพื้นฐาน
สำหรับ UL94 V-0 เพิ่มเป็น 30 phr (อาจทำให้คุณสมบัติเชิงกลลดลง)
สารเติมแต่งเสริมแรง:ซิลิกา (10–15 phr, รักษาความแข็งแรง)
สารเติมแต่ง:น้ำมันซิลิโคนไฮดรอกซิล (2 phr, แปรรูปได้) + สารทำให้แข็งตัว (ระบบไดเปอร์ออกไซด์หรือแพลตตินัม)

คุณสมบัติ:

อาศัยการหน่วงการติดไฟแบบเฟสควบแน่น (การก่อตัวของถ่าน) ปรับปรุง LOI ได้อย่างมีนัยสำคัญ แต่มีการระงับควันได้จำกัด
การโหลดสูง (>25 phr) อาจทำให้วัสดุแข็งขึ้น แนะนำให้เติม ZnB 3–5 phr เพื่อปรับปรุงคุณภาพถ่าน

5. อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP) + ส่วนผสม MCA

แอปพลิเคชัน:UL94 V-0 โหลดต่ำพร้อมการทำงานร่วมกันของสารหน่วงการติดไฟในสถานะก๊าซ

สูตรที่แนะนำ:

ยางฐาน: VMQ (100 phr)
อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP): 12–15 ชั่วโมง
แหล่งฟอสฟอรัสสำหรับการสร้างถ่าน
เอ็มซีเอ: 8–10 ชั่วโมง
แหล่งไนโตรเจนสำหรับการทำงานร่วมกันของ PN ปล่อยก๊าซเฉื่อย (เช่น NH₃) เพื่อยับยั้งการแพร่กระจายของเปลวไฟ
สารเติมแต่งเสริมแรง: ซิลิกา (10 phr)
สารเติมแต่ง:สารจับคู่ไซเลน (1 phr, สารช่วยกระจายตัว) + สารบ่ม

คุณสมบัติ:

ปริมาณสารหน่วงไฟทั้งหมดอยู่ที่ ~20–25 phr ต่ำกว่า AHP แบบสแตนด์อโลนอย่างมีนัยสำคัญ
MCA ช่วยลดความต้องการ AHP แต่สามารถส่งผลต่อความโปร่งใสเล็กน้อย (ใช้ nano-MCA หากต้องการความชัดเจน)

สรุปสูตรสารหน่วงไฟ

การกำหนดสูตร	คาดว่าจะได้รับคะแนน UL94	การโหลดสารหน่วงไฟทั้งหมด	ข้อดีและข้อเสีย
AHP เพียงอย่างเดียว (20 phr)	วี-1	20 ชั่วโมง	เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ V-0 ต้องใช้ ≥30 phr โดยแลกกับประสิทธิภาพ
AHP เพียงอย่างเดียว (30 phr)	วี-โอ	30 ชั่วโมง	ทนไฟสูงแต่มีความแข็งเพิ่มขึ้นและยืดตัวลดลง
AHP 15 + MCA 10	วี-โอ	25 ปอนด์	ผลการทำงานร่วมกัน ประสิทธิภาพสมดุล (แนะนำสำหรับการทดลองเบื้องต้น)

คำแนะนำการทดลอง

การทดสอบลำดับความสำคัญ: AHP + MCA (15+10 phr) หากได้ V-0 แล้ว ให้ค่อยๆ ลด AHP ลง (เช่น 12+10 phr)
การทดสอบ AHP แบบสแตนด์อโลน:เริ่มต้นที่ 20 phr เพิ่มขึ้นทีละ 5 phr เพื่อประเมิน LOI และ UL94 พร้อมทั้งตรวจสอบคุณสมบัติเชิงกล
การระงับควัน:เติม ZnB 3–5 phr ลงในสูตรใดๆ โดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพการหน่วงการติดไฟ
การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน:รวม ATH 10–15 phr เพื่อลดต้นทุน แม้ว่าการโหลดฟิลเลอร์ทั้งหมดจะเพิ่มขึ้นก็ตาม

กระบวนการผสมที่แนะนำ

(สำหรับยางซิลิโคนบ่มเพิ่มสองส่วน)

การเตรียมพื้นผิวยางเบื้องต้น:

โหลดยางซิลิโคน (เช่น หมากฝรั่ง 107 น้ำมันซิลิโคนไวนิล) ลงในเครื่องผสมแบบดาวเคราะห์ แล้วไล่แก๊สด้วยสุญญากาศหากจำเป็น

สารเติมแต่งสารหน่วงไฟ:

สารหน่วงไฟชนิดผง (เช่น ATH, MH):
แบ่งใส่เป็นชุดๆ ผสมกับยางฐานก่อน (ผสมด้วยความเร็วต่ำ 10–15 นาที) เพื่อหลีกเลี่ยงการจับตัวเป็นก้อน
อบแห้งที่อุณหภูมิ 80–120°C หากมีคุณสมบัติดูดความชื้น
สารหน่วงไฟชนิดของเหลว (เช่น ฟอสเฟต):
ผสมโดยตรงกับน้ำมันซิลิโคน สารเชื่อมขวาง ฯลฯ ภายใต้แรงเฉือนสูง (20–30 นาที)

สารเติมแต่งอื่น ๆ:

เติมสารตัวเติม (เช่น ซิลิกา) สารเชื่อมขวาง (ไฮโดรซิเลน) ตัวเร่งปฏิกิริยา (แพลตตินัม) และสารยับยั้งตามลำดับ

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน:

ปรับปรุงการกระจายตัวให้ดียิ่งขึ้นโดยใช้เครื่องบดสามลูกกลิ้งหรืออิมัลซิไฟเออร์แรงเฉือนสูง (ซึ่งถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสารเติมแต่งระดับนาโน เช่น CNT)

การระบายก๊าซและการกรอง:

ตัวกรองสูญญากาศไล่แก๊ส (-0.095 MPa, 30 นาที) สำหรับความต้องการความบริสุทธิ์สูง

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

การเลือกสารหน่วงไฟ:
สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน (เช่น ATH) ต้องมีขนาดของอนุภาคที่ละเอียด (1–5 μm) การรับน้ำหนักมากเกินไปจะส่งผลเสียต่อคุณสมบัติเชิงกล
สารหน่วงไฟที่ทำจากซิลิโคน (เช่น เรซินซิลิโคนฟีนิล) มีความเข้ากันได้ดีกว่าแต่มีราคาสูงกว่า
การควบคุมกระบวนการ:
อุณหภูมิ ≤ 60°C (ป้องกันการเกิดพิษจากตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมหรือการบ่มก่อนกำหนด)
ความชื้น ≤ 50% RH (หลีกเลี่ยงปฏิกิริยาระหว่างน้ำมันซิลิโคนไฮดรอกซิลและสารหน่วงการติดไฟ)