หลักการ
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีความกังวลเกี่ยวกับความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพจากการใช้สารหน่วงไฟที่มีส่วนผสมของฮาโลเจนในพลาสติกเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้สารหน่วงไฟที่ไม่ใช่ฮาโลเจนได้รับความนิยมมากขึ้น เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ปลอดภัยและยั่งยืนกว่า
สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนทำงานโดยการหยุดกระบวนการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเมื่อพลาสติกสัมผัสกับไฟ
1. การกระทำดังกล่าวทำได้โดยการรบกวนทั้งทางกายภาพและทางเคมีกับก๊าซไวไฟที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ หนึ่งในกลไกที่พบบ่อยคือการสร้างชั้นคาร์บอนป้องกันบนพื้นผิวของพลาสติก
2. เมื่อสัมผัสกับความร้อน สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนจะทำปฏิกิริยาเคมี ซึ่งจะปล่อยน้ำหรือก๊าซที่ไม่ติดไฟอื่นๆ ออกมา ก๊าซเหล่านี้จะสร้างกำแพงกั้นระหว่างพลาสติกกับเปลวไฟ จึงช่วยชะลอการลุกลามของไฟ
3. สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนจะสลายตัวและสร้างชั้นคาร์บอนไนซ์ที่มีเสถียรภาพ ซึ่งเรียกว่า ชาร์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นสิ่งกั้นทางกายภาพ ป้องกันไม่ให้มีการปล่อยก๊าซไวไฟเพิ่มเติม
4. ยิ่งไปกว่านั้น สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนยังสามารถเจือจางก๊าซติดไฟได้โดยการแตกตัวและดักจับอนุมูลอิสระและสารไวไฟที่ระเหยง่าย ปฏิกิริยานี้ช่วยทำลายปฏิกิริยาลูกโซ่ของการเผาไหม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยลดความรุนแรงของไฟลงอีก
แอมโมเนียมโพลีฟอสเฟตเป็นสารหน่วงไฟชนิดปราศจากฮาโลเจนและฟอสฟอรัสไนโตรเจน มีประสิทธิภาพการหน่วงไฟสูงในพลาสติก ปลอดสารพิษและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
การประยุกต์ใช้พลาสติก
พลาสติกทนไฟ เช่น FR PP, FR PE, FR PA, FR PET, FR PBT และอื่นๆ มักใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์สำหรับตกแต่งภายในรถยนต์ เช่น แผงหน้าปัด แผงประตู ส่วนประกอบเบาะนั่ง ตู้ไฟฟ้า ถาดสายไฟ แผงไฟฟ้าทนไฟ สวิตช์เกียร์ ตู้ไฟฟ้า และท่อส่งน้ำและก๊าซ
มาตรฐานหน่วงการติดไฟ (UL94)
UL 94 เป็นมาตรฐานการติดไฟของพลาสติกที่ออกโดย Underwriters Laboratories (สหรัฐอเมริกา) มาตรฐานนี้จำแนกพลาสติกตามลักษณะการเผาไหม้ในทิศทางและความหนาของชิ้นส่วนต่างๆ ตั้งแต่พลาสติกที่ทนไฟน้อยที่สุดไปจนถึงพลาสติกที่ทนไฟมากที่สุด โดยแบ่งออกเป็น 6 ประเภท
| การจัดอันดับ UL 94 | คำจำกัดความของการจัดอันดับ |
| วี-2 | การเผาไหม้จะหยุดลงภายใน 30 วินาทีบนชิ้นส่วน ซึ่งทำให้พลาสติกติดไฟในแนวตั้งตกลงมา |
| วี-1 | การเผาไหม้จะหยุดลงภายใน 30 วินาทีบนส่วนแนวตั้ง ทำให้มีหยดพลาสติกที่ไม่ติดไฟ |
| วี-โอ | การเผาไหม้จะหยุดลงภายใน 10 วินาทีบนส่วนแนวตั้ง ทำให้มีหยดพลาสติกที่ไม่ติดไฟ |
การกำหนดสูตรที่อ้างอิง
| วัสดุ | สูตร S1 | สูตร S2 |
| โฮโมพอลิเมอไรเซชัน PP (H110MA) | 77.3% | |
| โคพอลิเมอไรเซชัน PP (EP300M) | 77.3% | |
| น้ำมันหล่อลื่น (EBS) | 0.2% | 0.2% |
| สารต้านอนุมูลอิสระ (B215) | 0.3% | 0.3% |
| ป้องกันการหยด (FA500H) | 0.2% | 0.2% |
| ทีเอฟ-241 | 22-24% | 23-25% |
| คุณสมบัติเชิงกลขึ้นอยู่กับปริมาตรการเติม TF-241 30% โดยที่ TF-241 30% เพื่อให้ได้มาตรฐาน UL94 V-0 (1.5 มม.) | ||
| รายการ | สูตร S1 | สูตร S2 |
| อัตราการติดไฟในแนวตั้ง | V0(1.5มม. | UL94 V-0(1.5มม.) |
| ดัชนีออกซิเจนจำกัด (%) | 30 | 28 |
| ความแข็งแรงแรงดึง (MPa) | 28 | 23 |
| การยืดตัวที่จุดขาด (%) | 53 | 102 |
| อัตราการติดไฟหลังจากต้มน้ำ (70℃, 48 ชม.) | V0(3.2มม.) | V0(3.2มม.) |
| V0(1.5มม.) | V0(1.5มม.) | |
| โมดูลัสการดัด (MPa) | 2315 | 1981 |
| ดัชนีการละลาย (230℃, 2.16 กก.) | 6.5 | 3.2 |
