Polipropilenske (PP) formulacije usporivača gorenja UL94 V0 i V2

Polipropilenske (PP) formulacije usporivača gorenja UL94 V0 i V2

Polipropilen (PP) je široko korišten termoplastični polimer, ali njegova zapaljivost ograničava njegovu primjenu u određenim područjima. Kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi usporavanja plamena (kao što su klase UL94 V0 i V2), usporivači plamena mogu se ugraditi radi poboljšanja otpornosti PP-a na plamen. U nastavku slijedi detaljan uvod u formulacije PP-a s usporivačima plamena za klase UL94 V0 i V2, uključujući odabir usporivača plamena, dizajn formulacije, tehnike obrade i ispitivanje performansi.

1. Uvod u UL94 ocjene otpornosti na plamen

UL94 je standard zapaljivosti koji je razvio Underwriters Laboratories (UL) za procjenu otpornosti plastičnih materijala na plamen. Uobičajene ocjene usporavanja plamena uključuju:

• V0Najviši stupanj usporavanja plamena, koji zahtijeva da se uzorci sami ugase unutar 10 sekundi u vertikalnom testu gorenja bez paljenja vate kapanjem.
• V2Niži stupanj usporavanja plamena, koji omogućuje uzorcima da se samougase unutar 30 sekundi u vertikalnom testu gorenja, a istovremeno dopušta kapanje koje može zapaliti pamuk.

2. V0 Formulacija PP-a otporna na plamen

V0 PP usporivač gorenja zahtijeva izvrsnu otpornost na plamen, što se obično postiže ugradnjom visokoučinkovitih usporivača gorenja i optimizacijom formulacije.

2.1 Odabir usporivača plamena

• Bromirani usporivači gorenjaKao što su dekabromodifenil eter (DBDPO) i tetrabromobisfenol A (TBBPA), koji nude visoku učinkovitost, ali mogu biti manje ekološki prihvatljivi.
• Usporivači gorenja na bazi fosforaKao što su amonijev polifosfat (APP) i crveni fosfor, koji su ekološki prihvatljiviji i učinkovitiji.
• Intumescentni usporivači gorenja (IFR)Sastoji se od izvora kiseline, izvora ugljika i izvora plina, što osigurava ekološki prihvatljivo i učinkovito usporavanje plamena.
• Magnezijev hidroksid (Mg(OH)₂) ili aluminijev hidroksid (Al(OH)₃)Ekološki prihvatljivi anorganski usporivači gorenja, ali su potrebne visoke razine opterećenja.

2.2 Tipična formulacija

• PP smola100 phr (po težini, isto kao i dolje).
• Intumescentni usporivač plamena (IFR): 20–30 sati
• Magnezijev hidroksid: 10–20 sati
• Sredstvo protiv kapanja: 0,5–1 phr (npr. politetrafluoroetilen, PTFE).
• Mazivo0,5–1 phr (npr. cinkov stearat).
• Antioksidans0,2–0,5 dijelova

2.3 Tehnike obrade

• MiješanjeRavnomjerno pomiješajte PP smolu, usporivače gorenja i ostale aditive u mikseru velike brzine.
• Ekstruzija i peletiranjeZa proizvodnju peleta koristite dvopužni ekstruder na temperaturi od 180–220 °C.
• Brizganje plastikeOblikujte pelete u ispitne uzorke pomoću stroja za injekcijsko prešanje.

2.4 Testiranje performansi

• UL94 Vertikalni test gorenjaUzorci moraju ispunjavati V0 zahtjeve (samogašenje unutar 10 sekundi, bez paljenja vate od kapanja).
• Ispitivanje mehaničkih svojstavaProcijenite vlačnu čvrstoću, udarnu čvrstoću itd. kako biste osigurali da performanse materijala zadovoljavaju zahtjeve primjene.

3. V2 Dizajn formulacije PP-a otpornog na plamen

V2 PP usporivač gorenja ima niže zahtjeve za otpornost na plamen i može se postići umjerenim punjenjem usporivača gorenja.

3.1 Odabir usporivača plamena

• Bromirani usporivači gorenjaKao što su DBDPO ili TBBPA, potrebne su samo male količine za postizanje V2.
• Usporivači gorenja na bazi fosforaKao što su crveni fosfor ili fosfati, nude ekološki prihvatljiva rješenja.
• Magnezijev hidroksid (Mg(OH)₂) ili aluminijev hidroksid (Al(OH)₃)Ekološki prihvatljivo, ali zahtijeva veće opterećenje.

3.2 Tipična formulacija

• PP smola: 100 komada
• Bromirani usporivač plamena: 5–10 pfr.
• Antimonov trioksid (Sb₂O₃): 2–3 phr (kao sinergist).
• Sredstvo protiv kapanja: 0,5–1 phr (npr. PTFE).
• Mazivo0,5–1 phr (npr. cinkov stearat).
• Antioksidans0,2–0,5 dijelova

3.3 Tehnike obrade

• Isto kao i obrada V0-kvaliteta (miješanje, ekstruzija, injekcijsko prešanje).

3.4 Testiranje performansi

• UL94 Vertikalni test gorenjaUzorci moraju ispunjavati V2 zahtjeve (samogašenje unutar 30 sekundi, kapanje je dopušteno).
• Ispitivanje mehaničkih svojstavaOsigurati da performanse materijala zadovoljavaju potrebe primjene.

4. Usporedba formulacija V0 i V2

4.1 Punjenje usporivačem plamena

• V0 zahtijeva veća opterećenja (npr. 20–30 phr IFR ili 10–20 phr Mg(OH)₂).
• V2 zahtijeva niža opterećenja (npr. 5–10 phr bromiranih usporivača gorenja).

4.2 Učinkovitost usporavanja plamena

• V0 pruža vrhunsku otpornost na plamen za strože zahtjeve.

4.3 Mehanička svojstva

• V0 formulacije mogu značajno utjecati na mehanička svojstva (npr. udarnu čvrstoću, vlačnu čvrstoću) zbog većeg sadržaja aditiva.
• V2 formulacije imaju manji utjecaj na mehaničke performanse.

4.4 Utjecaj na okoliš

• V0 formulacije često koriste ekološki prihvatljive usporivače gorenja (npr. IFR, Mg(OH)₂).
• V2 formulacije mogu koristiti bromirane usporivače gorenja, koji su manje ekološki prihvatljivi.

5. Preporuke za optimizaciju formulacije

5.1 Sinergizam usporavanja plamena

• Kombiniranje različitih usporivača gorenja (npr. IFR + Mg(OH)₂, bromiranih + Sb₂O₃) može poboljšati usporavanje gorenja i smanjiti opterećenje.

5.2 Modifikacija površine

• Modificiranje anorganskih usporivača gorenja (npr. Mg(OH)₂, Al(OH)₃) poboljšava kompatibilnost s PP-om, poboljšavajući mehanička svojstva.

5.3 Optimizacija obrade

• Kontroliranje parametara ekstruzije/ubrizgavanja (temperatura, tlak, brzina puža) osigurava jednoliku disperziju i sprječava degradaciju.

6. Zaključak

Dizajn V0 i V2 formulacija PP-a usporivača gorenja ovisi o specifičnim zahtjevima otpornosti na plamen i scenarijima primjene.

• V0 formulacijeobično koriste visokoučinkovite usporivače gorenja (npr. IFR, Mg(OH)₂) i optimizirani sinergizam kako bi se zadovoljili strogi standardi.
• V2 formulacijemože postići nižu usporavanje plamena s minimalnim dodacima (npr. bromiranim usporivačima plamena).

U praktičnim primjenama, čimbenici poput otpornosti na plamen, mehaničkih performansi, utjecaja na okoliš i troškova moraju biti uravnoteženi kako bi se optimizirale formulacije i tehnike obrade.

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