Nylon (Polyamide, PA) ialah plastik kejuruteraan berprestasi tinggi yang digunakan secara meluas dalam bidang elektronik, automotif, tekstil dan lain-lain. Oleh kerana kemudahbakarannya, pengubahsuaian kalis api nilon adalah sangat penting. Di bawah ialah reka bentuk dan penjelasan terperinci tentang formulasi kalis api nilon, meliputi kedua-dua penyelesaian kalis api terhalogen dan bebas halogen.
1. Prinsip Reka Bentuk Formulasi Kalis Api Nylon
Reka bentuk formulasi kalis api nilon hendaklah mematuhi prinsip berikut:
- Ketahanan Api Tinggi: Memenuhi piawaian UL 94 V-0 atau V-2.
- Prestasi Pemprosesan: Kalis api tidak boleh menjejaskan sifat pemprosesan nilon dengan ketara (cth, kecairan, kestabilan terma).
- Sifat Mekanikal: Penambahan kalis api harus meminimumkan kesan pada kekuatan nilon, keliatan dan rintangan haus.
- Mesra Alam Sekitar: Utamakan kalis api bebas halogen untuk mematuhi peraturan alam sekitar.
2. Formulasi Nilon Kalis Api Halogen
Kalis api berhalogen (cth, sebatian bromin) mengganggu tindak balas rantai pembakaran dengan membebaskan radikal halogen, menawarkan kecekapan kalis api yang tinggi.
Komposisi Formulasi:
- Resin nilon (PA6 atau PA66): 100 phr
- Kalis api berbromin: 10–20 phr (cth, decabromodiphenyl ethane, polistirena terbromin)
- Antimoni trioksida (sinergi): 3–5 phr
- Pelincir: 1–2 phr (cth, kalsium stearat)
- Antioksidan: 0.5–1 phr (cth, 1010 atau 168)
Langkah Pemprosesan:
- Resin nilon pracampuran, kalis api, sinergi, pelincir, dan antioksidan secara seragam.
- Cairkan-campur menggunakan penyemperit skru berkembar dan pelet.
- Kawal suhu penyemperitan pada 240–280°C (laraskan berdasarkan jenis nilon).
Ciri-ciri:
- Kelebihan: Kecekapan kalis api yang tinggi, jumlah aditif yang rendah, kos efektif.
- Keburukan: Potensi pembebasan gas toksik semasa pembakaran, kebimbangan alam sekitar.
3. Formulasi Nilon Kalis Api Tanpa Halogen
Retardan api bebas halogen (cth, berasaskan fosforus, berasaskan nitrogen, atau hidroksida bukan organik) berfungsi melalui tindak balas endotermik atau pembentukan lapisan pelindung, menawarkan prestasi alam sekitar yang lebih baik.
Komposisi Formulasi:
- Resin nilon (PA6 atau PA66): 100 phr
- Kalis api berasaskan fosforus: 10–15 phr (cth, amonium polifosfat APP atau fosforus merah)
- Kalis api berasaskan nitrogen: 5–10 phr (cth, melamine cyanurate MCA)
- Hidroksida bukan organik: 20–30 phr (cth, magnesium hidroksida atau aluminium hidroksida)
- Pelincir: 1–2 phr (cth, zink stearat)
- Antioksidan: 0.5–1 phr (cth, 1010 atau 168)
Langkah Pemprosesan:
- Premix resin nilon, kalis api, pelincir, dan antioksidan secara seragam.
- Cairkan-campur menggunakan penyemperit skru berkembar dan pelet.
- Kawal suhu penyemperitan pada 240–280°C (laraskan berdasarkan jenis nilon).
Ciri-ciri:
- Kelebihan: Mesra alam, tiada pelepasan gas toksik, mematuhi peraturan.
- Keburukan: Kecekapan kalis api yang lebih rendah, jumlah aditif yang lebih tinggi, potensi kesan pada sifat mekanikal.
4. Pertimbangan Utama dalam Reka Bentuk Rumusan
(1) Pemilihan Kalis Api
- Kalis api berhalogen: Kecekapan tinggi tetapi menimbulkan risiko alam sekitar dan kesihatan.
- Kalis api bebas halogen: Mesra alam tetapi memerlukan jumlah yang lebih besar dan boleh menjejaskan prestasi bahan.
(2) Penggunaan Synergists
- Antimoni trioksida: Berfungsi secara sinergistik dengan kalis api terhalogen untuk meningkatkan kalis api.
- Sinergi fosforus-nitrogen: Dalam sistem bebas halogen, retardan api berasaskan fosforus dan nitrogen boleh bersinergi untuk meningkatkan kecekapan.
(3) Penyerakan dan Kebolehprosesan
- Penyebar: Pastikan penyebaran seragam kalis api untuk mengelakkan kepekatan tinggi setempat.
- Minyak pelincir: Meningkatkan kecairan pemprosesan dan mengurangkan haus peralatan.
(4) Antioksidan
Mencegah degradasi bahan semasa pemprosesan dan meningkatkan kestabilan produk.
5. Aplikasi Biasa
- elektronik: Komponen kalis api seperti penyambung, suis dan soket.
- Automotif: Phr kalis api seperti penutup enjin, abah-abah pendawaian dan komponen dalaman.
- Tekstil: Gentian dan fabrik kalis api.
6. Syor Pengoptimuman Rumusan
(1) Meningkatkan Kecekapan Kalis Api
- Pengadunan kalis api: Sinergi halogen-antimoni atau fosforus-nitrogen untuk meningkatkan prestasi.
- Tahan api nano: Cth, nano magnesium hidroksida atau tanah liat nano, untuk meningkatkan kecekapan dan mengurangkan jumlah bahan tambahan.
(2) Memperbaiki Sifat Mekanikal
- Pengeras: Cth, POE atau EPDM, untuk meningkatkan keliatan bahan dan rintangan hentaman.
- Pengisi pengukuhan: Cth, gentian kaca, untuk meningkatkan kekuatan dan ketegaran.
(3) Pengurangan Kos
- Optimumkan nisbah kalis api: Minimumkan penggunaan sambil memenuhi keperluan kalis api.
- Pilih bahan yang kos efektif: Cth, kalis api domestik atau campuran.
7. Keperluan Alam Sekitar dan Kawal Selia
- Kalis api berhalogen: Terhad oleh RoHS, REACH, dsb., memerlukan penggunaan berhati-hati.
- Kalis api bebas halogen: Mematuhi peraturan, mewakili trend masa depan.
Reka bentuk formulasi kalis api nilon harus mempertimbangkan senario aplikasi khusus dan keperluan kawal selia apabila memilih kalis api berhalogen atau bebas halogen. Kalis api berhalogen menawarkan kecekapan tinggi tetapi menimbulkan risiko alam sekitar, manakala alternatif bebas halogen mesra alam tetapi memerlukan jumlah aditif yang lebih besar. Dengan mengoptimumkan formulasi dan proses, bahan nilon kalis api yang cekap, mesra alam dan kos efektif boleh dibangunkan untuk memenuhi keperluan industri elektronik, automotif, tekstil dan lain-lain.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Masa siaran: Mei-22-2025
