Formulasi Tahan Api Polipropilena (PP) UL94 V0 dan V2
Polipropilena (PP) ialah polimer termoplastik yang digunakan secara meluas, tetapi kebolehbakarannya mengehadkan penggunaannya dalam bidang tertentu. Untuk memenuhi keperluan kalis api yang berbeza (seperti gred UL94 V0 dan V2), kalis api boleh digabungkan untuk meningkatkan rintangan api PP. Di bawah ialah pengenalan terperinci kepada formulasi PP kalis api untuk gred UL94 V0 dan V2, termasuk pemilihan kalis api, reka bentuk formulasi, teknik pemprosesan dan ujian prestasi.
1. Pengenalan kepada Penilaian Ketahanan Api UL94
UL94 ialah piawaian mudah terbakar yang dibangunkan oleh Makmal Penaja Jamin (UL) untuk menilai rintangan nyalaan bahan plastik. Penilaian kalis api biasa termasuk:
- V0: Gred kalis nyalaan tertinggi, memerlukan sampel padam sendiri dalam masa 10 saat dalam ujian pembakaran menegak tanpa mencucuh kapas dengan titisan.
- V2: Gred kalis api yang lebih rendah, membolehkan sampel padam sendiri dalam masa 30 saat dalam ujian terbakar menegak sambil membenarkan titisan yang boleh menyalakan kapas.
2. Formulasi PP Kalis Api V0
PP kalis api V0 memerlukan rintangan api yang sangat baik, biasanya dicapai dengan menggabungkan kalis api berkecekapan tinggi dan mengoptimumkan perumusan.
2.1 Pemilihan Kalis Api
- Kalis Api Berbromin: Seperti decabromodiphenyl ether (DBDPO) dan tetrabromobisphenol A (TBBPA), yang menawarkan kecekapan tinggi tetapi mungkin kurang mesra alam.
- Tahan Api Berasaskan Fosforus: Seperti ammonium polifosfat (APP) dan fosforus merah, yang lebih mesra alam dan berkesan.
- Intumescent Flame Retardant (IFR): Terdiri daripada sumber asid, sumber karbon dan sumber gas, menyediakan kalis api yang mesra alam dan cekap.
- Magnesium Hidroksida (Mg(OH)₂) atau Aluminium Hidroksida (Al(OH)₃): Kalis api bukan organik mesra alam, tetapi tahap pemuatan yang tinggi diperlukan.
2.2 Rumusan Biasa
- PP Resin: 100phr (mengikut berat, sama di bawah).
- Intumescent Flame Retardant (IFR): 20–30phr.
- Magnesium Hidroksida: 10–20phr.
- Agen Anti Titis: 0.5–1 phr (cth, polytetrafluoroethylene, PTFE).
- Minyak pelincir: 0.5–1 phr (cth, zink stearat).
- Antioksidan: 0.2–0.5 ph.
2.3 Teknik Pemprosesan
- Percampuran: Campurkan resin PP, kalis api dan bahan tambahan lain secara seragam dalam pengadun berkelajuan tinggi.
- Penyemperitan & Pelet: Gunakan penyemperit skru berkembar pada suhu 180–220°C untuk menghasilkan pelet.
- Pengacuan Suntikan: Acuan pelet menjadi spesimen ujian menggunakan mesin pengacuan suntikan.
2.4 Ujian Prestasi
- Ujian Pembakaran Menegak UL94: Sampel mesti memenuhi keperluan V0 (pemadam sendiri dalam masa 10 saat, tiada penyalaan kapas daripada titisan).
- Pengujian Sifat Mekanikal: Nilaikan kekuatan tegangan, kekuatan hentaman, dsb., untuk memastikan prestasi bahan memenuhi keperluan aplikasi.
3. Reka Bentuk Formulasi PP Kalis Api V2
PP kalis api V2 mempunyai keperluan rintangan api yang lebih rendah dan boleh dicapai dengan pemuatan kalis api sederhana.
3.1 Pemilihan Kalis Api
- Kalis Api Berbromin: Seperti DBDPO atau TBBPA, hanya memerlukan jumlah yang kecil untuk mencapai V2.
- Tahan Api Berasaskan Fosforus: Seperti fosforus merah atau fosfat, menawarkan penyelesaian mesra alam.
- Magnesium Hidroksida (Mg(OH)₂) atau Aluminium Hidroksida (Al(OH)₃): Mesra alam tetapi memerlukan muatan yang lebih tinggi.
3.2 Rumusan Biasa
- PP Resin: 100phr.
- Kalis Api Berbromin: 5–10phr.
- Antimoni Trioksida (Sb₂O₃): 2–3ph (sebagai sinergi).
- Agen Anti Titis: 0.5–1 phr (cth, PTFE).
- Minyak pelincir: 0.5–1 phr (cth, zink stearat).
- Antioksidan: 0.2–0.5 ph.
3.3 Teknik Pemprosesan
- Sama seperti pemprosesan gred V0 (pencampuran, penyemperitan, pengacuan suntikan).
3.4 Ujian Prestasi
- Ujian Pembakaran Menegak UL94: Sampel mesti memenuhi keperluan V2 (pemadaman sendiri dalam masa 30 saat, titisan dibenarkan).
- Pengujian Sifat Mekanikal: Memastikan prestasi bahan memenuhi keperluan aplikasi.
4. Perbandingan Antara Formulasi V0 dan V2
4.1 Pemuatan Kalis Api
- V0 memerlukan beban yang lebih tinggi (cth, 20–30ph IFR atau 10–20phr Mg(OH)₂).
- V2 memerlukan beban yang lebih rendah (cth, kalis api terbromin 5-10phr).
4.2 Kecekapan Kalis Api
- V0 menyediakan rintangan api yang unggul untuk keperluan yang lebih ketat.
4.3 Sifat Mekanikal
- Formulasi V0 boleh menjejaskan sifat mekanikal dengan ketara (cth, kekuatan hentaman, kekuatan tegangan) disebabkan kandungan aditif yang lebih tinggi.
- Formulasi V2 mempunyai kesan yang kurang pada prestasi mekanikal.
4.4 Kesan Alam Sekitar
- Formulasi V0 selalunya menggunakan kalis api mesra alam (cth, IFR, Mg(OH)₂).
- Formulasi V2 mungkin menggunakan kalis api berbromin, yang kurang mesra alam.
5. Syor Pengoptimuman Rumusan
5.1 Sinergisme Kalis Api
- Menggabungkan kalis api yang berbeza (cth, IFR + Mg(OH)₂, terbromin + Sb₂O₃) boleh meningkatkan kalis api dan mengurangkan beban.
5.2 Pengubahsuaian Permukaan
- Mengubah suai kalis api bukan organik (cth, Mg(OH)₂, Al(OH)₃) meningkatkan keserasian dengan PP, meningkatkan sifat mekanikal.
5.3 Pengoptimuman Pemprosesan
- Mengawal parameter penyemperitan/suntikan (suhu, tekanan, kelajuan skru) memastikan penyebaran seragam dan menghalang degradasi.
6. Kesimpulan
Reka bentuk formulasi PP kalis api V0 dan V2 bergantung pada keperluan rintangan api dan senario aplikasi tertentu.
- Formulasi V0lazimnya menggunakan kalis api berkecekapan tinggi (cth, IFR, Mg(OH)₂) dan sinergi yang dioptimumkan untuk memenuhi piawaian yang ketat.
- Formulasi V2boleh mencapai kalis api yang lebih rendah dengan bahan tambahan yang minimum (cth, kalis api terbromin).
Dalam aplikasi praktikal, faktor seperti rintangan nyalaan, prestasi mekanikal, kesan alam sekitar dan kos mesti seimbang untuk mengoptimumkan formulasi dan teknik pemprosesan.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Masa siaran: Mei-23-2025
