Formulasi Kalis Api Polipropilena (PP) UL94 V0 dan V2
Polipropilena (PP) ialah polimer termoplastik yang digunakan secara meluas, tetapi kebolehbakarannya mengehadkan aplikasinya 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. Berikut 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 Kerentanan Api UL94
UL94 ialah piawaian mudah terbakar yang dibangunkan oleh Underwriters Laboratories (UL) untuk menilai rintangan api bahan plastik. Penarafan kalis api biasa termasuk:
- V0Gred kalis api tertinggi, memerlukan sampel padam sendiri dalam masa 10 saat dalam ujian pembakaran menegak tanpa membakar kapas dengan titisan.
- V2Gred kalis api yang lebih rendah, membolehkan sampel padam sendiri dalam masa 30 saat dalam ujian pembakaran 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 formulasi.
2.1 Pemilihan Kalis Api
- Bahan Tahan Api BrominatedSeperti dekabromodifenil eter (DBDPO) dan tetrabromobisfenol A (TBBPA), yang menawarkan kecekapan tinggi tetapi mungkin kurang mesra alam.
- Bahan Tahan Api Berasaskan FosforusSeperti ammonium polifosfat (APP) dan fosforus merah, yang lebih mesra alam dan berkesan.
- Bahan Tahan Api Intumescent (IFR)Terdiri daripada sumber asid, sumber karbon dan sumber gas, yang memberikan kalis api yang mesra alam dan cekap.
- Magnesium Hidroksida (Mg(OH)₂) atau Aluminium Hidroksida (Al(OH)₃): Peredam api bukan organik yang mesra alam, tetapi tahap pemuatan yang tinggi diperlukan.
2.2 Formulasi Lazim
- Resin PP: 100phr (mengikut berat, sama di bawah).
- Intumescent Flame Retardant (IFR): 20–30 petang
- Magnesium Hidroksida: 10–20phr.
- Ejen Anti-Menitis: 0.5–1 phr (contohnya, politetrafluoroetilena, PTFE).
- Pelincir: 0.5–1 phr (contohnya, zink stearat).
- Antioksidan: 0.2–0.5 phr.
2.3 Teknik Pemprosesan
- Percampuran: Campurkan resin PP, kalis api dan bahan tambahan lain secara seragam dalam pengadun berkelajuan tinggi.
- Penyemperitan & PeletisasiGunakan penyemperit skru berkembar pada suhu 180–220°C untuk menghasilkan pelet.
- Acuan SuntikanAcuan pelet menjadi spesimen ujian menggunakan mesin pengacuan suntikan.
2.4 Pengujian Prestasi
- Ujian Pembakaran Menegak UL94Sampel mesti memenuhi keperluan V0 (padam sendiri dalam masa 10 saat, tiada pencucuhan kapas daripada titisan).
- Pengujian Sifat Mekanikal: Menilai 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 yang sederhana.
3.1 Pemilihan Kalis Api
- Bahan Tahan Api BrominatedSeperti DBDPO atau TBBPA, hanya memerlukan jumlah yang kecil untuk mencapai V2.
- Bahan Tahan Api Berasaskan FosforusSeperti fosforus atau fosfat merah, yang 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 Formulasi Lazim
- Resin PP: 100 penggal.
- Kalis Api Brominasi: 5–10 penggal.
- Antimoni Trioksida (Sb₂O₃): 2–3phr (sebagai sinergi).
- Ejen Anti-Menitis: 0.5–1 phr (cth., PTFE).
- Pelincir: 0.5–1 phr (contohnya, zink stearat).
- Antioksidan: 0.2–0.5 phr.
3.3 Teknik Pemprosesan
- Sama seperti pemprosesan gred V0 (pencampuran, penyemperitan, pengacuan suntikan).
3.4 Pengujian Prestasi
- Ujian Pembakaran Menegak UL94Sampel mesti memenuhi keperluan V2 (padam 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 (contohnya, 20–30phr IFR atau 10–20phr Mg(OH)₂).
- V2 memerlukan beban yang lebih rendah (contohnya, kalis api brominated 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 (contohnya, kekuatan hentaman, kekuatan tegangan) dengan ketara disebabkan oleh kandungan bahan tambahan yang lebih tinggi.
- Formulasi V2 mempunyai kesan yang kurang terhadap prestasi mekanikal.
4.4 Impak Alam Sekitar
- Formulasi V0 sering menggunakan bahan kalis api mesra alam (contohnya, IFR, Mg(OH)₂).
- Formulasi V2 mungkin menggunakan bahan kalis api bromin, yang kurang mesra alam.
5. Cadangan Pengoptimuman Formulasi
5.1 Sinergisme Kalis Api
- Menggabungkan pelbagai bahan kalis api (contohnya, IFR + Mg(OH)₂, dibrominkan + Sb₂O₃) boleh meningkatkan kalis api dan mengurangkan beban.
5.2 Pengubahsuaian Permukaan
- Pengubahsuaian bahan perencat api bukan organik (contohnya, Mg(OH)₂, Al(OH)₃) meningkatkan keserasian dengan PP, sekali gus mempertingkatkan sifat mekanikal.
5.3 Pengoptimuman Pemprosesan
- Mengawal parameter penyemperitan/suntikan (suhu, tekanan, kelajuan skru) memastikan penyebaran seragam dan mencegah degradasi.
6. Kesimpulan
Reka bentuk formulasi PP kalis api V0 dan V2 bergantung pada keperluan rintangan api tertentu dan senario aplikasi.
- Formulasi V0biasanya menggunakan bahan perencat api berkecekapan tinggi (contohnya, 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 (contohnya, kalis api bromin).
Dalam aplikasi praktikal, faktor seperti rintangan api, prestasi mekanikal, impak alam sekitar dan kos mesti diseimbangkan untuk mengoptimumkan formulasi dan teknik pemprosesan.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Masa siaran: 23 Mei 2025
