beberapa formulasi rujukan getah silikon berdasarkan kalis api bebas halogen

Berikut adalah lima reka bentuk formulasi getah silikon berdasarkan bahan kalis api bebas halogen, yang menggabungkan bahan kalis api yang disediakan oleh pelanggan (aluminium hipofosfat, zink borat, MCA, aluminium hidroksida dan ammonium polifosfat). Reka bentuk ini bertujuan untuk memastikan kalis api sambil meminimumkan jumlah bahan tambahan untuk mengurangkan kesan pada sifat mekanikal getah silikon.

1. Sistem Kalis Api Sinergi Fosforus-Nitrogen (Jenis Pembentukan Arang Berkecekapan Tinggi)

SasaranUL94 V-0, asap rendah, sesuai untuk aplikasi suhu sederhana hingga tinggi

Getah AsasGetah silikon metil vinil (VMQ, 100 phr)

Bahan Tahan Api:

• Aluminium hipofosfat (AHP, berasaskan fosforus): 15 phr
• Menyediakan sumber fosforus yang cekap, menggalakkan pembentukan arang dan menyekat pembakaran fasa gas.
• Melamin sianurat (MCA, berasaskan nitrogen): 10 petang
• Bersinergi dengan fosforus, melepaskan gas lengai dan mencairkan oksigen.
• Zink borat (ZnB): 5 phr
• Memangkinkan pembentukan arang, menyekat asap, dan meningkatkan kestabilan lapisan arang.
• Aluminium hidroksida (ATH, kaedah kimia, 1.6–2.3 μm): 20 phr
• Penguraian endotermik, kalis api tambahan dan kebolehlarutan yang lebih baik.

Bahan tambahan:

• Minyak silikon hidroksil (2 phr, meningkatkan kebolehprosesan)
• Silika asap (10 phr, tetulang)
• Agen pengawet (Diperoksida, 0.8 phr)

Ciri-ciri:

• Jumlah beban kalis api ~50 phr, mengimbangi kalis api dan sifat mekanikal.
• Sinergi fosforus-nitrogen (AHP + MCA) mengurangkan jumlah perencat api individu yang diperlukan.

2. Sistem Kalis Api Intumescent (Jenis Beban Rendah)

SasaranUL94 V-1/V-0, sesuai untuk produk nipis

Getah Asas: VMQ (100 petak)

Bahan Tahan Api:

• Ammonium polifosfat (APP, berasaskan fosforus-nitrogen): 12 petang
• Teras pembentukan arang intumescent, dengan keserasian yang baik dengan getah silikon.
• Aluminium hipofosfat (AHP): 8 petang
• Sumber fosforus tambahan, mengurangkan higroskopisitas APP.
• Zink borat (ZnB): 5 phr
• Pemangkinan char sinergistik dan penindasan titisan.
• Aluminium hidroksida (dikisar, 3–20 μm): 15 phr
• Kalis api tambahan kos rendah, mengurangkan pemuatan APP.

Bahan tambahan:

• Minyak silikon vinil (3 phr, pemplastikan)
• Silika termendak (15 phr, tetulang)
• Sistem pengawetan platinum (0.1% Pt)

Ciri-ciri:

• Jumlah beban kalis api ~40 phr, berkesan untuk produk nipis disebabkan oleh mekanisme intumescent.
• APP memerlukan rawatan permukaan (contohnya, agen gandingan silana) untuk mencegah penghijrahan.

3. Sistem Dioptimumkan Aluminium Hidroksida Bermuatan Tinggi (Jenis Kos Efektif)

SasaranUL94 V-0, sesuai untuk produk atau kabel tebal

Getah Asas: VMQ (100 petak)

Bahan Tahan Api:

• Aluminium hidroksida (ATH, kaedah kimia, 1.6–2.3 μm): 50 phr
• Kalis api primer, penguraian endotermik, saiz zarah kecil untuk penyebaran yang lebih baik.
• Aluminium hipofosfat (AHP): 5 phr
• Meningkatkan kecekapan pembentukan arang, mengurangkan pemuatan ATH.
• Zink borat (ZnB): 3 phr
• Penekan asap dan anti-bercahaya.

Bahan tambahan:

• Ejen gandingan silana (KH-550, 1 phr, menambah baik antara muka ATH)
• Silika asap (8 phr, tetulang)
• Pengawetan peroksida (DCP, 1 phr)

Ciri-ciri:

• Jumlah beban kalis api ~58 phr, tetapi ATH mendominasi dari segi kecekapan kos.
• Saiz zarah ATH yang kecil meminimumkan kehilangan kekuatan tegangan.

4. Sistem Hipofosfat Aluminium (AHP) Kendiri

Permohonan: UL94 V-1/V-2, atau jika sumber nitrogen tidak diingini (contohnya, mengelakkan pembuih MCA yang menjejaskan penampilan).

Formulasi yang Disyorkan:

• Getah Asas: VMQ (100 petak)
• Aluminium hipofosfat (AHP): 20–30 phr
• Kandungan fosforus yang tinggi (40%); 20 phr menyediakan ~8% fosforus untuk kalis api asas.
• Untuk UL94 V-0, tingkatkan kepada 30 phr (mungkin menjejaskan sifat mekanikal).
• Pengisi PenguatSilika (10–15 phr, mengekalkan kekuatan)
• Bahan tambahan: Minyak silikon hidroksil (2 phr, kebolehprosesan) + agen pengawetan (sistem Diperoksida atau platinum).

Ciri-ciri:

• Bergantung pada kalis api fasa pekat (pembentukan arang), meningkatkan LOI dengan ketara tetapi mempunyai penindasan asap yang terhad.
• Beban tinggi (>25 phr) mungkin mengeraskan bahan; disyorkan untuk menambah 3–5 phr ZnB2 untuk meningkatkan kualiti arang.

5. Campuran Aluminium Hipofosfit (AHP) + MCA

PermohonanUL94 V-0, beban rendah dengan sinergi kalis api fasa gas.

Formulasi yang Disyorkan:

• Getah Asas: VMQ (100 petak)
• Aluminium hipofosfat (AHP): 12–15 phr
• Sumber fosforus untuk pembentukan arang.
• MCA: 8–10 petang
• Sumber nitrogen untuk sinergi PN, membebaskan gas lengai (contohnya, NH₃) untuk menyekat perambatan api.
• Pengisi PenguatSilika (10 phr)
• Bahan tambahan: Agen gandingan silana (1 phr, bantuan penyebaran) + agen pengawetan.

Ciri-ciri:

• Jumlah beban kalis api ~20–25 phr, jauh lebih rendah daripada AHP kendiri.
• MCA mengurangkan keperluan AHP tetapi mungkin sedikit menjejaskan ketelusan (gunakan nano-MCA jika kejelasan diperlukan).

Ringkasan Formulasi Kalis Api

Cadangan Eksperimen

1. Ujian Keutamaan: AHP + MCA (15+10 phr). Jika V-0 dicapai, kurangkan AHP secara beransur-ansur (cth., 12+10 phr).
2. Ujian AHP KendiriMulakan pada 20 phr, tambah sebanyak 5 phr untuk menilai LOI dan UL94, memantau sifat mekanikal.
3. Penindasan Asap: Tambahkan 3–5 phr ZnB kepada mana-mana formulasi tanpa menjejaskan kalis api.
4. Pengoptimuman Kos: Masukkan 10–15 phr ATH untuk mengurangkan kos, walaupun jumlah muatan pengisi meningkat.

Proses Pencampuran yang Disyorkan

(Untuk getah silikon pengawet tambahan dua bahagian)

1. Pra-Rawatan Getah Asas:

• Masukkan getah silikon (cth., gam 107, minyak silikon vinil) ke dalam pengadun planet, nyahgas di bawah vakum jika perlu.

1. Penambahan Kalis Api:

• Serbuk perencat api (cth., ATH, MH):
• Masukkan secara berkelompok, pra-gaul dengan getah asas (pencampuran berkelajuan rendah, 10–15 minit) untuk mengelakkan penggumpalan.
• Keringkan pada suhu 80–120°C jika higroskopik.
• Bahan perencat api cecair (contohnya, fosfat):
• Kisar terus dengan minyak silikon, penghubung silang, dsb., di bawah ricih tinggi (20–30 minit).

1. Bahan Tambahan Lain:

• Tambahkan pengisi (contohnya, silika), penghubung silang (hidrosilana), pemangkin (platinum) dan perencat secara berurutan.

1. Homogenisasi:

• Perhalusi lagi penyebaran menggunakan kilang tiga gulung atau pengemulsi ricih tinggi (penting untuk nano-bahan tambahan seperti CNT).

1. Penyahgas & Penapisan:

• Penyahgas vakum (-0.095 MPa, 30 min), penapis untuk keperluan ketulenan tinggi.

Pertimbangan Utama

• Pemilihan Kalis Api:
• Bahan perencat bebas halogen (contohnya, ATH) memerlukan saiz zarah halus (1–5 μm); beban yang berlebihan merosakkan sifat mekanikal.
• Bahan perencat berasaskan silikon (contohnya, resin fenil silikon) menawarkan keserasian yang lebih baik tetapi pada kos yang lebih tinggi.
• Kawalan Proses:
• Suhu ≤ 60°C (mencegah keracunan mangkin platinum atau pengawetan pramatang).
• Kelembapan ≤ 50% RH (mengelakkan tindak balas antara minyak silikon hidroksil dan bahan perencat api).

Kesimpulan

• Pengeluaran Besar-besaran: Pra-campurkan bahan kalis api dengan getah asas untuk kecekapan.
• Keperluan Kestabilan TinggiKisar semasa pengkompaunan untuk meminimumkan risiko penyimpanan.
• Sistem Kalis Api Nano: Penyebaran ricih tinggi wajib untuk mengelakkan aglomerasi.

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