In referinsjeflamfertragende formulearring foar SK Polyester ES500 (UL94 V0-wurdearring).
I. Formuleringsûntwerpbenadering
- Substraatkompatibiliteit
- SK Polyester ES500: In termoplastysk polyester mei in typyske ferwurkingstemperatuer fan 220–260 °C. De flammefertrager moat dit temperatuerberik wjerstean.
- Wichtige easken: Balâns tusken flammefertraging (V0), meganyske eigenskippen (trek-/slachsterkte) en ferwurkingsfluïdeiteit.
- Synergistysk flamfertragend systeem
- Ultrafyne aluminiumhydrokside (ATH): Primêre flammefertrager, endotermyske útdroeging. De lading moat flammefertraging en meganyske eigenskippen yn lykwicht bringe.
- Aluminiumhypofosfiet: Koalfoarmjende synergist, wurket mei ATH om in fosfor-aluminium synergistysk effekt te meitsjen, wêrtroch de koalkwaliteit ferbetteret.
- Sinkboraat: Koalfersterker, ûnderdrukt reek en foarmet in tichte barriêre mei ATH.
- MCA (Melamine Cyanuraat): Gasfaze flammefertrager, ferdunt soerstof en foarkomt it drippen fan smelt.
II. Oanrikkemandearre formule (gewichtpersintaazje)
| Komponint | Ferhâlding | Ferwurkingsnotysjes |
|---|---|---|
| SK Polyester ES500 | 45–50% | Basishars; selektearje in kwaliteit mei hege floeiberheid om te kompensearjen foar de viskositeit fan filler. |
| Ultrafyn ATH | 25–30% | Oerflakmodifisearre mei silaankoppelingsmiddel (KH-550), D50 < 3 μm. |
| Aluminiumhypofosfyt | 10–12% | Hittebestindich (>300°C), foarmingd mei ATH en yn stadia tafoege. |
| Sinkboraat | 6–8% | Tafoege mei MCA om strukturele skea troch hege skuorkrêft te foarkommen. |
| MCA | 4–5% | Prosestemperatuer < 250 °C, fersprieding mei lege snelheid. |
| Dispergeermiddel | 2–3% | Polyester-kompatibel dispergeermiddel (bygelyks, BYK-161) + polyetyleenwaakskomposit. |
| Koppelingsmiddel (KH-550) | 1% | Foarbehannelet ATH en aluminiumhypofosfyt; ûnderdompeling yn ethanol folge troch droegjen. |
| Anti-drippende agent | 0,5–1% | PTFE-mikropoeier om smeltûntstekking te ûnderdrukken. |
| Ferwurkingshelp | 0,5% | Sinkstearaat (smeermiddel en anty-oanbakmiddel). |
III. Wichtige proseskontrôles
- Dispersionoptimalisaasje
- Foarbehanneling: Week ATH en aluminiumhypofosfyt 2 oeren yn 1% KH-550 ethanoloplossing, en droegje dan by 80 °C.
- Mingsekwinsje:
- Basishars + dispergeermiddel + koppelingsmiddel → Mingjen op lege snelheid (500 rpm, 5 min).
- Foegje modifisearre ATH/aluminiumhypofosfyt ta → Hege-snelheid skuorwurk (2500 rpm, 20 min).
- Foegje sinkboraat/MCA/PTFE ta → Mingje op lege snelheid (800 rpm, 10 min).
- Apparatuer: Twillingskroefekstruder (temperatuerônes: feedzone 200 °C, smeltzone 230 °C, matrijs 220 °C).
- Ferwurkingstemperatuerkontrôle
- Soargje derfoar dat de smelttemperatuer < 250 °C is om MCA-ûntleding te foarkommen (MCA ûntlient by 250–300 °C).
- Wetterkuolle pellets nei ekstrudering om migraasje fan flammefertragers te foarkommen.
IV. Synergistysk meganisme foar flamfertragende middels
- ATH + Aluminiumhypofosfiet
- ATH absorbearret waarmte en lit wetterdamp frij, wêrtroch brânbere gassen ferdund wurde.
- Aluminiumhypofosfyt katalysearret de foarming fan tichte koal (AlPO₄), wêrtroch waarmteoerdracht blokkearre wurdt.
- Sinkboraat + MCA
- Sinkboraat foarmet in glêzen barriêre oer koalskuorren.
- MCA ûntlient om NH₃ frij te meitsjen, wêrtroch soerstof ferdund wurdt en frije radikale reaksjes remd wurde.
- PTFE Anti-Dripping
- PTFE-mikropoeier foarmet in fezelich netwurk, wêrtroch it risiko op smeltdrip-ûntstekking ferminderet.
V. Prestaasjeôfstimming en probleemoplossing
| Algemiene probleem | Oplossing |
|---|---|
| Flammefertraging ûnder V0 (V1/V2) | Ferheegje aluminiumhypofosfyt nei 12% + MCA nei 5%, of foegje 2% ynkapsele reade fosfor ta (synergistysk mei aluminiumhypofosfyt). |
| Fermindere meganyske eigenskippen | Ferminderje ATH nei 25%, foegje 5% glêstried (fersterking) of 3% maleïne-anhydride-ente POE (ferhurding) ta. |
| Minne ferwurkingsfluiditeit | Ferheegje it dispergeermiddel nei 3%, of foegje 0,5% polyetyleenwaaks mei leech MW (smermiddel) ta. |
| Oerflak bloeiend | Optimalisearje de dosaasje fan it koppelingsmiddel of wikselje nei titanaat-koppelingsmiddel (NDZ-201) foar in bettere tuskenflakferbining. |
VI. Falidaasjemetriken
- UL94 V0-test:
- Eksimplaren fan 1,6 mm en 3,2 mm, totale baarntiid < 50 sek nei twa ûntstekkingen, gjin drippende ûntstekking.
- LOI: Doel ≥30% (werklik ≥28%).
- Mechanyske eigenskippen:
- Treksterkte > 40 MPa, slagsterkte > 5 kJ/m² (ASTM-standert).
- Termyske stabiliteit (TGA):
- Koalresidu by 800 °C > 20%, earste ûntbiningstemperatuer > 300 °C.
VII. Foarbyldreferinsjeformulering
| Komponint | Ynhâld (%) |
|---|---|
| SK Polyester ES500 | 48% |
| Ultrafyne ATH (modifisearre) | 28% |
| Aluminiumhypofosfyt | 11% |
| Sinkboraat | 7% |
| MCA | 4% |
| BYK-161 Dispergeermiddel | 2,5% |
| KH-550 Koppelingsmiddel | 1% |
| PTFE Anti-Dripping Agent | 0,8% |
| Sinkstearaat | 0,5% |
Dizze formulearring en prosesûntwerp berikke effektyf UL94 V0 flamfertraging foar SK Polyester ES500, wylst de ferwurkberens en meganyske eigenskippen yn lykwicht brocht wurde. Lytsskalige proeven wurde oanrikkemandearre om fersprieding te ferifiearjen foardat de ferhâldingen fyn ôfstimd wurde (bygelyks, it lykwichtich meitsjen fan aluminiumhypofosfyt en MCA). Foar fierdere ferbettering fan 'e flamfertraging, beskôgje it tafoegjen fan 2% boornitride-nanoblêden (BNNS) as in dûbelfunksjonele termysk geliedende/flamfertragende filler.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Pleatsingstiid: 1 july 2025
