Referenčna formulacija PVC-zaviralne glavne zmesi
Zasnova in optimizacija formulacij PVC masterbatch za zaviranje gorenja, z vključitvijo obstoječih zaviralcev gorenja in ključnih sinergijskih komponent, s ciljem doseganja zaviranja gorenja UL94 V0 (prilagodljivo na V2 z zmanjšanjem količine dodatkov).
I. Priporočilo za osnovno formulo (trdi PVC)
Formulacija za zaviranje gorenja iz plastike:
| Komponenta | Nalaganje (mas. %) | Opis funkcije |
|---|---|---|
| PVC smola (tip SG-5) | 40–50 % | Matrični material, po možnosti z nizko stopnjo absorpcije olja |
| Aluminijev hipofosfit | 12–15 % | Vir kisline za nastanek oglja, zavira naknadno sevanje |
| Cinkov borat | 8–10 % | Sinergistično zatiranje dima, reagira s HCl iz razgradnje PVC-ja |
| Površinsko modificiran aluminijev hidroksid | 10–12 % | Endotermno hlajenje, zahteva premaz s silanskim vezivom (temperatura razgradnje ustreza obdelavi PVC-ja) |
| Antimonov trioksid (Sb₂O₃) | 3–5 % | Osnovni sinergist, izboljša zaviranje gorenja s sinergijo Cl-Sb |
| Cinkov molibdat (sredstvo za zatiranje dima) | 5–8 % | Priporočen dodatek, zmanjšuje gostoto dima (ključno za skladnost z DIN 4102) |
| Dipentaeritritol (DPE) | 2–3 % | Pomožno sredstvo za ogljenje, izboljša nadzor kapljanja taline |
| Termični stabilizator (Ca-Zn kompozit) | 3–4 % | Bistveno za preprečevanje toplotne razgradnje med obdelavo |
| Plastifikator (DOP ali eko-alternativa) | 0–8 % | Prilagoditev trdote (neobvezno za trdi PVC) |
| Mazivo (kalcijev stearat) | 1–1,5 % | Izboljša obdelovalnost, preprečuje lepljenje valjev |
| Pomožno sredstvo za predelavo (ACR) | 1–2 % | Izboljša plastifikacijo in disperzijo masterbatcha |
II. Ključna načela optimizacije
- Sinergijski sistem zaviralcev gorenja
- Sinergija Cl-Sb: PVC-jev inherentni klor (56 %) v kombinaciji s 3–5 % Sb₂O₃ tvori SbCl₃ pregrado, ki omogoča dvojno zaviranje gorenja v plinski/kondenzirani fazi.
- Zatiranje dima: Cinkov molibdat + cinkov borat zmanjšata gostoto dima za >40 % (ASTM E662).
- Izboljšanje oglja: Aluminijev hipofosfit + DPE pri 200–250 °C ustvari zamreženo oglje fosfornega estra, kar kompenzira pomanjkanje oglja v PVC-ju v zgodnji fazi.
- Prilagodljivost obdelave
- Temperaturno ujemanje: Aluminijev hipofosfit (razpad ≥250 °C) in površinsko modificiran Al(OH)₃ (stabilen do >200 °C) sta primerna za predelavo PVC (160–190 °C).
- Zagotavljanje stabilnosti: Ca-Zn stabilizatorji preprečujejo razgradnjo smole zaradi sproščanja HCl; ACR pomaga pri plastifikaciji v sistemih z visoko vsebnostjo polnila.
- Ravnovesje uspešnosti
- Skupna količina zaviralca gorenja: 35–45 %, ohranitev natezne trdnosti ≥80 % (tipično ≥40 MPa za trdi PVC).
- Za fleksibilnost (fleksibilen PVC) zamenjajte DOP z 8 % epoksidiranim sojinim oljem (dvojni mehčalec/zaviralec gorenja).
III. Metrike testiranja in validacije
Odpornost proti ognju:
- UL94 V0 (debelina 1,6 mm)
- Mejni kisikov indeks (LOI) ≥32 %
Nadzor dima:
- Preskus dimne komore NBS: Največja specifična optična gostotaDs≤150 (plamenski način)
Mehanske lastnosti:
- Natezna trdnost ≥35 MPa (togo), raztezek pri pretrgu ≥200 % (fleksibilno)
Termična stabilnost:
- DMA potrjuje, da pri 180 °C ni padca modula.
IV. Stroškovne in okolju prijazne prilagoditve
Nizkocenovna alternativa:
- Zmanjšajte cinkov molibdat na 3 %, delno nadomestite Al(OH)₃ z Mg(OH)₂ (povečajte na 15 %).
Raztopina brez antimona:
- Odstranite Sb₂O₃, uporabite 2 % aluminijevega dietilfosfinata + 5 % nano-kaolina (nekoliko nižja učinkovitost; za V0 zahteva debelino 3 mm).
Prednost dima:
- Za dodatno zmanjšanje gostote dima za 15 % dodajte 1 % s silikonsko smolo prevlečenega ogljika.
V. Smernice za obdelavo
- Zaporedje mešanja:
PVC smola → stabilizator + mazivo → zaviralci gorenja (nizka do visoka gostota) → mehčalo (dodano s pršenjem nazadnje). - Temperature obdelave:
Območja dvovijačnega ekstruderja: 160 °C (dovajanje) → 170 °C (taljenje) → 180 °C (mešanje) → 175 °C (glava za iztiskanje). - Koncentracija glavne zmesi:
Priporočamo 50 % polnjenje; za končno uporabo v brizganju razredčite v razmerju 1:1 z deviškim PVC-jem.
Ta formulacija uravnoteži visoko stopnjo zaviranja gorenja, nizko stopnjo dimljenja in stabilnost pri obdelavi. Pred kalibracijo so priporočljivi poskusi v majhnem obsegu, s prilagoditvami glede na obliko izdelka (plošče, kabli itd.).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Čas objave: 8. julij 2025
