SK Polyester ES500 (UL94 V0 derecelendirmesi) için referans alev geciktirici formülasyonu.
I. Formülasyon Tasarım Yaklaşımı
- Yüzey Uyumluluğu
- SK Polyester ES500: Tipik işleme sıcaklığı 220–260°C olan termoplastik bir polyesterdir. Alev geciktirici maddenin bu sıcaklık aralığına dayanması gerekir.
- Başlıca Gereksinimler: Alev geciktiricilik (V0), mekanik özellikler (çekme/darbe dayanımı) ve işleme akışkanlığı arasında denge kurmak.
- Sinerjik Alev Geciktirici Sistem
- Ultra ince alüminyum hidroksit (ATH): Birincil alev geciktirici, endotermik dehidrasyon. Yükleme miktarı, alev geciktiricilik ve mekanik özellikler arasında denge sağlamalıdır.
- Alüminyum Hipofosfit: Kömürleştirici sinerjisttir, ATH ile birlikte çalışarak fosfor-alüminyum sinerjik etkisi yaratır ve kömür kalitesini artırır.
- Çinko Borat: Kömürleşmeyi hızlandırır, dumanı bastırır ve ATH ile yoğun bir bariyer oluşturur.
- MCA (Melamin Siyanürat): Gaz fazında alev geciktirici, oksijeni seyreltir ve erime damlamasını engeller.
II. Önerilen Formülasyon (Ağırlık Yüzdesi)
| Bileşen | Oran | İşlem Notları |
|---|---|---|
| SK Polyester ES500 | %45-50 | Baz reçine; dolgu maddesinin viskozitesini dengelemek için yüksek akışkanlık derecesine sahip olanı seçin. |
| Ultrafine ATH | %25-30 | Silan bağlayıcı madde (KH-550) ile yüzey modifiye edilmiş, D50 < 3 μm. |
| Alüminyum Hipofosfit | %10-12 | Isıya dayanıklı (>300°C), ATH ile önceden karıştırılmış ve aşamalar halinde eklenmiştir. |
| Çinko Borat | %6-8 | Yüksek kesme kuvveti kaynaklı yapısal hasarı önlemek için MCA ile birlikte eklenmiştir. |
| MCA | %4-5 | İşlem sıcaklığı < 250°C, düşük hızlı dağıtım. |
| Dağıtıcı | %2-3 | Polyester uyumlu dağıtıcı madde (örneğin, BYK-161) + polietilen balmumu kompoziti. |
| Bağlayıcı Madde (KH-550) | 1% | ATH ve alüminyum hipofosfit ön işlemleri; etanolde bekletme ve ardından kurutma. |
| Damlama Önleyici Madde | 0,5–1% | Erimeyi önlemek için PTFE mikro tozu. |
| İşlem Yardımı | %0,5 | Çinko stearat (yağlama ve yapışmayı önleme). |
III. Temel Proses Kontrolleri
- Dağılım Optimizasyonu
- Ön işlem: ATH ve alüminyum hipofosfiti %1'lik KH-550 etanol çözeltisinde 2 saat bekletin, ardından 80°C'de kurutun.
- Karıştırma Sırası:
- Baz reçine + dağıtıcı madde + bağlayıcı madde → Düşük hızda karıştırma (500 rpm, 5 dk).
- Modifiye edilmiş ATH/alüminyum hipofosfit ekleyin → Yüksek hızlı kesme (2500 rpm, 20 dk).
- Çinko borat/MCA/PTFE ekleyin → Düşük hızda karıştırma (800 rpm, 10 dk).
- Ekipman: Çift vidalı ekstrüder (sıcaklık bölgeleri: besleme bölgesi 200°C, erime bölgesi 230°C, kalıp 220°C).
- İşlem Sıcaklığı Kontrolü
- MCA'nın ayrışmasını önlemek için erime sıcaklığının < 250°C olduğundan emin olun (MCA 250–300°C'de ayrışır).
- Alev geciktirici maddenin göçünü önlemek için ekstrüzyondan sonra peletleri suyla soğutun.
IV. Alev Geciktirici Sinerjik Mekanizma
- ATH + Alüminyum Hipofosfit
- ATH ısıyı emer ve su buharı salarak yanıcı gazları seyreltir.
- Alüminyum hipofosfit, ısı transferini engelleyen yoğun kömür oluşumunu (AlPO₄) katalize eder.
- Çinko Borat + MCA
- Çinko borat, kömürleşmiş tabakadaki çatlakların üzerinde camsı bir bariyer oluşturur.
- MCA, NH₃ açığa çıkararak parçalanır, oksijeni seyreltir ve serbest radikal reaksiyonlarını engeller.
- PTFE Damlama Önleyici
- PTFE mikro tozu lifli bir ağ oluşturarak erime-damlama tutuşma riskini azaltır.
V. Performans Ayarlaması ve Sorun Giderme
| Ortak Sorun | Çözüm |
|---|---|
| Alev geciktiricilik V0'ın altında (V1/V2) | Alüminyum hipofosfit oranını %12'ye, MCA oranını ise %5'e çıkarın veya %2 oranında kapsüllenmiş kırmızı fosfor ekleyin (alüminyum hipofosfit ile sinerjik etki gösterir). |
| Azaltılmış mekanik özellikler | ATH'yi %25'e düşürün, %5 cam elyafı (takviye) veya %3 maleik anhidrit aşılı POE (sertleştirme) ekleyin. |
| Zayıf işlem akışkanlığı | Dağıtıcı madde miktarını %3'e çıkarın veya %0,5 düşük molekül ağırlıklı polietilen mumu (yağlayıcı) ekleyin. |
| Yüzeyde çiçeklenme | Daha iyi arayüzey bağlaması için bağlayıcı madde dozajını optimize edin veya titanat bağlayıcı maddeye (NDZ-201) geçin. |
VI. Doğrulama Ölçütleri
- UL94 V0 Testi:
- 1,6 mm ve 3,2 mm'lik numunelerde, iki ateşleme sonrasında toplam yanma süresi < 50 saniye, damlama şeklinde ateşleme yok.
- Niyet Mektubu: Hedef ≥%30 (gerçekleşen ≥%28).
- Mekanik Özellikler:
- Çekme dayanımı > 40 MPa, darbe dayanımı > 5 kJ/m² (ASTM standardı).
- Termal Kararlılık (TGA):
- 800°C'de kömür kalıntısı > %20, ilk ayrışma sıcaklığı > 300°C.
VII. Örnek Referans Formülasyonu
| Bileşen | İçerik (%) |
|---|---|
| SK Polyester ES500 | %48 |
| Ultra ince ATH (modifiye edilmiş) | %28 |
| Alüminyum Hipofosfit | %11 |
| Çinko Borat | 7% |
| MCA | 4% |
| BYK-161 Dağıtıcı | %2,5 |
| KH-550 Bağlayıcı Madde | 1% |
| PTFE Damlama Önleyici Madde | %0,8 |
| Çinko Stearat | %0,5 |
Bu formülasyon ve proses tasarımı, işlenebilirlik ve mekanik özellikleri dengeleyerek SK Polyester ES500 için UL94 V0 alev geciktiricilik standardını etkili bir şekilde sağlar. Oranların ince ayarından önce (örneğin, alüminyum hipofosfit ve MCA'nın dengelenmesi) dağılımı doğrulamak için küçük ölçekli denemeler önerilir. Alev geciktiriciliği daha da artırmak için, çift fonksiyonlu termal iletken/alev geciktirici dolgu maddesi olarak %2 bor nitrür nanosheet (BNNS) eklenmesi düşünülebilir.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Yayın tarihi: 01.07.2025
