halojensiz alev geciktiricilere dayalı bazı silikon kauçuk referans formülasyonları

Müşteri tarafından sağlanan alev geciktiricileri (alüminyum hipofosfit, çinko borat, MCA, alüminyum hidroksit ve amonyum polifosfat) içeren, halojensiz alev geciktiricilere dayalı beş silikon kauçuk formülasyon tasarımı aşağıdadır. Bu tasarımlar, silikon kauçuğun mekanik özellikleri üzerindeki etkiyi azaltmak için katkı maddelerinin miktarını en aza indirirken alev geciktiriciliğini sağlamayı amaçlamaktadır.

1. Fosfor-Azot Sinerjik Alev Geciktirici Sistem (Yüksek Verimli Kömürleşme Tipi)

Hedef: UL94 V-0, düşük duman, orta ila yüksek sıcaklık uygulamaları için uygundur

Taban Kauçuk: Metil vinil silikon kauçuk (VMQ, 100 phr)

Alev Geciktiriciler:

• Alüminyum hipofosfit (AHP, fosfor bazlı): 15 phr
• Verimli fosfor kaynağı sağlar, kömürleşmeyi teşvik eder ve gaz fazında yanmayı bastırır.
• Melamin siyanürat (MCA, azot bazlı): 10 phr
• Fosforla sinerji oluşturarak inert gazların açığa çıkmasını sağlar ve oksijeni seyreltir.
• Çinko borat (ZnB): 5 phr
• Kömür oluşumunu hızlandırır, dumanı bastırır ve kömür tabakasının stabilitesini artırır.
• Alüminyum hidroksit (ATH, kimyasal yöntem, 1,6–2,3 μm): 20 phr
• Endotermik ayrışma, yardımcı alev geciktiricilik ve geliştirilmiş dağılabilirlik.

Katkı maddeleri:

• Hidroksil silikon yağı (2 phr, işlenebilirliği artırır)
• Füme silika (10 phr, takviye)
• Sertleştirici (Diperoksit, 0,8 phr)

Özellikler:

• Toplam alev geciktirici yüklemesi ~50 phr, alev geciktiricilik ve mekanik özelliklerin dengelenmesi.
• Fosfor-azot sinerjisi (AHP + MCA), gerekli olan tek tek alev geciktirici miktarını azaltır.

2. Intumesan Alev Geciktirici Sistem (Düşük Yüklemeli Tip)

Hedef: UL94 V-1/V-0, ince ürünler için uygundur

Taban Kauçuk: VMQ (100 phr)

Alev Geciktiriciler:

• Amonyum polifosfat (APP, fosfor-azot bazlı): 12 phr
• Silikon kauçukla iyi uyumlu, şişen kömürleşme çekirdeği.
• Alüminyum hipofosfit (AHP): 8 phr
• Ek fosfor kaynağı, APP higroskopikliğini azaltır.
• Çinko borat (ZnB): 5 phr
• Sinerjik char katalizi ve damla baskılanması.
• Alüminyum hidroksit (öğütülmüş, 3–20 μm): 15 phr
• Düşük maliyetli yardımcı alev geciktirici, APP yükünü azaltır.

Katkı maddeleri:

• Vinil silikon yağı (3 phr, plastikleştirme)
• Çökeltilmiş silika (15 phr, takviye)
• Platin kürleme sistemi (%0,1 Pt)

Özellikler:

• Toplam alev geciktirici yüklemesi ~40 phr, şişen mekanizma sayesinde ince ürünlerde etkilidir.
• APP'nin göçünü önlemek için yüzey işlemine (örneğin silan bağlayıcı madde) ihtiyacı vardır.

3. Yüksek Yüklü Alüminyum Hidroksit Optimize Edilmiş Sistem (Maliyet Etkin Tip)

Hedef: UL94 V-0, kalın ürünler veya kablolar için uygundur

Taban Kauçuk: VMQ (100 phr)

Alev Geciktiriciler:

• Alüminyum hidroksit (ATH, kimyasal yöntem, 1,6–2,3 μm): 50 phr
• Birincil alev geciktirici, endotermik ayrışma, daha iyi dispersiyon için küçük parçacık boyutu.
• Alüminyum hipofosfit (AHP): 5 phr
• Kömürleşme verimini artırır, ATH yükünü azaltır.
• Çinko borat (ZnB): 3 phr
• Duman bastırma ve parlamayı önleme.

Katkı maddeleri:

• Silan bağlama maddesi (KH-550, 1 phr, ATH arayüzünü iyileştirir)
• Füme silika (8 phr, takviye)
• Peroksit kürleme (DCP, 1 phr)

Özellikler:

• Toplam alev geciktirici yüklemesi ~58 phr, ancak maliyet etkinliği açısından ATH öne çıkıyor.
• Küçük ATH parçacık boyutu çekme dayanımı kaybını en aza indirir.

4. Bağımsız Alüminyum Hipofosfit (AHP) Sistemi

Başvuru: UL94 V-1/V-2 veya azot kaynaklarının istenmediği durumlarda (örneğin, görünümü etkileyen MCA köpürmesinden kaçınılması).

Önerilen Formülasyon:

• Taban Kauçuk: VMQ (100 phr)
• Alüminyum hipofosfit (AHP): 20–30 phr
• Yüksek fosfor içeriği (%40); 20 phr temel alev geciktirici için ~%8 fosfor sağlar.
• UL94 V-0 için 30 phr'a çıkarın (mekanik özellikleri bozabilir).
• Güçlendirici Dolgu: Silika (10–15 phr, mukavemeti korur)
• Katkı maddeleri: Hidroksil silikon yağı (2 phr, işlenebilirlik) + kürleme maddesi (Diperoksit veya platin sistemi).

Özellikler:

• Yoğun faz alev geciktiriciliğine (kömürleşme) dayanır, LOI'yi önemli ölçüde iyileştirir ancak sınırlı duman bastırma özelliğine sahiptir.
• Yüksek yükleme (>25 phr) malzemeyi sertleştirebilir; kömürleşme kalitesini artırmak için 3–5 phr ZnB eklenmesi önerilir.

5. Alüminyum Hipofosfit (AHP) + MCA Karışımı

Başvuru: UL94 V-0, gaz fazı alev geciktirici sinerjisiyle düşük yükleme.

Önerilen Formülasyon:

• Taban Kauçuk: VMQ (100 phr)
• Alüminyum hipofosfit (AHP): 12–15 phr
• Kömür oluşumunun fosfor kaynağıdır.
• MCA: 8–10 phr
• PN sinerjisi için azot kaynağı, alev yayılımını bastırmak için inert gazlar (örneğin, NH₃) açığa çıkarır.
• Güçlendirici Dolgu: Silika (10 phr)
• Katkı maddeleri: Silan bağlayıcı ajan (1 phr, dispersiyon yardımcısı) + kürleme ajanı.

Özellikler:

• Toplam alev geciktirici yüklemesi ~20–25 phr, tek başına AHP'den önemli ölçüde daha düşüktür.
• MCA, AHP gereksinimini azaltır ancak şeffaflığı biraz etkileyebilir (netlik gerekiyorsa nano-MCA kullanın).

Alev Geciktirici Formül Özeti

Deneysel Öneriler

1. Öncelikli Test: AHP + MCA (15+10 phr). V-0'a ulaşıldığında, AHP'yi kademeli olarak azaltın (örneğin, 12+10 phr).
2. Bağımsız AHP Testi: LOI ve UL94'ü değerlendirmek için 20 phr'dan başlayın, 5 phr'lık artışlarla mekanik özellikleri izleyin.
3. Duman Bastırma: Alev geciktirici özelliğinden ödün vermeden herhangi bir formülasyona 3–5 phr ZnB ekleyin.
4. Maliyet Optimizasyonu: Maliyeti düşürmek için 10–15 phr ATH ekleyin, ancak toplam dolgu yüklemesi artar.

Önerilen Karıştırma İşlemi

(İki parçalı ekleme-kürleme silikon kauçuk için)

1. Taban Kauçuk Ön İşlemi:

• Silikon kauçuğu (örneğin 107 sakızı, vinil silikon yağı) bir planet miksere yükleyin, gerekirse vakum altında gazını alın.

1. Alev Geciktirici İlavesi:

• Toz alev geciktiriciler (örneğin, ATH, MH):
• Partiler halinde ekleyin, topaklanmayı önlemek için taban kauçukla önceden karıştırın (düşük hızlı karıştırma, 10-15 dk).
• Higroskopik ise 80–120°C'de kurutulmalıdır.
• Sıvı alev geciktiriciler (örneğin fosfatlar):
• Yüksek kesme altında (20-30 dk) doğrudan silikon yağı, çapraz bağlayıcı vb. ile karıştırın.

1. Diğer Katkı Maddeleri:

• Sırasıyla dolgu maddelerini (örneğin silika), çapraz bağlayıcıyı (hidrosilan), katalizörü (platin) ve inhibitörleri ekleyin.

1. Homojenizasyon:

• Üç silindirli değirmen veya yüksek kesme emülgatörü (CNT'ler gibi nano katkı maddeleri için kritik) kullanarak dispersiyonu daha da rafine edin.

1. Gazdan Arındırma ve Filtrasyon:

• Vakum gaz giderme (-0,095 MPa, 30 dk), yüksek saflık gereksinimleri için filtre.

Temel Hususlar

• Alev Geciktirici Seçimi:
• Halojen içermeyen geciktiriciler (örneğin ATH) ince parçacık boyutu (1–5 μm) gerektirir; aşırı yükleme mekanik özelliklere zarar verir.
• Silikon bazlı geciktiriciler (örneğin fenil silikon reçineleri) daha iyi uyumluluk sunar ancak maliyeti daha yüksektir.
• Proses Kontrolü:
• Sıcaklık ≤ 60°C (Platin katalizör zehirlenmesini veya erken kürlenmeyi önler).
• Nem ≤ %50 RH (hidroksi silikon yağı ile alev geciktiriciler arasındaki reaksiyonları önler).

Çözüm

• Seri üretim: Verimlilik için alev geciktiricileri baz kauçukla önceden karıştırın.
• Yüksek Kararlılık Gereksinimleri: Depolama risklerini en aza indirmek için, hazırlama sırasında karıştırın.
• Nano Alev Geciktirici Sistemler: Topaklanmayı önlemek için zorunlu yüksek kesme dağılımı.

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