Polüpropüleenist (PP) UL94 V0 ja V2 leegiaeglustavad koostised

Polüpropüleenist (PP) UL94 V0 ja V2 leegiaeglustavad koostised

Polüpropüleen (PP) on laialdaselt kasutatav termoplastne polümeer, kuid selle süttivus piirab selle kasutamist teatud valdkondades. Erinevate leegiaeglustusnõuete (näiteks UL94 V0 ja V2 klasside) täitmiseks saab PP leegikindluse suurendamiseks lisada leegiaeglusteid. Allpool on üksikasjalik sissejuhatus UL94 V0 ja V2 klasside leegiaeglustavatesse PP koostistesse, sealhulgas leegiaeglusti valik, koostise disain, töötlemistehnikad ja toimivuskatsed.

1. Sissejuhatus UL94 leegiaeglustuse hinnangutesse

UL94 on Underwriters Laboratories'i (UL) välja töötatud süttivusstandard plastmaterjalide leegikindluse hindamiseks. Levinud leegiaeglustuse hinnangud on järgmised:

• V0Kõrgeim leegiaeglustuse aste, mis nõuab proovide 10 sekundi jooksul iseenesest kustumist vertikaalses põletustestis ilma puuvilla tilkumiseta süttimata.
• V2Madalam leegiaeglustusaste, mis võimaldab proovidel vertikaalsel põletustestil 30 sekundi jooksul iseenesest kustuda, võimaldades samal ajal tilkumist, mis võib puuvilla süüdata.

2. V0 leegiaeglustav PP koostis

V0 leegiaeglustav PP nõuab suurepärast leegikindlust, mis saavutatakse tavaliselt suure tõhususega leegiaeglustite lisamise ja koostise optimeerimise abil.

2.1 Leegiaeglusti valik

• Broomitud leegiaeglustidNäiteks dekabromodifenüüleeter (DBDPO) ja tetrabromobisfenool A (TBBPA), mis on küll väga tõhusad, kuid võivad olla vähem keskkonnasõbralikud.
• Fosforipõhised leegiaeglustidNäiteks ammooniumpolüfosfaat (APP) ja punane fosfor, mis on keskkonnasõbralikumad ja tõhusamad.
• Paisuvad leegiaeglustid (IFR)Koosneb happeallikast, süsinikuallikast ja gaasiallikast, pakkudes keskkonnasõbralikku ja tõhusat leegiaeglustit.
• Magneesiumhüdroksiid (Mg(OH)₂) või alumiiniumhüdroksiid (Al(OH)₃)Keskkonnasõbralikud anorgaanilised leegiaeglustid, kuid nõutav on kõrge sisaldus.

2.2 Tüüpiline koostis

• PP-vaik100 phr (kaalu järgi, sama allpool).
• Paisuv leegiaeglustaja (IFR): 20–30 tundi
• Magneesiumhüdroksiidkell 10–20.
• Tilkumisvastane aine0,5–1 phr (nt polütetrafluoroetüleen, PTFE).
• Määrdeaine0,5–1 phr (nt tsinkstearaat).
• Antioksüdant0,2–0,5 phr.

2.3 Töötlemistehnikad

• SegamineSega PP-vaik, leegiaeglustid ja muud lisandid ühtlaselt kiirmikseriga.
• Ekstrusioon ja granuleerimineGraanulite tootmiseks kasutage kahe kruviga ekstruuderit temperatuuril 180–220 °C.
• SurvevaluvormimineVormige graanulid survevalu masina abil katsekehadeks.

2.4 Jõudlustestimine

• UL94 vertikaalse põlemise testProovid peavad vastama V0 nõuetele (isekustuvus 10 sekundi jooksul, tilkumisest ei tohi puuvill süttida).
• Mehaaniliste omaduste testimineHinnake tõmbetugevust, löögitugevust jne, et tagada materjali toimivuse vastavus rakenduse nõuetele.

3. V2 leegiaeglustava PP koostise disain

V2 leegiaeglustaval PP-l on madalamad leegiaeglustuse nõuded ja see saavutatakse mõõduka leegiaeglustava lisandiga.

3.1 Leegiaeglusti valik

• Broomitud leegiaeglustidNäiteks DBDPO või TBBPA, mis vajavad V2 saavutamiseks vaid väikeseid koguseid.
• Fosforipõhised leegiaeglustidNäiteks punane fosfor või fosfaadid, mis pakuvad keskkonnasõbralikke lahendusi.
• Magneesiumhüdroksiid (Mg(OH)₂) või alumiiniumhüdroksiid (Al(OH)₃)Keskkonnasõbralik, aga nõuab suuremat pesukogust.

3.2 Tüüpiline koostis

• PP-vaik100 phr.
• Broomitud leegiaeglustaja: 5–10 tundi
• Antimontrioksiid (Sb₂O₃)2–3 tundi (sünergistina).
• Tilkumisvastane aine0,5–1 phr (nt PTFE).
• Määrdeaine0,5–1 phr (nt tsinkstearaat).
• Antioksüdant0,2–0,5 phr.

3.3 Töötlemistehnikad

• Sama mis V0-klassi töötlemine (segamine, ekstrusioon, survevalu).

3.4 Jõudlustestimine

• UL94 vertikaalse põlemise testProovid peavad vastama V2 nõuetele (isekustuvad 30 sekundi jooksul, tilkumine on lubatud).
• Mehaaniliste omaduste testimineVeenduge, et materjali toimivus vastab rakenduse vajadustele.

4. V0 ja V2 koostiste võrdlus

4.1 Leegiaeglustaja laadimine

• V0 nõuab suuremaid laadimisi (nt 20–30 phr IFR või 10–20 phr Mg(OH)₂).
• V2 nõuab väiksemaid täiteaineid (nt 5–10 phr broomitud leegiaeglusteid).

4.2 Leegiaeglustuse efektiivsus

• V0 pakub paremat leegikindlust rangemate nõuete täitmiseks.

4.3 Mehaanilised omadused

• V0 koostised võivad suurema lisandisisalduse tõttu oluliselt mõjutada mehaanilisi omadusi (nt löögitugevust, tõmbetugevust).
• V2 koostisel on mehaanilisele jõudlusele väiksem mõju.

4.4 Keskkonnamõju

• V0 koostistes kasutatakse sageli keskkonnasõbralikke leegiaeglusteid (nt IFR, Mg(OH)₂).
• V2 koostistes võidakse kasutada broomitud leegiaeglusteid, mis on vähem keskkonnasõbralikud.

5. Formulatsiooni optimeerimise soovitused

5.1 Leegiaeglustava sünergismi

• Erinevate leegiaeglustite (nt IFR + Mg(OH)₂, broomitud + Sb₂O₃) kombineerimine võib parandada leegiaeglustit ja vähendada koormust.

5.2 Pinna modifitseerimine

• Anorgaaniliste leegiaeglustite (nt Mg(OH)₂, Al(OH)₃) modifitseerimine parandab ühilduvust PP-ga, tugevdades mehaanilisi omadusi.

5.3 Töötlemise optimeerimine

• Ekstrusiooni/sissepritse parameetrite (temperatuur, rõhk, kruvikiirus) kontrollimine tagab ühtlase hajumise ja hoiab ära lagunemise.

6. Kokkuvõte

V0 ja V2 leegiaeglustavate PP-vormide disain sõltub konkreetsetest leegiaeglustuse nõuetest ja kasutustingimustest.

• V0 formulatsioonidrangete standardite täitmiseks kasutatakse tavaliselt suure tõhususega leegiaeglusteid (nt IFR, Mg(OH)₂) ja optimeeritud sünergismi.
• V2 formulatsioonidvõib saavutada madalama leegiaeglustuse minimaalsete lisanditega (nt broomitud leegiaeglustid).

Praktilistes rakendustes tuleb koostiste ja töötlemistehnikate optimeerimiseks tasakaalustada selliseid tegureid nagu leegikindlus, mehaaniline jõudlus, keskkonnamõju ja maksumus.

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