Công thức chống cháy không chứa halogen PBT

Công thức chống cháy không chứa halogen PBT

Để phát triển hệ thống chống cháy (FR) không chứa halogen cho PBT, điều cần thiết là phải cân bằng hiệu quả chống cháy, độ ổn định nhiệt, khả năng tương thích nhiệt độ xử lý và các tính chất cơ học.

I. Kết hợp lõi chống cháy

1. Nhôm Hypophosphite + MCA (Melamine Cyanurate) + Kẽm Borate

Cơ chế:

• Nhôm Hypophotphit (Độ ổn định nhiệt > 300°C): Thúc đẩy quá trình hình thành than trong pha ngưng tụ và giải phóng các gốc PO· trong pha khí để làm gián đoạn các phản ứng dây chuyền đốt cháy.
• MCA (Nhiệt độ phân hủy ~300°C): Phân hủy thu nhiệt giải phóng khí trơ (NH₃, H₂O), làm loãng khí dễ cháy và ngăn chặn hiện tượng chảy nhỏ giọt.
• Kẽm Borat (Nhiệt độ phân hủy > 300°C): Tăng cường hình thành than thủy tinh, giảm khói và dư lượng cháy.

Tỷ lệ khuyến nghị:
Nhôm Hypophosphite (10-15%) + MCA (5-8%) + Kẽm Borat (3-5%).

2. Magie hydroxit biến tính bề mặt + Nhôm hypophotphit + Phosphinat hữu cơ (ví dụ: ADP)

Cơ chế:

• Magie hydroxit biến tính (Nhiệt độ phân hủy ~300°C): Xử lý bề mặt (silane/titanate) cải thiện khả năng phân tán và độ ổn định nhiệt đồng thời hấp thụ nhiệt để giảm nhiệt độ vật liệu.
• Phosphinat hữu cơ (ví dụ: ADP, Độ ổn định nhiệt > 300°C): Chất chống cháy pha khí có hiệu quả cao, kết hợp với hệ thống phốt pho-nitơ.

Tỷ lệ khuyến nghị:
Magie hydroxit (15-20%) + Nhôm hypophotphit (8-12%) + ADP (5-8%).

II. Các chất hiệp đồng tùy chọn

• Đất sét nano/Talc (2-3%): Cải thiện chất lượng than và tính chất cơ học đồng thời giảm liều lượng FR.
• PTFE (Polytetrafluoroethylene, 0,2-0,5%): Chất chống nhỏ giọt để ngăn ngừa các giọt nước bị cháy.
• Bột Silicone (2-4%): Thúc đẩy quá trình hình thành than dày đặc, tăng khả năng chống cháy và độ bóng bề mặt.

III. Những sự kết hợp cần tránh

• Nhôm hydroxit: Phân hủy ở nhiệt độ 180-200°C (thấp hơn nhiệt độ xử lý PBT là 220-250°C), dẫn đến sự phân hủy sớm.
• Magie hydroxit chưa biến tính: Cần xử lý bề mặt để ngăn ngừa hiện tượng kết tụ và phân hủy do nhiệt trong quá trình chế biến.

IV. Đề xuất tối ưu hóa hiệu suất

1. Xử lý bề mặt: Sử dụng tác nhân liên kết silan trên magie hydroxit và kẽm borat để tăng cường khả năng phân tán và liên kết giao diện.
2. Kiểm soát nhiệt độ xử lý: Đảm bảo nhiệt độ phân hủy FR > 250°C để tránh bị phân hủy trong quá trình xử lý.
3. Cân bằng tính chất cơ học: Kết hợp chất độn nano (ví dụ: SiO₂) hoặc chất làm cứng (ví dụ: POE-g-MAH) để bù đắp cho sự mất độ bền.

V. Ví dụ về công thức điển hình

VI. Các thông số thử nghiệm chính

• Chống cháy: UL94 V-0 (1,6mm), LOI > 35%.
• Độ ổn định nhiệt: Dư lượng TGA > 25% (600°C).
• Tính chất cơ học: Độ bền kéo > 45 MPa, lực va đập > 4 kJ/m².

Bằng cách tối ưu hóa tỷ lệ, có thể tạo ra hệ thống chống cháy không chứa halogen hiệu quả trong khi vẫn duy trì hiệu suất tổng thể của PBT.

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