Công thức chống cháy không chứa halogen PBT

Công thức chống cháy không chứa halogen PBT

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

I. Các tổ hợp chất chống cháy cốt lõi

1. Nhôm hypophotphit + MCA (Melamine Cyanurat) + Kẽm borat

Cơ chế:

• Nhôm hypophosphit (Độ ổn định nhiệt > 300°C): Thúc đẩy sự hình thành than trong pha rắn và giải phóng các gốc PO· trong pha khí để làm gián đoạn các phản ứng dây chuyền 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 nhỏ giọt do chảy nhựa.
• Kẽm borat (Nhiệt độ phân hủy > 300°C): Tăng cường sự hình thành lớp than thủy tinh, giảm khói và hiện tượng cháy âm ỉ.

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

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

Cơ chế:

• Magie hydroxit biến tính (Nhiệt độ phân hủy ~300°C): Xử lý bề mặt (silan/titanat) 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 hiệu quả cao, phối hợp tốt với hệ thống phốt pho-nitơ.

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

II. Các yếu tố hỗ trợ tùy chọn

• Nano Clay/Talc (2-3%): Cải thiện chất lượng than và các đặc tính cơ học đồng thời giảm liều lượng chất chống cháy.
• PTFE (Polytetrafluoroethylene, 0,2-0,5%): Chất chống nhỏ giọt để ngăn ngừa các giọt gây cháy.
• Bột silicon (2-4%): Thúc đẩy sự hình thành lớp than dày đặc, tăng cường khả năng chống cháy và độ bóng bề mặt.

III. Các 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 xuống cấp sớm.
• Magie hydroxit chưa qua xử lý: Cần xử lý bề mặt để ngăn ngừa sự vón cục và phân hủy nhiệt trong quá trình gia công.

IV. Các khuyến nghị về tối ưu hóa hiệu năng

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

V. Ví dụ về công thức điển hình

VI. Các thông số kiểm thử chính

• Khả năng chống cháy: UL94 V-0 (1,6mm), LOI > 35%.
• Độ ổn định nhiệt: Lượng cặn TGA > 25% (600°C).
• Tính chất cơ học: Độ bền kéo > 45 MPa, độ bền va đập có khuyết > 4 kJ/m².

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

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