Các khuyến nghị về thiết kế công thức chất chống cháy cho polystyrene chịu va đập cao không chứa halogen (HIPS)
Yêu cầu của khách hàng: Nhựa HIPS chống cháy dùng cho vỏ thiết bị điện, độ bền va đập ≥7 kJ/m², chỉ số chảy nóng chảy (MFI) ≈6 g/10 phút, ép phun.
1. Hệ thống chất chống cháy hiệp đồng phốt pho-nitơ
Công thức chất chống cháy HIPS (Bảng 1)
| Thành phần | Đang tải (phr) | Ghi chú |
| Nhựa HIPS | 100 | Vật liệu cơ bản |
| Amoni polyphosphat (APP) | 15-20 | Nguồn phốt pho |
| Melamine cyanurate (MCA) | 5-10 | Nguồn nitơ, phối hợp hiệu quả với APP. |
| Than chì giãn nở (EG) | 3-5 | Tăng cường quá trình hình thành than |
| Chất chống nhỏ giọt (PTFE) | 0,3-0,5 | Ngăn ngừa các giọt nước nóng chảy |
| Chất tương thích (ví dụ: HIPS ghép MAH) | 2-3 | Cải thiện khả năng phân tán |
Đặc trưng:
- Đạt đượcUL94 V-0Thông qua quá trình hình thành than phồng rộp do sự phối hợp giữa APP/MCA.
- Không chứa halogen và thân thiện với môi trường, nhưng có thể làm giảm các tính chất cơ học; cần tối ưu hóa.
2. Hệ thống chống cháy hydroxit kim loại
Công thức HIPS (Bảng 2)
| Thành phần | Đang tải (phr) | Ghi chú |
| Nhựa HIPS | 100 | - |
| Nhôm hydroxit (ATH) | 40-60 | Chất chống cháy chính |
| Magie hydroxit (MH) | 10-20 | Tăng cường tác dụng với ATH |
| Chất liên kết silan (ví dụ: KH-550) | 1-2 | Cải thiện sự phân tán chất độn |
| Chất làm cứng (ví dụ: SEBS) | 5-8 | Bù đắp cho sự suy giảm độ bền khi va đập. |
Đặc trưng:
- Yêu cầuĐang tải >50%Đạt tiêu chuẩn UL94 V-0, nhưng làm giảm độ bền va đập và khả năng chảy.
- Thích hợp cho các ứng dụng ít khói/ít độc hại (ví dụ: vận tải đường sắt).
3. Hệ thống hiệp đồng phốt pho-nitơ (Nhôm hypophosphit + MCA)
Công thức HIPS được tối ưu hóa
| Thành phần | Đang tải (phr) | Chức năng/Ghi chú |
| HIPS (loại chịu va đập cao, ví dụ: PS-777) | 100 | Vật liệu cơ bản (tác động ≥5 kJ/m²) |
| Nhôm hypophotphit (AHP) | 12-15 | Nguồn phốt pho, độ ổn định nhiệt |
| Melamine cyanurate (MCA) | 6-8 | Nguồn nitơ, phối hợp hiệu quả với AHP. |
| SEBS/SBS | 8-10 | Chất làm cứng chịu va đập cần thiết ≥7 kJ/m² |
| Dầu parafin lỏng/dầu đậu nành epoxy hóa | 1-2 | Chất bôi trơn, cải thiện khả năng chảy/phân tán. |
| PTFE | 0,3-0,5 | Chất chống nhỏ giọt |
| Chất chống oxy hóa 1010 | 0,2 | Ngăn ngừa sự xuống cấp |
Các yếu tố cần cân nhắc khi thiết kế:
- Lựa chọn nhựa:
- Sử dụng các chỉ số HIPS có tác động cao (ví dụ:Chimei PH-888,Taifa PG-33Với độ bền va đập vốn có là 5–6 kJ/m². SEBS còn giúp tăng cường độ dẻo dai hơn nữa.
- Kiểm soát khả năng chảy:
- AHP/MCA làm giảm MFI; bù lại bằng chất bôi trơn (ví dụ: parafin lỏng) hoặc chất làm dẻo (ví dụ: dầu đậu nành epoxy hóa).
- Nếu MFI vẫn ở mức thấp, hãy thêm vào.2–3 phr TPUđể cải thiện khả năng lưu thông và độ bền.
- Kiểm định khả năng chống cháy:
- AHP có thể được rút gọn thành12 phrnếu kết hợp với2–3 phr EGĐể duy trì chứng nhận UL94 V-0.
- VìUL94 V-2Giảm lượng chất chống cháy để ưu tiên hiệu quả tác động/lưu thông.
- Thông số ép phun:
- Nhiệt độ:180–220°C(tránh sự phân hủy AHP/HIPS).
- Tốc độ phun:Trung bình-caoĐể tránh tình trạng điền không đầy đủ.
Hiệu suất dự kiến:
| Tài sản | Giá trị mục tiêu | Tiêu chuẩn thử nghiệm |
| Độ bền va đập | ≥7 kJ/m² | ISO 179/1eA |
| MFI (200°C/5 kg) | 5–7 g/10 phút | ASTM D1238 |
| Khả năng chống cháy | UL94 V-0 (1,6 mm) | UL94 |
| Độ bền kéo | ≥25 MPa | ISO 527 |
4. Các giải pháp thay thế
- Tùy chọn nhạy cảm về chi phíThay thế một phần AHP bằngPhốt pho đỏ vi nang (3–5 phr)Tuy nhiên, cần lưu ý về hạn chế màu sắc (nâu đỏ).
- Xác thựcTiến hành các thử nghiệm quy mô nhỏ để cân bằng giữa tác động và khả năng chống cháy trước khi tối ưu hóa lưu lượng.
More info. , pls contact lucy@taifeng-fr.com
Thời gian đăng bài: 15 tháng 8 năm 2025
