Công thức tham khảo Masterbatch chống cháy PVC

Công thức tham khảo Masterbatch chống cháy PVC
Thiết kế và tối ưu hóa công thức hỗn hợp chống cháy PVC, kết hợp các chất chống cháy hiện có và các thành phần hiệp đồng quan trọng, hướng tới khả năng chống cháy UL94 V0 (có thể điều chỉnh thành V2 bằng cách giảm lượng phụ gia).

I. Khuyến nghị công thức cơ bản (PVC cứng)

Công thức chống cháy nhựa:

II. Các nguyên tắc tối ưu hóa chính

1. Hệ thống Synergy chống cháy
   • Hiệu ứng cộng hưởng Cl-Sb: Clo tự nhiên trong PVC (56%) kết hợp với 3-5% Sb₂O₃ tạo thành lớp chắn SbCl₃, cho phép chống cháy tác động kép ở pha khí/pha ngưng tụ.
   • Chống khói: Kẽm molybdate + kẽm borat làm giảm mật độ khói >40% (ASTM E662).
   • Tăng cường than: Nhôm hypophosphite + DPE tạo ra than este photphoric liên kết chéo ở nhiệt độ 200–250°C, bù đắp cho tình trạng thiếu hụt than ở giai đoạn đầu của PVC.
2. Khả năng thích ứng xử lý
   • Phù hợp với nhiệt độ: Nhôm hypophotphit (phân hủy ≥250°C) và Al(OH)₃ biến tính bề mặt (ổn định ở >200°C) phù hợp với quá trình xử lý PVC (160–190°C).
   • Đảm bảo tính ổn định: Chất ổn định Ca-Zn ngăn chặn sự phân hủy nhựa do giải phóng HCl; ACR hỗ trợ quá trình nhựa hóa trong các hệ thống có hàm lượng chất độn cao.
3. Cân bằng hiệu suất
   • Tổng tải chất chống cháy: 35–45%, độ bền kéo duy trì ≥80% (điển hình ≥40 MPa đối với PVC cứng).
   • Để có độ linh hoạt (PVC linh hoạt), hãy thay thế DOP bằng 8% dầu đậu nành epoxy hóa (chất dẻo hóa kép/chống cháy).

III. Các chỉ số kiểm tra và xác nhận

Khả năng chống cháy:

• UL94 V0 (độ dày 1,6 mm)
• Chỉ số oxy giới hạn (LOI) ≥32%

Kiểm soát khói:

• Kiểm tra buồng khói NBS: Mật độ quang riêng tối đaDs≤150 (chế độ cháy)

Tính chất cơ học:

• Độ bền kéo ≥35 MPa (cứng), độ giãn dài khi đứt ≥200% (dẻo)

Độ ổn định nhiệt:

• DMA xác nhận không có sự sụt giảm mô đun ở 180°C.

IV. Điều chỉnh chi phí và thân thiện với môi trường

Giải pháp thay thế giá rẻ:

• Giảm kẽm molybdate xuống 3%, thay thế một phần Al(OH)₃ bằng Mg(OH)₂ (tăng lên 15%).

Giải pháp không chứa Antimon:

• Loại bỏ Sb₂O₃, sử dụng 2% nhôm diethylphosphinate + 5% nano-kaolin (hiệu suất thấp hơn một chút; cần độ dày 3 mm cho V0).

Ưu tiên khói:

• Thêm 1% carbon đen phủ nhựa silicon để giảm thêm 15% mật độ khói.

V. Hướng dẫn xử lý

1. Trình tự trộn:
   Nhựa PVC → chất ổn định + chất bôi trơn → chất chống cháy (mật độ thấp đến cao) → chất hóa dẻo (chất phun cuối cùng).
2. Nhiệt độ xử lý:
   Vùng máy đùn trục vít đôi: 160°C (nạp) → 170°C (nung chảy) → 180°C (trộn) → 175°C (đầu khuôn).
3. Nồng độ Masterbatch:
   Khuyến nghị tải 50%; pha loãng 1:1 với PVC nguyên chất để sử dụng trong quá trình ép phun.

Công thức này cân bằng giữa khả năng chống cháy cao, ít khói và độ ổn định khi gia công. Khuyến nghị nên thử nghiệm quy mô nhỏ trước khi mở rộng quy mô, với việc điều chỉnh dựa trên hình dạng sản phẩm (tấm, cáp, v.v.).

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