Công thức tham chiếu của hạt nhựa PVC chống cháy

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

I. Công thức cơ bản được đề xuất (PVC cứng)

Công thức chất chống cháy cho nhựa:

II. Các nguyên tắc tối ưu hóa chính

1. Hệ thống phối hợp chống cháy
   • Sự kết hợp giữa Cl và Sb: Hàm lượng clo vốn có trong PVC (56%) kết hợp với 3-5% Sb₂O₃ tạo thành lớp màng chắn SbCl₃, cho phép khả năng chống cháy kép ở pha khí/pha rắn.
   • Giảm khói: Kẽm molybdat + kẽm borat làm giảm mật độ khói hơn 40% (ASTM E662).
   • Tăng cường khả năng tạo than: Nhôm hypophosphit + DPE tạo ra than este photphoric liên kết chéo ở 200–250°C, bù đắp cho sự thiếu hụt than ở giai đoạn đầu của PVC.
2. Khả năng thích ứng xử lý
   • Phù hợp về nhiệt độ: Nhôm hypophosphit (phân hủy ở ≥250°C) và Al(OH)₃ được biến đổi 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 ngừa sự phân hủy nhựa do giải phóng HCl; ACR hỗ trợ quá trình hóa dẻo trong các hệ thống có hàm lượng chất độn cao.
3. Cân bằng hiệu suất
   • Tổng hàm lượng chất chống cháy: 35–45%, độ bền kéo duy trì ≥80% (thường ≥40 MPa đối với PVC cứng).
   • Để tăng tính linh hoạt (PVC dẻo), hãy thay thế DOP bằng 8% dầu đậu nành epoxy hóa (chất làm dẻo/chất chống cháy kép).

III. Các chỉ số kiểm thử và xác nhận

Khả năng chống cháy:

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

Kiểm soát khói:

• Thử nghiệm buồng khói NBS: Mật độ quang học riêng tối đaDs≤150 (chế độ bốc cháy)

Tính chất cơ học:

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

Độ ổn định nhiệt:

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

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

Giải pháp thay thế chi phí thấp:

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

Dung dịch không chứa antimon:

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

Ưu tiên xử lý khói:

• Thêm 1% muội than phủ nhựa silicon để giảm mật độ khói thêm 15%.

V. Hướng dẫn xử lý

1. Trình tự trộn:
   Nhựa PVC → chất ổn định + chất bôi trơn → chất chống cháy (từ mật độ thấp đến cao) → chất hóa dẻo (phun thêm vào cuối cùng).
2. Nhiệt độ xử lý:
   Các vùng nhiệt độ của máy đùn trục vít đôi: 160°C (cấp liệu) → 170°C (nóng chảy) → 180°C (trộn) → 175°C (đầu khuôn).
3. Nồng độ hạt màu chính:
   Khuyến nghị sử dụng tỷ lệ pha loãng 50%; pha loãng theo tỷ lệ 1:1 với nhựa PVC nguyên sinh để ép phun thành phẩm.

Công thức này cân bằng giữa khả năng chống cháy cao, ít khói và độ ổn định trong quá trình gia công. Nên tiến hành thử nghiệm trên quy mô nhỏ trước khi mở rộng sản xuất, và điều chỉnh dựa trên hình dạng sản phẩm (tấm, cáp, v.v.).

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