PBT halogenfri flamskyddsmedelsformulering

PBT halogenfri flamskyddsmedelsformulering

För att utveckla ett halogenfritt flamskyddssystem (FR) för PBT är det viktigt att balansera flamskyddseffektivitet, termisk stabilitet, kompatibilitet med processtemperatur och mekaniska egenskaper.

I. Kombinationer av flamskyddsmedel i kärnan

1. Aluminiumhypofosfit + MCA (melamincyanurat) + zinkborat

Mekanism:

• Aluminiumhypofosfit (termisk stabilitet > 300 °C): Främjar bildandet av förkolning i den kondenserade fasen och frigör PO·-radikaler i gasfasen för att avbryta förbränningskedjereaktioner.
• MCA (sönderdelningstemperatur ~300 °C): Endotermisk nedbrytning frigör inerta gaser (NH₃, H₂O), vilket späder ut brandfarliga gaser och undertrycker droppande av smältan.
• Zinkborat (sönderfallstemperatur > 300 °C): Förbättrar bildandet av glasartad kol, minskar rök och efterglöd.

Rekommenderat förhållande:
Aluminiumhypofosfit (10–15 %) + MCA (5–8 %) + zinkborat (3–5 %).

2. Ytmodifierad magnesiumhydroxid + aluminiumhypofosfit + organiskt fosfinat (t.ex. ADP)

Mekanism:

• Modifierad magnesiumhydroxid (sönderdelningstemperatur ~300 °C): Ytbehandling (silan/titanat) förbättrar dispersion och termisk stabilitet samtidigt som den absorberar värme för att sänka materialtemperaturen.
• Organiskt fosfinat (t.ex. ADP, termisk stabilitet > 300 °C): Mycket effektivt flamskyddsmedel i gasfas, som synergiserar med fosfor-kvävesystem.

Rekommenderat förhållande:
Magnesiumhydroxid (15–20 %) + aluminiumhypofosfit (8–12 %) + ADP (5–8 %).

II. Valfria synergister

• Nanolera/talk (2–3 %): Förbättrar kolkvaliteten och de mekaniska egenskaperna samtidigt som doseringen av friktionsfraktionen minskas.
• PTFE (polytetrafluoretylen, 0,2–0,5 %): Droppskyddsmedel för att förhindra brännande droppar.
• Silikonpulver (2–4 %): Främjar tät kolbildning, förbättrar flamskyddsförmågan och ytglansen.

III. Kombinationer att undvika

• Aluminiumhydroxid: Sönderfaller vid 180–200 °C (under PBT-bearbetningstemperaturen på 220–250 °C), vilket leder till för tidig nedbrytning.
• Omodifierad magnesiumhydroxid: Kräver ytbehandling för att förhindra agglomerering och termisk nedbrytning under bearbetning.

IV. Rekommendationer för prestandaoptimering

1. Ytbehandling: Använd silankopplingsmedel på magnesiumhydroxid och zinkborat för att förbättra dispersion och gränsytbindning.
2. Kontroll av bearbetningstemperatur: Säkerställ att FR-sönderdelningstemperaturen är > 250 °C för att undvika nedbrytning under bearbetning.
3. Mekanisk egenskapsbalans: Använd nanofyllmedel (t.ex. SiO₂) eller härdningsmedel (t.ex. POE-g-MAH) för att kompensera för hållfasthetsförlust.

V. Typiskt formuleringsexempel

VI. Viktiga testparametrar

• Flamskydd: UL94 V-0 (1,6 mm), LOI > 35 %.
• Termisk stabilitet: TGA-rester > 25 % (600 °C).
• Mekaniska egenskaper: Draghållfasthet > 45 MPa, skårad slagstyrka > 4 kJ/m².

Genom att optimera förhållandena kan ett effektivt halogenfritt flamskyddssystem uppnås samtidigt som PBT:s totala prestanda bibehålls.

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