Dikumen és melamin-cianurát égésgátló hatású útmutató

A közvetlen válasz: UL 94 V-0 elérése dikumen és melamin-cianurát szinergiával

Halogénmentesre égésgátló rendszerek poliamidokban, poliészterekben és poliuretánokban, ezek kombinációja Dikumen alapú foszfor égésgátlók és melamin-cianurát megbízható utat biztosít az UL 94 V-0-hoz alacsonyabb adalékanyag-terhelés mellett, mint bármelyik komponens önmagában. Az optimális súlyarány közé esik 2:1 és 3:1 melamin-cianurát és dikumen-foszfinát jellemzően 15-20 tömeg%-os összterhelést igényel PA6-ban. Ez a koadditív megközelítés 32–35%-ra emeli a korlátozó oxigénindexet, miközben az összehasonlító követési indexet 400 volt felett tartja, így különösen hatékony a vékonyfalú elektromos alkatrészek esetében, amelyeknek meg kell felelniük a gyúlékonysági és elektromos szigetelési szabványoknak.

A mechanizmus közvetlen kölcsönhatásban áll a foszforrészből származó gázfázisú gyökös kioltás és a nitrogénalapú melamin-cianurát üzemanyag-hígító, endoterm bomlása között. Együtt elnyomják a lángoló égést és az olvadékcsepp gyulladást, sűrű, szigetelő szénréteget hozva létre, amely megakadályozza a tűz továbbterjedését.

Dikumen típusú foszfor égésgátlók: kémiai és termikus profil

A dikumen alapú égésgátlók, amelyeket elsősorban az alumínium-dikumil-foszfinát képvisel, olyan szerves foszforvegyületek, amelyek foszfortartalma kb. 23-24 tömeg% . A bomlás kezdeti hőmérséklete 350 °C felett van, ami lehetővé teszi, hogy lebomlás nélkül túléljék a magas hőmérsékletű extrudálást és fröccsöntést. Az égésgátló hatás főleg a gázfázisban jelentkezik, foszfortartalmú gyökök felszabadulásával, amelyek megkötik az aktív H• és OH• fajtákat, megszakítva az égési láncreakciót. Ugyanakkor a képződő kis mennyiségű foszforsav elősegíti az elszenesedést a kondenzált fázisban.

Számos ammónium-polifoszfát rendszerhez képest a dicumen-foszfinátok kivételesen alacsony vízoldhatóságot mutatnak. kevesebb, mint 0,1 g/100 ml és minimális vándorlás az idő múlásával. Ez magas CTI-visszatartáshoz vezet, és nincs felületi virágzás, ami kritikus a nyomtatott áramköri lapok csatlakozóinál és más szabadon hagyott elektromos alkatrészeknél.

Melamin-cianurát: a nitrogén alapú csepegéscsillapító

A melamin-cianurát (MCA) a melamin és a cianursav szupramolekuláris adduktja. Körülbelül 320 °C-on szublimálódik, 400 °C felett pedig endoterm bomlás megy végbe, és nagy mennyiségű inert nitrogénben gazdag gáz szabadul fel. Ez a mechanizmus hígítja a gyúlékony bomlástermékeket és lehűti az aljzatot. poliamid 6-ban, a 18%-os MCA terhelés önmagában az UL 94 minősítést HB-ről V-2-re emelheti lángoltó olvadékcseppek kikényszerítésével; azonban a kapott anyag gyakran szenved a szakadási nyúlás 10% alá csökkenésében.

Az MCA mint egyetlen adalék elsődleges korlátai a LOI-ra gyakorolt ​​viszonylag szerény hatása és a követési ellenállás csökkentésére való hajlam. A foszfinát koagens hozzáadása mindkét gyengeséget kiküszöböli, miközben lehetővé teszi a teljes adalékanyag-csomag csökkentését, megőrizve az alappolimer mechanikai tulajdonságait.

Szinergikus teljesítményadatok: Egyetlen adalékok versus társkeverék

Az adatok azt mutatják, hogy a 15% MCA plusz 5% Dicumene-foszfinát kombináció V-0 besorolást ad, miközben visszanyeri a szakítószilárdságot a csak 15%-os foszfinátot tartalmazó vegyülethez képest, és jelentősen javítja a CTI-t az egyedüli MCA-hoz képest. Ez az egyensúly a gyakorlati oka annak, hogy ezt a keveréket előnyben részesítik a csatlakozó- és kapcsolóalkalmazásoknál, ahol mind a mechanikai, mind a nyomkövetési ellenállást tesztelik.

A Windows feldolgozása és a diszperziós követelmények

A dikumén-foszfinátokat legfeljebb olvadási hőmérsékleten kell feldolgozni 310 °C megakadályozza a hőbomlást, miközben a melamin-cianurát 330°C-ig stabil marad. A homogén diszperzió elérése és az agglomerátumok elkerülése érdekében ajánlatos először mindkét adalékot 80°C-on 4 órán át szárítani, majd egy nagy sebességű keverővel összekeverni az alappolimer pelletekkel. 1000 RPM 3 percig . Az előkeveréket ezután egy együtt forgó kétcsigás extruderbe kell adagolni, amely közepes nyíróerős csavarprofillal van felszerelve; a túlnyírás helyileg 290 °C-ról 315 °C fölé emelheti az olvadékhőmérsékletet, ami veszélyezteti a foszfinát bomlását és a fényesség csökkenését.

• Használjon 250–280 °C közötti hengerhőmérsékletet PA6-hoz, biztosítva, hogy az olvadék 300 °C alatt távozzon a szerszámból.
• Az elosztó keverőszakaszt előnyben részesítjük az agresszív dagasztóblokkokkal szemben a nyírási melegítés korlátozása érdekében.
• Legfeljebb 40°C-os vízfürdőben pelletizálja, és fröccsöntés előtt azonnal szárítsa meg 0,1% nedvességtartalom alá.

Vékonyfalú alkalmazások és szabályozási megfelelőség

A 0,8 mm-nél kisebb falvastagságú fröccsöntött alkatrészeknél az arány a következőre tolható 12% MCA és 6% Dicumene-foszfinát PA66-ban, amely következetesen V-0-t ad 0,8 mm-nél 500 V feletti CTI mellett. Poliuretán habban és textil hátbevonatokban melamin-cianurát folyékony diszperziója mikronizált dikumén-foszfináttal együtt 4:1 száraz tömegarány megfelel az NFPA 701 függőleges égési tesztnek halogénezett adalékok nélkül.

Mind a dicumen-foszfinátok, mind a melamin-cianurát a legtöbb globális vegyi leltárban nem veszélyes anyagként van nyilvántartva, és kompatibilisek a RoHS-irányelvekkel, így a kombináció alkalmas a fogyasztói elektronikai cikkekhez és az exportpiacra gyártott gyermekbútorokhoz.

A lényeg: Adatközpontú megközelítés a dicumennel és MCA-val történő formulázáshoz

A Dicumene típusú foszfor égésgátlók és a melamin-cianurát közötti szinergia nem empirikus folklór, hanem egy számszerűsíthető kölcsönhatás, amely csökkenti az általános adalékanyag-terhelést, miközben növeli az elektromos nyomkövetési ellenállást és fenntartja a mechanikai szívósságot. Kezdje el a készítményfejlesztést 3:1 MCA/Dicumene aránnyal, és állítsa be a vékonyfalú fröccsöntési követelmények alapján. Ez a strukturált megközelítés lehetővé teszi az anyagmérnökök számára, hogy szigorú UL 94 V-0 célokat érjenek el a feldolgozhatóság vagy a hosszú távú dielektromos teljesítmény feláldozása nélkül.