Formula tahan api referensi kanggo SK Polyester ES500 (rating UL94 V0).
I. Pendekatan Desain Formulasi
- Kompatibilitas Substrat
- SK Polyester ES500: Poliester termoplastik kanthi suhu pamrosesan khas 220–260°C. Tahan api kudu tahan kisaran suhu iki.
- Syarat Utama: Keseimbangan tahan api (V0), sifat mekanik (kekuatan tarik/impak), lan fluiditas proses.
- Sistem Tahan Api Sinergis
- Aluminium Hidroksida Ultrahalus (ATH): Tahan api utama, dehidrasi endotermik. Pemuatan kudu ngimbangi tahan api lan sifat mekanik.
- Aluminium Hipofosfit: Sinergis pembentuk arang, kerja sama dengan ATH untuk membuat efek sinergis fosfor-aluminium, yang meningkatkan kualitas arang.
- Seng Borat: Penambah arang, nyegah kumelun, lan mbentuk alangan sing padhet nganggo ATH.
- MCA (Melamin Sianurat): Tahan api fase gas, ngencerake oksigen lan nyegah tetesan leleh.
II. Formulasi sing Disaranake (Persentase Bobot)
| Komponen | Rasio | Cathetan Pangolahan |
|---|---|---|
| Poliester SK ES500 | 45–50% | Resin dhasar; pilih tingkat fluiditas dhuwur kanggo ngimbangi viskositas pengisi. |
| ATH Ultrahalus | 25–30% | Permukaan sing dimodifikasi nganggo agen kopling silan (KH-550), D50 < 3 μm. |
| Aluminium Hipofosfit | 10–12% | Tahan panas (>300°C), wis dicampur karo ATH lan ditambahake kanthi bertahap. |
| Seng Borat | 6–8% | Ditambahake karo MCA kanggo nyegah kerusakan struktural geser dhuwur. |
| MCA | 4–5% | Suhu proses < 250°C, dispersi kecepatan rendah. |
| Dispersan | 2–3% | Dispersan sing kompatibel karo poliester (kayata, BYK-161) + komposit lilin polietilen. |
| Agen Kopling (KH-550) | 1% | Ngolah ATH lan aluminium hipofosfat sadurunge; perendaman etanol banjur dikeringake. |
| Agen Anti-Tetesan | 0,5–1% | Bubuk mikro PTFE kanggo nyegah kobongan leleh. |
| Bantuan Pangolahan | 0,5% | Seng stearat (pelumas lan anti lengket). |
III. Kontrol Proses Kunci
- Optimasi Dispersi
- Perawatan awal: Rendhem ATH lan aluminium hipofosfat ing larutan etanol KH-550 1% sajrone 2 jam, banjur garingake ing suhu 80°C.
- Urutan Campuran:
- Resin basa + dispersan + agen kopling → Pencampuran kecepatan rendah (500 rpm, 5 menit).
- Tambahake ATH/hipofosfat aluminium sing dimodifikasi → Geser kecepatan tinggi (2500 rpm, 20 menit).
- Tambahna seng borat/MCA/PTFE → Pencampuran kecepatan rendah (800 rpm, 10 menit).
- Peralatan: Ekstruder sekrup ganda (zona suhu: zona pakan 200°C, zona leleh 230°C, die 220°C).
- Kontrol Suhu Pangolahan
- Priksa manawa suhu leleh < 250°C kanggo nyegah dekomposisi MCA (MCA bakal dekomposisi ing suhu 250–300°C).
- Pelet adhemke nganggo banyu sawise ekstrusi kanggo nyegah migrasi tahan geni.
IV. Mekanisme Sinergis Tahan Api
- ATH + Aluminium Hipofosfat
- ATH nyerep panas lan ngeculake uap banyu, ngencerake gas sing gampang kobong.
- Aluminium hipofosfat ngkatalisis pembentukan arang padat (AlPO₄), sing ngalangi transfer panas.
- Seng Borat + MCA
- Seng borat mbentuk alangan kaya kaca ing ndhuwur retakan arang.
- MCA terurai kanggo ngeculake NH3, ngencerake oksigen lan nyegah reaksi radikal bebas.
- PTFE Anti-Tetes
- Bubuk mikro PTFE mbentuk jaringan serat, sing nyuda risiko kobongan leleh-tetesan.
V. Penyetelan & Pemecahan Masalah Performa
| Masalah Umum | Solusi |
|---|---|
| Tahan api ing ngisor V0 (V1/V2) | Tambahna aluminium hipofosfat dadi 12% + MCA dadi 5%, utawa tambahna 2% fosfor abang sing dienkapsulasi (sinergis karo aluminium hipofosfat). |
| Sifat mekanik sing suda | Kurangi ATH dadi 25%, tambahake serat kaca 5% (penguat) utawa POE sing dicangkokake maleat anhidrida 3% (penguat). |
| Fluiditas pangolahan sing kurang apik | Tambahna dispersan dadi 3%, utawa tambahna lilin polietilen MW rendah 0,5% (pelumas). |
| Kembang ing lumahing | Optimalake dosis agen kopling utawa ganti nganggo agen kopling titanat (NDZ-201) kanggo ikatan antarmuka sing luwih apik. |
VI. Metrik Validasi
- Tes UL94 V0:
- Spesimen 1,6 mm lan 3,2 mm, total wektu kobong < 50 detik sawise rong penyalaan, ora ana penyalaan sing netes.
- LOI: Target ≥30% (aktual ≥28%).
- Sifat Mekanik:
- Kekuwatan tarik > 40 MPa, kekuwatan impak > 5 kJ/m² (standar ASTM).
- Stabilitas Termal (TGA):
- Residu arang ing suhu 800°C > 20%, suhu dekomposisi awal > 300°C.
VII. Conto Formulasi Referensi
| Komponen | Isi (%) |
|---|---|
| Poliester SK ES500 | 48% |
| ATH Ultrafine (dimodifikasi) | 28% |
| Aluminium Hipofosfit | 11% |
| Seng Borat | 7% |
| MCA | 4% |
| Dispersan BYK-161 | 2,5% |
| Agen Kopling KH-550 | 1% |
| Agen Anti-Tetesan PTFE | 0,8% |
| Seng Stearat | 0,5% |
Formulasi lan desain proses iki kanthi efektif nggayuh ketahanan geni UL94 V0 kanggo SK Polyester ES500 nalika nyeimbangake kemampuan proses lan sifat mekanik. Uji coba skala cilik disaranake kanggo verifikasi dispersi sadurunge rasio penyetelan sing apik (kayata, nyeimbangake aluminium hipofosfat lan MCA). Kanggo peningkatan ketahanan geni luwih lanjut, coba tambahake nanosheet boron nitrida 2% (BNNS) minangka pengisi konduktif termal/tahan geni fungsi ganda.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Wektu kiriman: 01-Jul-2025
