راهنمای عملکرد دیکومن و ملامین سیانورات ضد شعله

پاسخ مستقیم: دستیابی به UL 94 V-0 با سینرژی دیکومن و ملامین سیانورات

برای بدون هالوژن بازدارنده شعله سیستم های پلی آمید، پلی استر و پلی یورتان، ترکیبی از بازدارنده های شعله فسفر مبتنی بر دیکومن و سیانورات ملامین یک مسیر قابل اعتماد برای رسیدن به UL 94 V-0 با بارهای کل افزودنی کمتر از هر یک از اجزای مورد استفاده به تنهایی فراهم می کند. نسبت وزن مطلوب بین 2:1 و 3:1 ملامین سیانورات به دیکومن فسفینات ، معمولاً به بارگیری کل 15 تا 20 درصد وزنی در PA6 نیاز دارد. این رویکرد افزودنی، شاخص اکسیژن محدود را به 32 تا 35 درصد افزایش می‌دهد، در حالی که شاخص ردیابی مقایسه‌ای را بالای 400 ولت نگه می‌دارد، و به ویژه برای قطعات الکتریکی با دیواره نازک که باید استانداردهای اشتعال پذیری و عایق الکتریکی را رعایت کنند، مؤثر است.

این مکانیسم یک فعل و انفعال مستقیم بین خاموش کردن رادیکال فاز گاز از بخش فسفر و رقیق‌کننده سوخت و تجزیه گرماگیر ملامین سیانورات مبتنی بر نیتروژن است. آنها با هم احتراق شعله ور و اشتعال قطره ای مذاب را سرکوب می کنند و یک لایه زغال عایق متراکم تولید می کنند که انتشار آتش را متوقف می کند.

بازدارنده های شعله فسفر نوع دیکومن: شیمی و مشخصات حرارتی

بازدارنده های شعله بر پایه دیکومن، که عمدتاً توسط آلومینیوم دی کومیل فسفینات نشان داده می شود، ترکیبات فسفر آلی با محتوای فسفر هستند. 23-24 درصد وزنی . دمای شروع تجزیه آنها بالای 350 درجه سانتیگراد است، که آنها را قادر می سازد بدون تخریب در برابر اکستروژن و قالب گیری تزریقی در دمای بالا زنده بمانند. عمل بازدارنده شعله عمدتاً در فاز گاز از طریق انتشار رادیکال‌های حاوی فسفر انجام می‌شود که گونه‌های فعال H• و OH• را از بین می‌برد و واکنش زنجیره‌ای احتراق را قطع می‌کند. در عین حال، مقدار کمی اسید فسفریک تشکیل شده باعث افزایش ذغال در فاز متراکم می شود.

در مقایسه با بسیاری از سیستم های پلی فسفات آمونیوم، دیکومن فسفینات ها حلالیت فوق العاده کمی در آب نشان می دهند. کمتر از 0.1 گرم در 100 میلی لیتر و حداقل مهاجرت در طول زمان. این منجر به حفظ CTI بالا و عدم شکوفایی سطح می شود که برای اتصالات برد مدار چاپی و سایر قطعات الکتریکی در معرض بسیار مهم است.

سیانورات ملامین: سرکوب کننده چکه بر پایه نیتروژن

ملامین سیانورات (MCA) یک ترکیب اضافی فوق مولکولی ملامین و اسید سیانوریک است. تقریباً در دمای 320 درجه سانتیگراد تصعید شده و بیش از 400 درجه سانتیگراد تجزیه گرماگیر می شود و حجم زیادی از گازهای غنی از نیتروژن بی اثر را آزاد می کند. این مکانیسم محصولات تجزیه قابل اشتعال را رقیق کرده و بستر را خنک می کند. در پلی آمید 6، بارگیری 18٪ MCA به تنهایی می تواند رتبه UL 94 را از HB به V-2 برساند. با فشار دادن قطرات مذاب خاموش کننده شعله؛ با این حال، ماده به دست آمده اغلب از افت کشیدگی در هنگام شکست تا زیر 10 درصد رنج می برد.

محدودیت های اولیه MCA به عنوان یک افزودنی منفرد، اثر نسبتاً متوسط ​​آن بر LOI و تمایل آن به کاهش مقاومت ردیابی است. افزودن یک عامل کمکی فسفینات هر دو ضعف را برطرف می‌کند و در عین حال اجازه می‌دهد تا کل بسته افزودنی کاهش یابد و خواص مکانیکی پلیمر پایه بیشتر حفظ شود.

داده های عملکرد هم افزایی: افزودنی های منفرد در مقابل ترکیب مشترک

داده ها نشان می دهد که 15% MCA به اضافه 5% ترکیب فسفینات دیکومن در حالی که استحکام کششی را نسبت به ترکیب 15 درصدی فقط فسفینات بازیابی می‌کند و در مقایسه با MCA به تنهایی CTI را به‌طور قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد. این تعادل دلیل عملی ترجیح این ترکیب برای کاربردهای کانکتور و سوئیچ است که در آن مقاومت مکانیکی و ردیابی هر دو تست شده است.

پردازش ویندوز و الزامات پراکندگی

دیکومن فسفینات ها باید در دمای مذاب بیش از حد فرآوری شوند 310 درجه سانتی گراد برای جلوگیری از تخریب حرارتی، در حالی که سیانورات ملامین تا دمای 330 درجه سانتیگراد پایدار می ماند. برای دستیابی به پراکندگی همگن و اجتناب از آگلومرا، توصیه می شود ابتدا هر دو افزودنی را در دمای 80 درجه سانتیگراد به مدت 4 ساعت خشک کنید و سپس با استفاده از مخلوط کن با سرعت بالا با گلوله های پلیمری پایه مخلوط کنید. 1000 دور در دقیقه به مدت 3 دقیقه . سپس پیش مخلوط باید به یک اکسترودر دو مارپیچ دوار مجهز به پروفیل پیچ برشی متوسط ​​وارد شود. برش بیش از حد می تواند دمای مذاب را از 290 درجه سانتیگراد به بالای 315 درجه سانتیگراد به صورت محلی افزایش دهد و خطر تجزیه فسفینات و کاهش براقیت را به دنبال داشته باشد.

• از دمای بشکه بین 250 تا 280 درجه سانتیگراد برای PA6 استفاده کنید و اطمینان حاصل کنید که مذاب زیر 300 درجه سانتیگراد از قالب خارج می شود.
• یک بخش اختلاط توزیعی بر بلوک های خمیر تهاجمی ترجیح داده می شود تا گرمایش برشی را محدود کند.
• با استفاده از یک حمام آب در دمای حداکثر 40 درجه سانتیگراد گلوله کنید و قبل از قالبگیری بلافاصله تا رطوبت زیر 0.1٪ خشک کنید.

برنامه های کاربردی دیوار نازک و انطباق با مقررات

برای قطعات تزریقی با ضخامت دیواره کمتر از 0.8 میلی متر، این نسبت را می توان به 12% MCA و 6% دیکومن فسفینات در PA66، که به طور مداوم V-0 در 0.8 میلی متر با CTI بالای 500 ولت تولید می کند. در فوم پلی اورتان و پوشش های پشتی پارچه، یک پراکندگی مایع از ملامین سیانورات همراه با یک دیکومن فسفینات میکرونیزه شده در نسبت وزن خشک 4:1 تست سوختگی عمودی NFPA 701 را بدون افزودنی های هالوژنه انجام می دهد.

هم دیکومن فسفینات‌ها و هم ملامین سیانورات به‌عنوان غیرخطرناک در اکثر موجودی‌های شیمیایی جهانی ثبت شده‌اند و با دستورالعمل‌های RoHS سازگار هستند و این ترکیب را برای لوازم الکترونیکی مصرفی و مبلمان کودکان تولید شده برای بازارهای صادراتی مناسب می‌سازد.

خط پایین: یک رویکرد داده محور برای فرمول بندی با Dicumene و MCA

هم افزایی بین بازدارنده های شعله فسفر نوع دیکومن و سیانورات ملامین یک فولکلور تجربی نیست، بلکه یک برهمکنش قابل سنجش است که بار کلی افزودنی را کاهش می دهد و در عین حال مقاومت ردیابی الکتریکی را افزایش می دهد و چقرمگی مکانیکی را حفظ می کند. توسعه فرمول را با نسبت MCA به دیکومن 3:1 آغاز کنید و بر اساس الزامات قالب‌گیری دیواره نازک تنظیم کنید. این رویکرد ساختاریافته به مهندسان مواد اجازه می‌دهد تا اهداف دقیق UL 94 V‑0 را بدون به خطر انداختن قابلیت پردازش یا عملکرد طولانی‌مدت دی الکتریک مورد هدف قرار دهند.