Referenčné zloženie predzmesi PVC spomaľovača horenia
Návrh a optimalizácia receptúr PVC predzmesí spomaľujúcich horenie, zahŕňajúc existujúce spomaľovače horenia a kľúčové synergické zložky, s cieľom dosiahnuť spomaľovanie horenia podľa UL94 V0 (nastaviteľné na V2 znížením množstva prísad).
I. Odporúčanie základného zloženia (tvrdé PVC)
Zloženie plastového spomaľovača horenia:
| Komponent | Zaťaženie (hm. %) | Popis funkcie |
|---|---|---|
| PVC živica (typ SG-5) | 40 – 50 % | Matricový materiál, výhodne s nízkou absorpciou oleja |
| Hypofosfan hlinitý | 12 – 15 % | Zdroj kyseliny pre tvorbu uhlia, potláča dosvit |
| Boritan zinočnatý | 8 – 10 % | Synergické potlačenie dymu, reaguje s HCl z rozkladu PVC |
| Povrchovo modifikovaný hydroxid hlinitý | 10 – 12 % | Endotermické chladenie, vyžaduje si povlak silánovým spojivom (teplota rozkladu zodpovedá spracovaniu PVC) |
| Oxid antimonitý (Sb₂O₃) | 3 – 5 % | Jadrový synergista, zvyšuje spomaľovanie horenia prostredníctvom synergie Cl-Sb |
| Molybdenan zinočnatý (protihrudkujúca látka) | 5 – 8 % | Odporúčaná prísada, znižuje hustotu dymu (kľúčové pre súlad s normou DIN 4102) |
| Dipentaerytritol (DPE) | 2 – 3 % | Pomôcka na tvorbu zuhoľnatenia, zlepšuje kontrolu odkvapkávania taveniny |
| Tepelný stabilizátor (Ca-Zn kompozit) | 3 – 4 % | Nevyhnutné na zabránenie tepelnej degradácie počas spracovania |
| Plastifikátor (DOP alebo eko-alternatíva) | 0 – 8 % | Nastavenie tvrdosti (voliteľné pre tuhé PVC) |
| Lubrikant (stearát vápenatý) | 1 – 1,5 % | Zlepšuje spracovateľnosť, zabraňuje prilepeniu valčekov |
| Pomocná látka pri spracovaní (ACR) | 1 – 2 % | Zlepšuje plastifikáciu a disperziu predzmesi |
II. Kľúčové princípy optimalizácie
- Synergický systém spomaľovačov horenia
- Synergia Cl-Sb: Chlór obsiahnutý v PVC (56 %) v kombinácii s 3 – 5 % Sb₂O₃ tvorí bariéru SbCl₃, ktorá umožňuje dvojakú retardáciu horenia v plynnej/kondenzovanej fáze.
- Potlačenie dymu: Molybdénan zinočnatý + boritan zinočnatý znižuje hustotu dymu o >40 % (ASTM E662).
- Zvýšenie zuhoľnatenia: Hypofosfát hlinitý + DPE vytvára pri teplote 200 – 250 °C zosieťované zuhoľnatenie esteru kyseliny fosforečnej, čím kompenzuje nedostatok zuhoľnatenia v počiatočnom štádiu PVC.
- Prispôsobivosť spracovania
- Teplotná zhoda: Hypofosfát hlinitý (rozklad ≥250 °C) a povrchovo modifikovaný Al(OH)₃ (stabilný do >200 °C) sú vhodné na spracovanie PVC (160 – 190 °C).
- Zabezpečenie stability: Stabilizátory Ca-Zn zabraňujú degradácii živice uvoľňovaním HCl; ACR napomáha plastifikácii v systémoch s vysokým obsahom plniva.
- Rovnováha výkonu
- Celkové zaťaženie spomaľovačom horenia: 35–45 %, zachovanie pevnosti v ťahu ≥80 % (typické ≥40 MPa pre tuhé PVC).
- Pre flexibilitu (flexibilné PVC) nahraďte DOP 8 % epoxidovaným sójovým olejom (dvojitý plastifikátor/retardér horenia).
III. Testovacie a validačné metriky
Odolnosť voči horeniu:
- UL94 V0 (hrúbka 1,6 mm)
- Limitný kyslíkový index (LOI) ≥32 %
Kontrola dymu:
- Skúška dymovou komorou NBS: Maximálna špecifická optická hustotaDs≤150 (režim horenia)
Mechanické vlastnosti:
- Pevnosť v ťahu ≥35 MPa (tuhý), predĺženie pri pretrhnutí ≥200 % (pružný)
Tepelná stabilita:
- DMA potvrdzuje, že pri 180 °C nedochádza k poklesu modulu.
IV. Úpravy týkajúce sa nákladov a životného prostredia
Nízkonákladová alternatíva:
- Znížte obsah molybdénanu zinočnatého na 3 %, čiastočne nahraďte Al(OH)₃ za Mg(OH)₂ (zvýšte na 15 %).
Roztok bez antimónu:
- Odstráňte Sb₂O₃, použite 2 % dietylfosfinátu hlinitého + 5 % nano-kaolínu (o niečo nižšia účinnosť; vyžaduje hrúbku 3 mm pre V0).
Priorita dymu:
- Pridajte 1 % silikónom potiahnutého čierneho uhlíka, aby ste ďalej znížili hustotu dymu o 15 %.
V. Pokyny pre spracovanie
- Postupnosť miešania:
PVC živica → stabilizátor + mazivo → spomaľovače horenia (nízka až vysoká hustota) → zmäkčovadlo (pridávané striekaním ako posledné). - Teploty spracovania:
Zóny dvojzávitovkového extrudéra: 160 °C (prívod) → 170 °C (tavenie) → 180 °C (miešanie) → 175 °C (lisovacia hlava). - Koncentrácia predzmesi:
Odporúča sa 50 % náplň; na konečné použitie vstrekovaním zrieďte v pomere 1:1 s panenským PVC.
Toto zloženie vyvažuje vysokú retardáciu horenia, nízku tvorbu dymu a stabilitu pri spracovaní. Pred použitím sa odporúčajú malé skúšky s úpravami na základe tvaru produktu (plechy, káble atď.).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Čas uverejnenia: 8. júla 2025
