חדשות - פורמולת גומי סיליקון המבוססת על מעכבי בעירה ללא הלוגן

להלן חמישה עיצובים של גומי סיליקון המבוססים על מעכבי בעירה ללא הלוגן, המשלבים את מעכבי הבעירה המסופקים על ידי הלקוח (אלומיניום היפופוספיט, אבץ בוראט, MCA, אלומיניום הידרוקסיד ואמוניום פוליפוספט). עיצובים אלה נועדו להבטיח עמידות בפני בעירה תוך מזעור כמויות תוספים כדי להפחית את ההשפעה על התכונות המכניות של גומי הסיליקון.

1. מערכת מעכבת בעירה סינרגטית זרחן-חנקן (סוג יצירת פחם יעילות גבוהה)

יַעַדUL94 V-0, עשן נמוך, מתאים ליישומים בטמפרטורה בינונית עד גבוהה

גומי בסיסגומי סיליקון מתיל ויניל (VMQ, 100 פרנהייט)

מעכבי בעירה:

אלומיניום היפופוספיט (AHP, מבוסס זרחן)15 פר
מספק מקור זרחן יעיל, מקדם היווצרות פחם ומדכא בעירה בשלב גז.
מלמין ציאנורט (MCA, מבוסס חנקן)10 פר
מסנכרן עם זרחן, משחרר גזים אינרטיים ומדלל חמצן.
אבץ בוראט (ZnB)5 פר
מזרז היווצרות פחם, מדכא עשן ומשפר את יציבות שכבת הפחם.
אלומיניום הידרוקסיד (ATH, שיטה כימית, 1.6–2.3 מיקרומטר)20 פרנהייט
פירוק אנדותרמי, מעכב בעירה עזר ושיפור פיזור.

תוספים:

שמן סיליקון הידרוקסיל (2 פרליטר, משפר את יכולת העיבוד)
סיליקה מעושנת (10 פרנהייט, חיזוק)
חומר ריפוי (דיפרוקסיד, 0.8 פרפר)

תכונות:

עומס מעכב בעירה כולל של ~50 phr, איזון בין מעכב בעירה לתכונות מכניות.
סינרגיה של זרחן-חנקן (AHP + MCA) מפחיתה את הכמות הנדרשת של מעכבי בעירה בודדים.

2. מערכת מעכבת בעירה מתנפחת (סוג בעל עומס נמוך)

יַעַדUL94 V-1/V-0, מתאים למוצרים דקים

גומי בסיסVMQ (100 פרקים)

מעכבי בעירה:

אמוניום פוליפוספט (APP, מבוסס זרחן וחנקן)12 פרנהייט
ליבה עשויה מפחם מתנפח, עם תאימות טובה לגומי סיליקון.
אלומיניום היפופוספיט (AHP)8 פר
מקור זרחן משלים, מפחית את ההיגרוסקופיות של APP.
אבץ בוראט (ZnB)5 פר
קטליזה סינרגיסטית של פחם ודיכוי טפטוף.
אלומיניום הידרוקסיד (טחון, 3–20 מיקרומטר)15 פר
מעכב בעירה עזר בעלות נמוכה, מפחית את עומס ה-APP.

תוספים:

שמן סיליקון ויניל (3 פרנהייט, פלסטיזיציה)
סיליקה משוקעת (15 ph, חיזוק)
מערכת ריפוי פלטינה (0.1% Pt)

תכונות:

עומס מעכב בעירה כולל ~40 phr, יעיל למוצרים דקים הודות למנגנון התנפחות.
APP דורש טיפול פני השטח (למשל, חומר צימוד סילאן) כדי למנוע נדידה.

3. מערכת אופטימלית לאלומיניום הידרוקסיד בעומס גבוה (סוג חסכוני)

יַעַדUL94 V-0, מתאים למוצרים או כבלים עבים

גומי בסיסVMQ (100 פרקים)

מעכבי בעירה:

אלומיניום הידרוקסיד (ATH, שיטה כימית, 1.6–2.3 מיקרומטר)50 פרנהייט
מעכב בעירה ראשוני, פירוק אנדותרמי, גודל חלקיקים קטן לפיזור טוב יותר.
אלומיניום היפופוספיט (AHP)5 פר
משפר את יעילות היווצרות הפחם, מפחית את עומס ה-ATH.
אבץ בוראט (ZnB)3 פר
דיכוי עשן ומניעת זוהר.

תוספים:

חומר צימוד סילאן (KH-550, פרפר אחד, משפר את ממשק ATH)
סיליקה מעושנת (8 ph, חיזוק)
ריפוי מי חמצן (DCP, פרמיה אחת)

תכונות:

עומס מעכב בעירה כולל ~58 ph, אך ATH שולט מבחינת יעילות עלויות.
גודל חלקיקי ATH קטן ממזער אובדן חוזק מתיחה.

4. מערכת אלומיניום היפופוספיט (AHP) עצמאית

בַּקָשָׁה: UL94 V-1/V-2, או במקרים בהם מקורות חנקן אינם רצויים (למשל, הימנעות מהקצפה של MCA המשפיעה על המראה).

ניסוח מומלץ:

גומי בסיסVMQ (100 פרקים)
אלומיניום היפופוספיט (AHP)20–30 פרנהייט
תכולת זרחן גבוהה (40%); 20 פרנהייט של זרחן מספקים כ-8% זרחן לעמידות בסיסית בפני בעירה.
עבור UL94 V-0, יש להגדיל ל-30 phr (עלול לפגוע בתכונות המכניות).
חומר מילוי חיזוקסיליקה (10-15 פרל, שומר על חוזק)
תוספיםשמן סיליקון הידרוקסיל (2 פרלינים, זמינות לעיבוד) + חומר ריפוי (מערכת דיפרוקסיד או פלטינה).

תכונות:

מסתמך על מעכב בעירה בשלב מרוכז (היווצרות פחם), משפר משמעותית את עוצמת האור אך בעל דיכוי עשן מוגבל.
עומס גבוה (מעל 25 פר"ל) עלול להקשיח את החומר; מומלץ להוסיף 3-5 פר"ל של ZnB כדי לשפר את איכות הפחם.

5. תערובת של אלומיניום היפופוספיט (AHP) + MCA

בַּקָשָׁהUL94 V-0, עומס נמוך עם סינרגיה של מעכב בעירה בפאזה גזית.

ניסוח מומלץ:

גומי בסיסVMQ (100 פרקים)
אלומיניום היפופוספיט (AHP)12–15 פרנהייט
מקור זרחן ליצירת פחם.
MCA8–10 פרנהייטים
מקור חנקן לסינרגיית PN, משחרר גזים אינרטיים (למשל, NH₃) כדי לדכא את התפשטות הלהבה.
חומר מילוי חיזוקסיליקה (10 פרל)
תוספיםחומר צימוד סילאן (1 פרפר, עזר לפיזור) + חומר ריפוי.

תכונות:

עומס מעכב בעירה כולל ~20-25 פרנהייט, נמוך משמעותית מאשר AHP עצמאי.
MCA מפחית את דרישת AHP אך עשוי להשפיע מעט על השקיפות (השתמש ב-nano-MCA אם נדרשת בהירות).

סיכום ניסוח מעכב בעירה

ניסוח	דירוג UL94 צפוי	טעינת מעכב בעירה כוללת	יתרונות וחסרונות
AHP בלבד (20 פרקים)	V-1	20 פרנהייט	פשוט, בעלות נמוכה; V-0 דורש ≥30 phr עם פשרות ביצועים.
AHP בלבד (30 פרקים)	V-0	30 פרנהייט	עמידות בעירה גבוהה אך קשיות מוגברת והתארכות מופחתת.
AHP 15 + MCA 10	V-0	25 פר	אפקט סינרגטי, ביצועים מאוזנים (מומלץ לניסויים ראשוניים).

המלצות ניסיוניות

בדיקות עדיפות: AHP + MCA (15+10 phr). אם מושגת V-0, יש להפחית בהדרגה את AHP (למשל, 12+10 phr).
מבחן AHP עצמאיהתחילו ב-20 phr, הגדילו ב-5 phr כדי להעריך את LOI ואת UL94, תוך ניטור תכונות מכניות.
דיכוי עשןהוסיפו 3-5 פרל ZnB לכל פורמולציה מבלי לפגוע בעמידות בעירה.
אופטימיזציה של עלויות: שלבו 10-15 פרליונים של ATH כדי להפחית את העלות, אם כי סך כל חומר המילוי גדל.

תהליך ערבוב מומלץ

(עבור גומי סיליקון דו-רכיבי עם ריפוי באמצעות הוספה)

טיפול מקדים בגומי בסיס:

טען גומי סיליקון (למשל, גומי 107, שמן סיליקון ויניל) לתוך מערבל פלנטרי, מסיר גזים תחת ואקום במידת הצורך.

תוספת מעכב בעירה:

מעכבי בעירה באבקה (למשל, ATH, MH):
הוסיפו במנות, ערבבו מראש עם גומי בסיס (ערבוב במהירות נמוכה, 10-15 דקות) כדי למנוע הצטברות.
ייבוש בטמפרטורה של 80–120 מעלות צלזיוס אם היגרוסקופי.
מעכבי בעירה נוזליים (למשל, פוספטים):
ערבבו ישירות עם שמן סיליקון, חומר מקשר צולב וכו', תחת גזירה גבוהה (20-30 דקות).

תוספים אחרים:

הוסיפו ברצף חומרי מילוי (למשל, סיליקה), חומר מקשר צולב (הידרוסילאן), זרז (פלטינה) ומעכבים.

הומוגניזציה:

עוד יותר לעדן פיזור באמצעות טחנת שלושה גלילים או מתחלב בעל גזירה גבוהה (קריטי עבור ננו-תוספים כמו CNTs).

סילוק גזים וסינון:

סילוק גזים בוואקום (-0.095 מגה פסקל, 30 דקות), סינון לדרישות טוהר גבוהות.

שיקולים מרכזיים

בחירת מעכבי בעירה:
מעכבי חומרים נטולי הלוגן (למשל, ATH) דורשים גודל חלקיקים דק (1-5 מיקרון); עומס יתר פוגע בתכונות מכניות.
מעכבי סיליקון מבוססי סיליקון (למשל, שרפי פניל-סיליקון) מציעים תאימות טובה יותר אך בעלות גבוהה יותר.
בקרת תהליכים:
טמפרטורה ≤ 60°C (מונעת הרעלת זרז פלטינה או התקשות מוקדמת).
לחות ≤ 50% RH (מונע תגובות בין שמן סיליקון הידרוקסיל לבין מעכבי בעירה).