Referenční složení předsměsi zpomalující hoření PVC
Návrh a optimalizace receptur zpomalovačů hoření z PVC, zahrnujících stávající zpomalovače hoření a klíčové synergické složky, s cílem dosáhnout zpomalení hoření dle UL94 V0 (upravitelně na V2 snížením množství přísad).
I. Doporučení základního složení (tvrdé PVC)
Složení plastové nehořlavé směsi:
| Komponent | Naplnění (hm. %) | Popis funkce |
|---|---|---|
| PVC pryskyřice (typ SG-5) | 40–50 % | Matricový materiál, nejlépe s nízkou absorpcí oleje |
| Fosfornan hlinitý | 12–15 % | Zdroj kyseliny pro tvorbu uhlíku, potlačuje dosvit |
| Boritan zinečnatý | 8–10 % | Synergické potlačení kouře, reaguje s HCl z rozkladu PVC |
| Povrchově modifikovaný hydroxid hlinitý | 10–12 % | Endotermické chlazení, vyžaduje povlak silanovým spojovacím činidlem (teplota rozkladu odpovídá zpracování PVC) |
| Oxid antimonitý (Sb₂O₃) | 3–5 % | Jádrový synergista, zvyšuje zpomalování hoření prostřednictvím synergie Cl-Sb |
| Molybdenan zinečnatý (potlačovač kouře) | 5–8 % | Doporučená přísada, snižuje hustotu kouře (klíčová pro shodu s normou DIN 4102) |
| Dipentaerythritol (DPE) | 2–3 % | Pomocná látka pro tvorbu uhlíku, zlepšuje kontrolu odkapávání taveniny |
| Tepelný stabilizátor (kompozit Ca-Zn) | 3–4 % | Nezbytné pro prevenci tepelné degradace během zpracování |
| Plastifikátor (DOP nebo ekoalternativa) | 0–8 % | Úprava tvrdosti (volitelné pro tuhé PVC) |
| Lubrikant (stearát vápenatý) | 1–1,5 % | Zlepšuje zpracovatelnost, zabraňuje zalepování válců |
| Pomocná látka pro zpracování (ACR) | 1–2 % | Zlepšuje plastifikaci a disperzi masterbatche |
II. Klíčové principy optimalizace
- Synergický systém zpomalující hoření
- Synergie Cl-Sb: Chlór obsažený v PVC (56 %) v kombinaci s 3–5 % Sb₂O₃ tvoří bariéru proti SbCl₃, která umožňuje dvojí zpomalení hoření v plynné/kondenzované fázi.
- Potlačení kouře: Molybdenan zinečnatý + boritan zinečnatý snižuje hustotu kouře o >40 % (ASTM E662).
- Zvýšení zuhelnatění: Hypofosfornan hlinitý + DPE vytváří při teplotě 200–250 °C zuhelnatění zesítěného esteru kyseliny fosforečné, které kompenzuje nedostatek zuhelnatění v rané fázi u PVC.
- Přizpůsobivost zpracování
- Teplotní shoda: Hypofosfornan hlinitý (rozklad ≥250 °C) a povrchově modifikovaný Al(OH)₃ (stabilní do >200 °C) jsou vhodné pro zpracování PVC (160–190 °C).
- Zajištění stability: Stabilizátory Ca-Zn zabraňují degradaci pryskyřice uvolňováním HCl; ACR napomáhá plastifikaci v systémech s vysokým obsahem plniva.
- Rovnováha výkonu
- Celkové množství zpomalovače hoření: 35–45 %, zachování pevnosti v tahu ≥80 % (typicky ≥40 MPa pro tuhé PVC).
- Pro zvýšení flexibility (flexibilní PVC) nahraďte DOP 8% epoxidovaným sójovým olejem (dvojitý plastifikátor/zpomalovač hoření).
III. Metriky testování a validace
Odolnost proti hoření:
- UL94 V0 (tloušťka 1,6 mm)
- Mezní kyslíkový index (LOI) ≥32 %
Kontrola kouře:
- Zkouška kouřovou komorou NBS: Maximální specifická optická hustotaDs≤150 (režim plamene)
Mechanické vlastnosti:
- Pevnost v tahu ≥35 MPa (tuhý), prodloužení do přetržení ≥200 % (pružný)
Tepelná stabilita:
- DMA potvrzuje, že při 180 °C nedochází k žádnému poklesu modulu.
IV. Úpravy z hlediska nákladů a životního prostředí
Levná alternativa:
- Snižte obsah molybdenu zinečnatého na 3 %, částečně nahraďte Al(OH)₃ Mg(OH)₂ (zvýšte na 15 %).
Roztok bez antimonu:
- Odstraňte Sb₂O₃, použijte 2% diethylfosfinát hlinitý + 5% nano-kaolin (o něco nižší účinnost; pro V0 vyžaduje tloušťku 3 mm).
Priorita kouře:
- Přidáním 1 % sazí potažených silikonovou pryskyřicí se hustota kouře dále sníží o 15 %.
V. Pokyny pro zpracování
- Pořadí míchání:
PVC pryskyřice → stabilizátor + mazivo → zpomalovače hoření (nízká až vysoká hustota) → změkčovadlo (přidává se stříkáním jako poslední). - Teploty zpracování:
Zóny dvoušnekového extruderu: 160 °C (podávání) → 170 °C (tavení) → 180 °C (míchání) → 175 °C (lisovací hlava). - Koncentrace předsměsi:
Doporučuje se 50% plnění; pro konečné použití vstřikováním řeďte 1:1 s panenským PVC.
Toto složení vyvažuje vysokou nehořlavost, nízkou kouřivost a stabilitu při zpracování. Před použitím v malém měřítku se doporučují zkoušky s úpravami na základě druhu produktu (desky, kabely atd.).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Čas zveřejnění: 8. července 2025
