Hướng dẫn thực hiện chất chống cháy Cyanurat Dicumene & Melamine

Câu trả lời trực tiếp: Đạt được UL 94 V-0 với sức mạnh tổng hợp của Dicumene và Melamine Cyanurate

Đối với không chứa halogen chất chống cháy hệ thống trong polyamit, polyester và polyuretan, sự kết hợp của Chất chống cháy phốt pho dựa trên dicumene và melamine cyanurate cung cấp lộ trình đáng tin cậy tới UL 94 V-0 với tổng tải phụ gia thấp hơn so với việc sử dụng riêng từng thành phần. Tỷ lệ trọng lượng tối ưu nằm trong khoảng Tỷ lệ 2:1 và 3:1 của melamine cyanurate thành Dicumene phosphinate , thường yêu cầu tổng tải 15–20% trọng lượng trong PA6. Phương pháp đồng phụ gia này nâng Chỉ số oxy giới hạn lên 32–35%, đồng thời duy trì Chỉ số theo dõi so sánh trên 400 vôn, khiến phương pháp này đặc biệt hiệu quả đối với các bộ phận điện có thành mỏng phải đáp ứng cả tiêu chuẩn về tính dễ cháy và cách điện.

Cơ chế này là sự tương tác trực tiếp giữa quá trình dập tắt triệt để ở pha khí từ thành phần phốt pho và quá trình phân hủy thu nhiệt, pha loãng nhiên liệu của melamine cyanurate gốc nitơ. Chúng cùng nhau ngăn chặn cả quá trình cháy và đánh lửa do tan chảy, tạo ra lớp than dày đặc, cách điện nhằm ngăn chặn sự lan truyền của lửa.

Chất chống cháy phốt pho loại Dicumene: Hồ sơ hóa học và nhiệt

Chất chống cháy dựa trên dicumene, chủ yếu được biểu hiện bằng nhôm dicumyl phosphinate, là các hợp chất phốt pho hữu cơ có hàm lượng phốt pho là 23–24% trọng lượng . Nhiệt độ bắt đầu phân hủy của chúng nằm trên 350°C, cho phép chúng tồn tại trong quá trình ép đùn và ép phun ở nhiệt độ cao mà không bị phân hủy. Tác dụng chống cháy xảy ra chủ yếu ở pha khí thông qua việc giải phóng các gốc chứa phốt pho có tác dụng loại bỏ các loại H· và OH· hoạt động, làm gián đoạn phản ứng dây chuyền đốt cháy. Đồng thời, một lượng nhỏ axit photphoric được hình thành sẽ thúc đẩy quá trình tạo than ở pha ngưng tụ.

So với nhiều hệ thống amoni polyphosphate, Dicumene phosphinates cho thấy khả năng hòa tan trong nước đặc biệt thấp. ít hơn 0,1 g trên 100 ml và di cư tối thiểu theo thời gian. Điều này dẫn đến khả năng lưu giữ CTI cao và không bị bong tróc bề mặt, điều này rất quan trọng đối với các đầu nối bảng mạch in và các bộ phận điện tiếp xúc khác.

Melamine Cyanurate: Chất ức chế nhỏ giọt dựa trên nitơ

Melamine cyanurate (MCA) là một chất bổ sung siêu phân tử của melamine và axit cyanuric. Nó trải qua quá trình thăng hoa ở nhiệt độ khoảng 320°C và phân hủy thu nhiệt trên 400°C, giải phóng một lượng lớn khí trơ giàu nitơ. Cơ chế này làm loãng các sản phẩm phân hủy dễ cháy và làm nguội bề mặt. Trong polyamit 6, chỉ riêng tải 18% MCA có thể nâng xếp hạng UL 94 từ HB lên V-2 bằng cách ép những giọt nước tan chảy dập tắt ngọn lửa; tuy nhiên, vật liệu thu được thường bị giảm độ giãn dài khi đứt xuống dưới 10%.

Những hạn chế chính của MCA với tư cách là một chất phụ gia duy nhất là tác dụng tương đối khiêm tốn của nó đối với LOI và xu hướng giảm lực cản theo dõi. Việc bổ sung chất đồng tác nhân photphat sẽ giải quyết cả hai điểm yếu đồng thời cho phép giảm tổng lượng chất phụ gia, bảo toàn được nhiều tính chất cơ học của polyme cơ bản hơn.

Dữ liệu Hiệu suất Hiệp đồng: Phụ gia Đơn so với Hỗn hợp Phối hợp

Dữ liệu minh họa rằng 15% MCA cộng với 5% dicumene phosphinate kết hợp mang lại xếp hạng V-0 trong khi phục hồi độ bền kéo so với hợp chất chỉ chứa 15% phosphinate và cải thiện đáng kể CTI so với chỉ MCA. Sự cân bằng này là lý do thực tế khiến sự kết hợp này được ưu tiên cho các ứng dụng đầu nối và chuyển mạch trong đó cả điện trở cơ học và điện trở theo dõi đều được kiểm tra.

Xử lý các yêu cầu về Windows và phân tán

Dicumene phosphinates phải được xử lý ở nhiệt độ nóng chảy không quá 310°C để ngăn chặn sự phân hủy nhiệt, trong khi melamine cyanurat vẫn ổn định ở nhiệt độ 330°C. Để đạt được sự phân tán đồng nhất và tránh kết tụ, trước tiên nên làm khô cả hai chất phụ gia ở nhiệt độ 80°C trong 4 giờ, sau đó trộn chúng với các viên polyme nền bằng máy trộn tốc độ cao ở 1000 vòng/phút trong 3 phút . Sau đó, hỗn hợp trộn sẵn phải được đưa vào máy đùn trục vít đôi quay đồng thời được trang bị biên dạng trục vít cắt trung bình; cắt quá mức có thể làm tăng nhiệt độ nóng chảy cục bộ từ 290°C lên trên 315°C, gây nguy cơ phân hủy photphat và giảm độ bóng.

• Sử dụng nhiệt độ thùng trong khoảng 250–280°C cho PA6, đảm bảo nhiệt độ nóng chảy ra khỏi khuôn dưới 300°C.
• Phần trộn phân phối được ưu tiên hơn các khối nhào mạnh để hạn chế gia nhiệt cắt.
• Tạo hạt bằng cách sử dụng nồi cách thủy ở nhiệt độ không quá 40°C và làm khô ngay lập tức đến độ ẩm dưới 0,1% trước khi ép phun.

Ứng dụng tường mỏng và tuân thủ quy định

Đối với các bộ phận đúc phun có độ dày thành dưới 0,8 mm, tỷ lệ có thể được thay đổi thành 12% MCA và 6% Dicumene photphat trong PA66, tạo ra V‑0 ổn định ở mức 0,8 mm với CTI trên 500 V. Trong bọt polyurethane và lớp phủ nền dệt, hệ phân tán chất lỏng của melamine cyanurate cùng với Dicumene phosphinate được micron hóa ở mức Tỷ lệ trọng lượng khô 4:1 vượt qua bài kiểm tra đốt thẳng đứng NFPA 701 mà không có chất phụ gia halogen hóa.

Cả Dicumene phosphinates và melamine cyanurate đều được đăng ký là không độc hại theo hầu hết các kho hóa chất toàn cầu và tương thích với các chỉ thị RoHS, khiến sự kết hợp này phù hợp với các thiết bị điện tử tiêu dùng và đồ nội thất trẻ em được sản xuất cho thị trường xuất khẩu.

Điểm mấu chốt: Phương pháp tiếp cận dựa trên dữ liệu để lập công thức với Dicumen và MCA

Sự phối hợp giữa chất chống cháy phốt pho loại Dicumene và melamine cyanurate không phải là kinh nghiệm dân gian mà là sự tương tác có thể định lượng được giúp giảm tải phụ gia tổng thể đồng thời tăng cường khả năng chống theo dõi điện và duy trì độ bền cơ học. Bắt đầu phát triển công thức với tỷ lệ MCA và Dicumene 3:1 và điều chỉnh dựa trên yêu cầu đúc thành mỏng. Cách tiếp cận có cấu trúc này cho phép các kỹ sư vật liệu đạt được các mục tiêu UL 94 V-0 nghiêm ngặt mà không phải hy sinh khả năng xử lý hoặc hiệu suất điện môi lâu dài.