Vật liệu nhựa nhiệt dẻo vốn dễ cháy vì, giống như hầu hết các chất gốc hydrocarbon, chúng dễ dàng bắt lửa khi tiếp xúc với nhiệt độ đủ cao. Trong quá trình đốt cháy, nhiệt độ phá vỡ các chuỗi phân tử dài của chúng thành các hydrocarbon dễ bay hơi cùng với các gốc hydro và hydroxyl. Các sản phẩm phụ có năng lượng cao này phản ứng nhanh chóng với oxy, tạo ra nhiều nhiệt hơn và cho phép ngọn lửa lan rộng.
Để khắc phục điều này, chất phụ gia chống cháy Chúng được tích hợp vào các polyme như polyolefin, polycarbonat, polyamit và polyester. Chức năng của chúng là giảm nguy cơ bắt lửa, làm chậm sự lan truyền của ngọn lửa, ngăn chặn sự hình thành khói và giảm thiểu sự nhỏ giọt. Mục đích chính là làm chậm quá trình cháy đủ lâu để bảo vệ con người trong trường hợp hỏa hoạn, đồng thời giảm thiểu thiệt hại về tài sản.
Nhựa chống cháy Chúng được sử dụng rộng rãi trong môi trường hàng ngày—nhà cửa, văn phòng, xe cộ, phương tiện giao thông công cộng, thiết bị điện tử và thiết bị công nghiệp. Nhiều thị trường và sản phẩm yêu cầu chúng theo các quy định xây dựng nghiêm ngặt và tiêu chuẩn ngành. Ví dụ bao gồm vải xây dựng, vật liệu cách nhiệt, băng rôn, mái nhà, nội thất ô tô, linh kiện máy bay, ghế ngồi, vỏ nệm, vỏ thiết bị điện tử, dây điện, cáp điện, đường hầm, và nhiều hơn nữa.
Một đám cháy cần ba yếu tố: nguồn nhiên liệu, oxy và nhiệt. Chất chống cháy can thiệp vào một hoặc nhiều phần của tam giác này, bằng cả phương pháp vật lý và hóa học.
Các cơ chế vật lý bao gồm:
Làm nguội chất nền xuống dưới nhiệt độ cháy của nó.
Tạo ra một rào cản (rắn hoặc khí) để ngăn chặn oxy
Thải khí trơ để làm loãng hơi dễ cháy.
Các cơ chế hóa học bao gồm:
Ngăn chặn các phản ứng gốc tự do trong pha khí
Khuyến khích sự hình thành lớp than giàu cacbon để cách nhiệt cho polyme.
Các chất chống cháy thương mại được sử dụng phổ biến nhất hiện nay bao gồm các hợp chất halogen hóa, chất phụ gia gốc phốt pho và nhiều oxit kim loại khác nhau.
| Kiểu | Đặc trưng | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|
| Halogen hóa | Hiệu quả cao và tiết kiệm chi phí; thường chứa brom hoặc clo. | Phụ tùng ô tô, vỏ thiết bị điện tử, màng PE, v.v. |
| Không chứa halogen | Thân thiện với môi trường; sử dụng phốt pho, nitơ hoặc hydroxit kim loại để tránh khói độc hại. | Nội thất phương tiện giao thông công cộng, vật liệu xây dựng xanh, thiết bị điện tử tiêu dùng, màng PET, v.v. |
| Đặc thù của hãng vận chuyển | Được pha chế dành riêng cho các loại nhựa cụ thể như Polyethylene (PE), Polypropylene (PP), Polyamide (Nylon), hoặc Polycarbonate (PC), Polyethylene Terephthalate (PET). | Ống dẫn điện, bó dây điện, vỏ pin lithium. |
Các hợp chất halogen hữu cơ—đặc biệt là các loại brom hóa—là chất chống cháy cho nhựa được sử dụng rộng rãi nhất. Chúng hoạt động bằng cách trung hòa các gốc tự do năng lượng cao tham gia vào quá trình đốt cháy, làm giảm đáng kể lượng khí nhiên liệu thải ra.
Các chất chống cháy chứa brom mang lại giá trị hiệu quả về chi phí. Chúng thường yêu cầu hàm lượng thấp hơn so với các hydroxit kim loại như ATH hoặc magie hydroxit và duy trì độ bền cơ học tốt trong polyme. Khả năng xử lý dễ dàng của chúng làm cho chúng đặc biệt phù hợp với màng polyetylen và polypropylen.
Các chất chống cháy clo hóa cũng phổ biến và thường được cung cấp dưới dạng parafin clo hóa hoặc cấu trúc vòng béo. Mặc dù rẻ hơn so với các loại brom hóa và có khả năng chống phân hủy do ánh sáng tốt hơn, nhưng chúng kém ổn định nhiệt hơn và có thể ăn mòn hơn trong quá trình gia công. Các chất phụ gia clo hóa vòng béo chịu được nhiệt độ cao hơn—lên đến khoảng 320°C—so với các loại parafin.
Cả chất chống cháy chứa brom và chất chống cháy chứa clo đều cần những người cộng hưởng, Ví dụ như antimon trioxit, kẽm borat hoặc kẽm molybdat. Các chất hiệp đồng hoạt động bằng cách tạo thành các hợp chất (ví dụ: antimon trihalua) giúp cải thiện khả năng ức chế gốc tự do, tăng cường hiệu quả của chất chống cháy halogen hóa.
Mặc dù một số hợp chất brom hóa đã bị xem xét kỹ lưỡng, các đánh giá của Liên minh Châu Âu—bao gồm cả các nghiên cứu được trích dẫn vào năm 2005—đã kết luận rằng decabromodiphenyl ether (decabrom) thương mại an toàn cho sức khỏe con người và được miễn trừ khỏi các hạn chế của RoHS.
Các chất chống cháy không chứa halogen được chia thành hai loại: chất tạo than gốc phốt pho Và chất phụ gia hấp thụ nhiệt oxit kim loại.
Các hợp chất phốt pho hữu cơ và vô cơ hoạt động theo nhiều cách khác nhau:
Trung hòa các gốc tự do trong quá trình cháy ở pha hơi.
Giải phóng axit photphoric dưới tác động của nhiệt, làm thay đổi quá trình phân hủy polyme.
Thúc đẩy quá trình hình thành than để ngăn chặn sự xâm nhập của oxy và nhiệt.
Mặc dù rất hiệu quả, các chất phụ gia phốt pho có thể bị phân hủy ở nhiệt độ ép đùn trên 400°F (≈204°C), có khả năng ảnh hưởng đến các đặc tính của polyme hoặc làm hỏng thiết bị xử lý.
Nhôm trihydrat (ATH) và magie hydroxit là những lựa chọn không chứa halogen phổ biến nhất.
ATH Nó phân hủy ở nhiệt độ 180–200°C, hấp thụ nhiệt và tạo thành oxit nhôm. Nó rẻ tiền và có nhiều trong tự nhiên nhưng chỉ có thể sử dụng ở nhiệt độ chế biến thấp hơn.
Magie hydroxit Phân hủy ở nhiệt độ khoảng 300°C và đáp ứng các yêu cầu quy định nghiêm ngặt. Tuy nhiên, cả hai vật liệu đều yêu cầu hàm lượng cao—đôi khi lên đến 65%—điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền cơ học và khả năng gia công.
Các loại hóa chất chống cháy khác bao gồm hợp chất boron, melamine, amoni sulfamate và các công nghệ mới nổi như nanoclay và các chất phụ gia gốc silicon nhằm mục đích mang lại khả năng chống cháy với hàm lượng chất phụ gia thấp hơn.
Các hạt nhựa chống cháy thường được chế tạo để phù hợp với đặc tính lưu biến và phân tử của polyme cơ bản. Liều lượng khuyến cáo phụ thuộc vào mức độ chống cháy yêu cầu.
Đối với polyolefin:
10–14% Việc bổ sung masterbatch thường đáp ứng UL 94 V-2
18–20% thường cần thiết cho UL 94 V-0
Đạt được xếp hạng V-0 dễ dàng hơn với polyme có trọng lượng phân tử cao và chỉ số chảy thấp. Vì polyolefin có xu hướng nhỏ giọt khi cháy, việc thêm các chất độn như đất sét có thể giúp giảm thiểu hiện tượng nhỏ giọt—mặc dù điều này có thể làm giảm hiệu quả của các chất chống cháy halogen hóa.
Việc lựa chọn hệ thống chống cháy phù hợp đòi hỏi phải trả lời một số câu hỏi quan trọng:
Loại nào được phép sử dụng — có halogen hay không có halogen?
Những tiêu chuẩn nào được áp dụng? UL 94, E 84, MVSS, ASTM, VW-1, v.v.
Cần phân loại như thế nào? V-2, V-1 hoặc V-0 cho UL-94
Các đặc tính cơ học có quan trọng không? (ví dụ: độ bền kéo, độ giãn dài)
Hiện tượng "nở hoa" có gây rủi ro cho các quy trình như niêm phong hoặc in ấn không?
Khả năng chống tia cực tím có quan trọng không? Sản phẩm có bị tiếp xúc với ánh nắng mặt trời không?
Nếu bạn cần hạt chống cháy Để biết thêm chi tiết về đơn đăng ký của bạn, vui lòng liên hệ nhà cung cấp hạt nhựa chống cháy Để cung cấp cho bạn giải pháp chống cháy.
Đánh giá khả năng bắt lửa và hiện tượng nhỏ giọt của các polyme được sử dụng trong thiết bị điện tử và đồ gia dụng. Các mẫu được đốt hai lần, mỗi lần 10 giây, và thời gian cháy cũng như hiện tượng nhỏ giọt được ghi lại.
Các xếp hạng bao gồm:
V-0: Ngọn lửa tắt trong vòng ≤10 giây; không nhỏ giọt gây cháy bông.
V-1: Ngọn lửa cháy sau ≤30 giây; bông không bắt lửa.
V-2: Tương tự như V-1, nhưng nhỏ giọt làm cháy bông thì được phép.
Đo nồng độ oxy tối thiểu cần thiết để duy trì sự cháy.
Được sử dụng để đánh giá vật liệu trong hệ thống ống dẫn khí.
Đánh giá sự lan truyền ngọn lửa trong màng phim và vải bằng cách sử dụng các thử nghiệm ngọn lửa nhỏ và lớn.
Xác định tốc độ lan truyền lửa và sự phát sinh khói của vật liệu xây dựng trên các bề mặt tiếp xúc.
Yêu cầu các vật liệu nội thất ô tô phải cháy với tốc độ <4 inch/phút để đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn.
Tìm hiểu thêm kiến thức và xu hướng trong ngành masterbatch từ blog của chúng tôi.
Masterbatch trung hòa mùi là một giải pháp tiên tiến được thiết kế để hấp thụ và giảm thiểu các mùi không mong muốn phát ra từ các polyme tái chế và các sản phẩm tiếp xúc với độ ẩm và độ ẩm không đổi.
Trong lĩnh vực sản xuất, việc đạt được màu sắc rực rỡ và nhất quán trong các sản phẩm làm từ nhựa là điều tối quan trọng và vai trò của hạt màu là trọng tâm của quy trình này.
Masterbatch đen, một loại phụ gia có nồng độ carbon đen cao từ 15% đến 50%, chiếm vị trí trung tâm trong blog tập trung vào ngành này. Chúng ta sẽ tìm hiểu vai trò của nó trong việc truyền màu đen cho nhiều loại vật dụng hàng ngày và khám phá những lợi ích mà nó mang lại.
Chúng tôi cung cấp các giải pháp masterbatch chất lượng cao, nhất quán và tiết kiệm chi phí. Di sản 26 năm về độ tin cậy, sự đổi mới và tính bền vững.
©2023. Nhà sản xuất Masterbatch đã đăng ký Bản quyền.
Đội của chúng tôi sẽ gửi lại ưu đãi tốt nhất trong vòng 20 phút.