تعديل مثبطات اللهب وتطبيق اللدائن المرنة بالحرارة

تعديل مثبطات اللهب وتطبيق اللدائن المرنة بالحرارة

I. مثبطات اللهب من اللدائن البلاستيكية الحرارية البولي أوليفين

ثانيا. مثبطات اللهب من اللدائن البلاستيكية الحرارية الستيرينية

ثالثا. مثبطات اللهب من اللدائن البولي يوريثين

رابعا. مثبطات اللهب من اللدائن البلاستيكية الحرارية كلوريد الفينيل

V. مثبطات اللهب من اللدائن البوليستر TPEE

سادسا. خاتمة

بالنسبة للبوليمرات، بالإضافة إلى الخواص الميكانيكية وخصائص التعتيق، تعد خصائص مثبطات اللهب مؤشرًا مهمًا للغاية.

بدأت الدول الصناعية المتقدمة في تعديل مثبطات اللهب البوليمرية في وقت سابق، وإنتاج وتطبيق مواد البوليمر مثبطات اللهب، والصين في هذا الصدد والدول المتقدمة لديها فجوة كبيرة. في السنوات الأخيرة، التطور السريع لـ TPE في الصين ومتطلبات مثبطات اللهب، مما جعل اللدائن البلاستيكية الحرارية المثبطة للهب تصبح نقطة ساخنة في مجال أبحاث المواد.

أنواع اللدائن المرنة بالحرارة أكثر، ويتم تطبيقها في المواد المقاومة للهب، في الوقت الحاضر، المزيد من الأبحاث في الداخل والخارج هي بشكل رئيسي البولي أوليفينات والستيرينات والبولي يوريثين واللدائن البوليستر واللدائن البلاستيكية كلوريد البوليفينيل وما إلى ذلك.

1. مثبطات اللهب من اللدائن البلاستيكية الحرارية البولي أوليفين

يتكون المطاط الصناعي لدن بالحرارة من البولي أوليفين من المطاط وراتنج البولي أوليفين. عادةً ما يكون لتحضير اللدائن البلاستيكية الحرارية من البولي أوليفين عمليتان: طريقة المزج الميكانيكية وطريقة الفلكنة الديناميكية.

يتمتع المطاط الصناعي لدن بالحرارة من البولي أوليفين بمقاومة ممتازة للتآكل، ومقاومة الطقس، وتكلفة أقل، ويمكن أن يحل محل المطاط المبركن بالحرارة، وله ميزة تنافسية قوية.

• مثبطات اللهب TPO المخلوطة البسيطة

تعد أبحاث مثبطات اللهب ذات المزج البسيط TPO أكثر شمولاً، وعادةً ما تستخدم مزج EPDM/PP أو POE/PP، وينقسم نظام مثبطات اللهب إلى نظام مهلجن ونظام مثبطات اللهب خالي من الهالوجين.

نظام مثبطات اللهب الهالوجين الذي يستخدم الإيثان ثنائي الفينيل العشاري البروم ونظام مركب ثالث أكسيد الأنتيمون كمثبط للهب، وثالث أكسيد الأنتيمون ومثبطات اللهب المهلجنة يشتركان في تأثير تآزري، أولاً وقبل كل شيء، التحلل الحراري للمواد العضوية المحتوية على الهالوجين لإنتاج هاليد الهيدروجين، و {[t1] } التوليف لتوليد ثلاثي هاليد الأنتيمون، مع هاليد الهيدروجين مع عرض خصائص مثبطات اللهب.

نظام مثبطات اللهب الخالي من الهالوجين TPO هو مثبطات لهب غير عضوية (مركبات هيدروكسيد)، والمبدأ هو أن أكاسيد المعادن المائية سيتم إطلاقها بعد حرارة الماء البلوري، وامتصاص كمية كبيرة من الحرارة، وبالتالي منع ارتفاع درجة حرارة البوليمر، منع الاحتراق المتأخر. وفي الوقت نفسه، يمكن لعدد كبير من تفاعلات تحلل الجفاف لبخار الماء تخفيف الغازات القابلة للاشتعال، للعب تأثير مثبط للهب.

ومع ذلك، يحتاج هذا النوع من مثبطات اللهب إلى إضافة كمية كبيرة نسبيًا، فكلما كانت الإضافة أكبر، انخفضت قوة التأثير، من خلال تعديل السطح لمثبطات اللهب غير العضوية يمكن الحصول على الأداء المثالي لمواد TPO مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين منخفضة التكلفة. .

بالإضافة إلى ذلك، هناك اختبارات ذات صلة تظهر أن مثبطات اللهب من مركب الفوسفور والنيتروجين لها تأثير مثبطات اللهب الهجين TPO جيد نسبيًا أيضًا، وكمية المادة المضافة بالنسبة إلى الهيدروكسيد أقل بكثير من نفس المستوى من مثبطات اللهب. يمكن تحقيق الأداء، ويكون التأثير على الخواص الفيزيائية للمادة صغيرًا نسبيًا أيضًا، مثل:

نظام تركيب بيبرازين بيروفوسفات وميلامين بولي فوسفات (MPP)، أو نظام مركب هيبوفوسفيت الألومنيوم العضوي وسيانورونات الميلامين (MCA)، أو نظام مركب هيدروكسيد غير عضوي وفوسفور-نيتروجين مشترك بشكل تآزري، مما يقلل من كمية إضافات مثبطات اللهب غير العضوية لتحسين أداء المادة يمكن إعدادها لتلبية متطلبات الأنواع المختلفة من مواد مزج TPO المثبطة للهب.

تُستخدم المواد المخلوطة TPO المقاومة للهب على نطاق واسع في قطع غيار السيارات، والأجهزة الإلكترونية والكهربائية، والأغلفة الوظيفية، والأرضيات، بالإضافة إلى تغليف الأسلاك والكابلات والأسلاك المعزولة.

• مثبطات اللهب TPO (TPV) المفلكنة ديناميكيًا

يعد ظهور طريقة الفلكنة الديناميكية علامة فارقة مهمة في تطوير اللدائن المرنة بالحرارة، وتعد أبحاث مثبطات اللهب إحدى النقاط الساخنة الحالية. نظرًا لنظام الفلكنة الديناميكي الخاص به، والذي يمنحه أداءً شاملاً ممتازًا.

تحضير الفلكنة الديناميكية لـ TPO (TPV) للصيغة الأساسية: أجزاء PP 30، EPDM (مملوء بالنفط) 70 جزءًا، بيروكسيد ثنائي البروبيلين (DCP) 1 ~ 1.5 أجزاء، التلك متناهية الصغر (أو مثبطات اللهب) كمية مناسبة من الإضافات الأخرى المناسبة كمية.

اختيار مثبطات اللهب: مثبطات اللهب باستخدام هيدروكسيد المغنيسيوم كعنصر رئيسي، مع استخدام إيثان ثنائي الفينيل العشاري البروم وثالث أكسيد الأنتيمون؛ تستخدم مثبطات اللهب غير المهلجنة عمومًا هيدروكسيد المغنيسيوم وهيدروكسيد الألومنيوم وفوسفات ثنائي إيثيل الألومنيوم وما إلى ذلك.

يستخدم TPV على نطاق واسع في قطع غيار السيارات والأجهزة الإلكترونية والكهربائية والسلع الاستهلاكية والبناء وغيرها من المجالات، على وجه التحديد مواد ختم السيارات وأنظمة محركات السيارات وأجزاء الفرامل وكاتم الصوت وأغلفة البطاريات وعزل وتغليف الأسلاك والكابلات والسلع المنزلية / المستلزمات الطبية التعبئة والتغليف.

2. مثبطات اللهب من اللدائن البلاستيكية الحرارية الستيرينية

اللدائن البلاستيكية الحرارية الستيرينية عبارة عن بوليمرات مشتركة من البوليسترين والمطاط (البوتادين، الأيزوبرين، البيوتين/الإيثيلين، البيوتين/البروبيلين) وتعديلاتها. تتمتع اللدائن البلاستيكية الحرارية الستيرينية بقوة شد ممتازة، ومعامل عالي للاحتكاك السطحي، وخصائص جيدة لدرجات الحرارة المنخفضة، وخصائص كهربائية ممتازة، وخصائص معالجة جيدة.

اختيار مثبطات اللهب:

توجد أنظمة مهلجنة لاختيار مركب عشاري البروم ثنائي الفينيل الإيثان ومركب ثالث أكسيد الأنتيمون؛ تختار الأنظمة الخالية من الهالوجين عمومًا سيانورات الميلامين (MCA)، وبولي فوسفات الميلامين (MPP)، وهيبوفوسفيت الألومنيوم العضوي ثنائي إيثيل، وبيروفوسفات البيبرازين، وهيبوفوسفيت الألومنيوم غير العضوي، وعامل تشكيل الفحم تريازين وما إلى ذلك.

حيث أن مادة SEBS، المادة الخام من اللدائن الستيرينية، تحتاج إلى ملؤها بعدد معين من المرات من الزيت الأبيض أو زيت النفثينيك لضبط الصلابة والشعور وتقليل درجة حرارة المعالجة، وهذه الزيوت لها تأثير كبير على خصائص مثبطات اللهب لذا اختر نظام مثبطات اللهب المناسب والكمية المناسبة من مثبطات اللهب، وSEBS بالوزن الجزيئي المناسب لتلبية المتطلبات.

من أجل تحسين الصلابة والقوة، من الضروري إضافة كمية معينة من مادة البولي بروبيلين والبوليسترين وPOE وغيرها من الراتنجات عالية القوة. بالإضافة إلى ذلك، من أجل تحسين مقاومة درجة حرارة المعالجة وأداء شيخوخة المادة، من الضروري أيضًا إضافة بعض مضادات الأكسدة. يمكن لمشتت التشحيم اختيار مسحوق السيليكون، ماستر السيليكون، EBS، شمع PE، أميد حمض الإيروسيك، أميد حمض الأوليك، وما إلى ذلك، زيوت التشحيم السائلة باستخدام زيت السيليكون، وما إلى ذلك، يجب الانتباه إلى نوع المواد المضافة وكمية المواد المضافة حتى لا يكون هناك هطول الأمطار.

الصيغة الأساسية لمثبطات اللهب TPE:

SEBS + زيت أبيض (زيت النفثينيك) + PP + POE + SEBS المطعمة + حشو + مثبطات اللهب + مضادات الأكسدة + الأشعة فوق البنفسجية + عامل مضاد للنحاس + عامل انزلاق + أصباغ.

• مادة غطاء TPE مقاومة للهب خالية من الهالوجين لكابلات البيانات

طريقة التشكيل بالبثق: يجب أن تكون المادة سهلة التلدين في درجات حرارة منخفضة، والمواد الطرفية المقاومة للهب بسبب إضافة المزيد من مثبطات اللهب، ستؤثر على مظهر البثق، إذا تسبب التلدين السيئ في حدوث ثقوب وأكياس منتفخة وشوائب وبقع بيضاء، إلخ. ، وبالتالي فإن تصميم التركيبة ومتطلبات معدات الخلط أعلى، واستخدام معدات عزم الدوران العالي القص لأداء المواد المقاومة للهب أفضل، وخاصة سلك TPE المثبط للهب يحتاج تصميم صياغة المواد إلى الاهتمام بأداء التشقق والشيخوخة على المدى الطويل.

التطبيقات: تغليف كابلات بيانات الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، والكابلات المعزولة، وكابلات الطاقة، وكابلات تغليف كومة الشحن، وما إلى ذلك.

• مادة قابس TPE مثبطات اللهب خالية من الهالوجين من فئة الحقن

يحتاج صب حقن TPE المثبط للهب إلى استخدام نقطة انصهار منخفضة ومجموعة مواد عالية السيولة، وبالتالي كلما زادت خصائص مثبطات اللهب، يكون لتعديل الصلابة المقابل والخواص الميكانيكية أيضًا تأثير أكبر، في الوقت الحاضر، بشكل عام تطبيق مثبطات اللهب الخالي من الهالوجين. النظام، بما يتماشى مع معايير ROHS2.0 و Reach للتحكم البيئي.

التطبيقات: شحن رأس USB لكابل البيانات، ومقابس سلك الطاقة

3. مثبطات اللهب من اللدائن البولي يوريثين

عادة ما يتم بلمرة اللدائن البلاستيكية المصنوعة من مادة البولي يوريثين بالحرارة من البوليولات قليلة القسيمات والأيزوسيانات وموسعات السلسلة/الوصلات المتشابكة وكميات صغيرة من المواد المضافة، وتصنف على أنها أنواع بوليستر وبولي إيثر.

إن اللدائن البولي يوريثين هي نوع من بلمرة الكتلة، وتتكون عمومًا من سلسلة طويلة مرنة من البوليول تشكل الجزء الناعم، مع ثنائي إيزوسيانات وموسع السلسلة يشكل الجزء الصلب. تحتوي السلسلة الجزيئية من مادة البولي يوريثين المرنة على عدد كبير من مجموعات إستر الأمونيا ومجموعات الأثير والإستر واليوريا، مع روابط هيدروجينية قوية.

من خلال العديد من الإيثرات والإسترات، يمكن أن يكون أداء الصيغة مختلفًا جدًا لأصناف المطاط الصناعي من مادة البولي يوريثين. الأربعينيات، كانت ألمانيا والمملكة المتحدة أول من قام بتطويرها، وفي نهاية السبعينيات، بدأت الصين رسميًا الإنتاج الضخم. مع مقاومة ممتازة للتآكل، والشفافية، ومقاومة التعب.

مادة مثبطة للهب من المطاط الصناعي من نوع البوليستر يمكن أن تلبي متطلبات مثبطات اللهب، وغالبًا ما يحتاج المطاط الصناعي من نوع البولي إيثر TPU إلى إضافة المزيد من مثبطات اللهب لتلبية متطلبات مثبطات اللهب، وبالتالي فإن التأثير على الأداء كبير نسبيًا، خاصة مثبطات اللهب ليست مقاومة للتحلل المائي، وسهلة الترسيب، وتحتاج إلى تعديل من خلال الصيغة لتحسين الخواص الميكانيكية ومتطلبات الشيخوخة.

اختيار مثبطات اللهب: يحتوي نظام مثبطات اللهب غير المهلجنة عمومًا على هيدروكسيد المغنيسيوم، وهيدروكسيد الألومنيوم، وسيانورات الميلامين (MCA)، وهيبوفوسفيت الألومنيوم العضوي ثنائي إيثيل، وهيبوفوسفيت الألومنيوم غير العضوي، ومثبطات لهب الفوسفات.

تركيبة أساسية من مادة TPU المقاومة للهب:

• TPU (بوليستر) 80 ~ 90 جزءًا + مُتوافق + مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين 8 ~ 12 جزءًا + شمع (كمية مناسبة) + عامل للأشعة فوق البنفسجية + مضاد للأكسدة

• TPU (بولي إيثر) 60 ~ 70 جزءًا + مُتوافق + مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين 30 ~ 35 جزءًا + شمع (كمية مناسبة) + عامل للأشعة فوق البنفسجية + مضاد للأكسدة

تتم إضافة مثبطات اللهب من نوع البولي إيثر TPU بشكل أكبر، ويوصى باستخدام معالجة الأصبغة الرئيسية المثبطة للهب.

التطبيقات: أسلاك وكابلات الاتصالات، وتغليف أكوام الشحن، والكابلات البحرية والكابلات الأخرى، إلخ.

4. مثبطات اللهب من اللدائن البلاستيكية الحرارية كلوريد الفينيل

إن المطاط الصناعي اللدن بالحرارة المقاوم للهب من كلوريد الفينيل (TPVC) عبارة عن معدل مثبط للهب من مادة PVC مع مقاومة جيدة للطقس ومقاومة للخدش وملمس ناعم وسعر منخفض، والذي يستخدم على نطاق واسع في الصين. من خلال أحدث تقنيات مزج PVC يمكن الحصول على لينة ومنخفضة - قوالب نمطية للضغط ولها مقاومة جيدة للتآكل الكيميائي، يتمتع هذا الخليط بمرونة أفضل في درجات الحرارة المنخفضة مقارنة بمواد TPE العادية، ويمكن تحويله إلى مواد مثبطة للهب.

اعتمادًا على طريقة نقل المرونة الشبيهة بالمطاط إلى PVC، يتوفر TPVC في أنواع البلمرة العالية والربط المتقاطع والسبائك. يتوفر PVC من مجموعة واسعة من المصادر ومتوفر محليًا بأسعار منخفضة. لقد وجد أن NBR و PVC لهما معاملات ذوبان مماثلة، قطبية مماثلة، توتر سطحي قريب وتوافق جيد. تتمتع اللدائن البلاستيكية الحرارية NBR/PVC المحضرة بواسطة تقنية الفلكنة الديناميكية بخصائص فيزيائية وكيميائية جيدة، وبالتالي هناك اهتمام كبير بمثل هذه اللدائن.

وفقًا للأدبيات ذات الصلة، قام Peng وغيره من أنظمة NBR/PVC من اللدائن البلاستيكية الحرارية على مثبطات اللهب والمعالجة الاستاتيكية للبحث، وطريقة الفلكنة الديناميكية لإعداد مثبطات اللهب، والخصائص الاستاتيكية لمزيج NBR/PVC من اللدائن المرنة بالحرارة، ووجدت أن إن صياغة نسبة الخلط بين المطاط والبلاستيك وكمية حشو أسود الكربون وكمية حشو هيدروكسيد الألومنيوم وكمية عامل الارتباط المتشابك لها تأثير أكبر على أداء اللدائن، فإن العودة إلى التكرير لها تأثير ضئيل على أداء اللدائن، وكمية عامل التشابك لها تأثير كبير على أداء اللدائن. وقد وجد أن نسبة الخلط بين المطاط والبلاستيك، وكمية حشوة أسود الكربون، وكمية حشوة هيدروكسيد الألومنيوم، وكمية عامل الارتباط المتقاطع في التركيبة كان لها تأثير أكبر على أداء اللدائن، بينما كان للتكرير تأثير أكبر على أداء اللدائن، بينما كان للتكرير تأثير أكبر على أداء اللدائن. تأثير ضئيل على أداء اللدائن.

راتنجات PVC نفسها مثبطات للهب جيدة نسبيًا، يمكن أن يصل مؤشر الأكسجين إلى 36٪، ولكن بسبب إضافة الملدنات لتأثير مثبطات اللهب، يمكن أن تتضاعف مع مثبطات اللهب الأخرى يمكن أن تكون متطلبات أعلى لخصائص مثبطات اللهب، يمكن أن تتفاقم مع هيدروكسيد المغنيسيوم مثبطات اللهب، هيدروكسيد الألومنيوم، ديكابروم ثنائي فينيل إيثيلين، ثالث أكسيد الأنتيمون، بورات الزنك وما إلى ذلك. يمكن أيضًا استخدام أنهيدريد إستر (B45-Z) لاستبدال بعض الملدنات، وقد تم تحسين مؤشر الأكسجين بشكل كبير، ولكن الكثافة ستزداد أيضًا، ويرجع ذلك إلى المركبات المحتوية على البروم ذات الثقل النوعي (B45-Z) الثقل النوعي 1.545، في حين أن الثقل النوعي لـ DOTP أقل من 1).

يتم استخدام اللدائن TPVC في مجموعة واسعة من التطبيقات، والأرضيات، والأسلاك والكابلات، وخطوط تغليف الأكوام، وأختام الأبواب والنوافذ، وما إلى ذلك. ومع ذلك، مع المزيد والمزيد من الأبحاث حول TPEs المثبطة للهب، فإن العديد من هذه التطبيقات تحتاج إلى هالوجين. خالية، وقد تم استبدالها الآن بأجهزة TPE المقاومة للهب.

5. مثبطات اللهب من اللدائن البوليستر TPEE

إلاستومر البوليستر الحراري، والمختصر بـ TPEE، عبارة عن بوليمر مشترك يحتوي على شرائح صلبة من البوليستر وشرائح ناعمة من البولي إيثر. شرائح صلبة وناعمة من TPEE للفصل على مرحلتين بين البنية المجهرية، حيث يكون الجزء الصلب للبوليستر العطري، بشكل عام حمض تيريفثاليك؛ شرائح ناعمة من بولي إيثر بولي تتراهيدروفوران والبوليستر الأليفاتي وهما الأكثر شيوعًا، مع قوة متميزة ومقاومة درجات الحرارة العالية، وهي أداء شامل لللدائن البلاستيكية الهندسية.

الميزة الأكثر أهمية لـ TPEE هي إجهاد الشد تحت ضغط منخفض مقارنة بنفس صلابة منتجات البوليمر الأخرى، لذلك يمكن جعل سمك جدار أجزائه أرق، وصلابة درجات الحرارة المنخفضة، والمقاومة الكيميائية، ومقاومة الزيت ممتازة، ولها خصائص عزل كهربائي جيدة. .

في السنوات الأخيرة، مع التوسع في تطبيقات TPEE، أصبحت متطلبات مثبطات اللهب مرتفعة بشكل متزايد، وحتى ظهر السوق على مواد TPEE المثبطة للهب المتشابكة للإشعاع للأسلاك والكابلات ومنفاخ الحزام المقاوم للزيت.

في هذه المرحلة، يعد تعديل مثبطات اللهب المحلي TPEE نادرًا نسبيًا، ولا يزال نظام مثبطات اللهب الشائع أو مثبطات اللهب المحتوية على الهالوجين يحتل حصة كبيرة من السوق، وكمية المواد المضافة منخفضة، والخصائص الميكانيكية لـ TPEE وخصائص أخرى تأثير قليل. ومع ذلك، نظرًا للطلب على مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين، فإن تطوير TPEE الخالي من الهالوجين هو أيضًا اتجاه بحثي جديد، وخاصة ثنائي إيثيل الألومنيوم هيبوفوسفيت، هيبوفوسفيت الألومنيوم غير العضوي، مثبطات اللهب غير العضوية المعتمدة على الهيدروكسيد والخالية من الهالوجين على الخواص الميكانيكية لـ TPEE لها تأثير أكبر على الخواص الميكانيكية لـ TPEE، إذا كانت متطلبات مستوى مثبطات اللهب إلى V0 أو VW-1 أو شديدة نادر.

التطبيقات: الأسلاك والكابلات، وتغليف الحزام والمنفاخ، وما إلى ذلك.

خاتمة

مع زيادة الاستثمار في البحث والتطوير لللدائن المرنة بالحرارة المقاومة للهب، سيتم استخدام أنواع مختلفة من اللدائن المرنة بالحرارة المقاومة للهب بشكل متزايد في مختلف الصناعات وستلعب دورًا مهمًا.

خاصة سيارات الطاقة الجديدة والصناعات الأخرى لتحسين متطلبات مثبطات اللهب للمواد، ومواد البوليمر المثبطة للهب لجميع أنواع المتطلبات العالية، وبالتالي فإن تطوير تقنيات جديدة ومواد جديدة لللدائن المرنة بالحرارة مثبطات اللهب هي أيضًا نقطة ساخنة قلق كبير في الوقت الحاضر.

بما أن اللدائن البلاستيكية الحرارية تستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات، فإن هناك طلبًا متزايدًا على خصائصها المقاومة للهب. مع تراكمها التقني العميق في مجال مثبطات اللهب، قامت شركة YINSU Flame Retardant Company بتطوير سلسلة من منتجات مثبطات اللهب المطاطية. وتشمل هذه المنتجات ADP عالي الكفاءة، خليط الفسفور الأحمر الذي يوفر تأثيرًا ممتازًا لتثبيط اللهب، ومركب الفوسفور الأحمر لتثبيط اللهب بأداء ممتاز. بالإضافة إلى ذلك، قدمت YINSU أيضًا عوامل استبدال ثالث أكسيد الأنتيمون، والتي تم تصميمها لتوفير حلول مثبطات اللهب أكثر صديقة للبيئة وكفاءة.

لا تلبي هذه المنتجات المبتكرة طلب السوق على المواد المقاومة للهب عالية الأداء فحسب، بل توفر أيضًا ضمانًا قويًا للتطبيق الآمن للمواد المرنة. أصبحت منتجات YINSU Flame Retardant، بأدائها الممتاز ومزاياها البيئية، الاختيار الجديد في صناعة مثبطات اللهب تدريجيًا.