Fórmula retardante de llama sin halógenos PBT

Fórmula retardante de llama sin halógenos PBT

Para desarrollar un sistema retardante de llama (FR) libre de halógenos para PBT, es esencial equilibrar la eficiencia del retardo de llama, la estabilidad térmica, la compatibilidad de la temperatura de procesamiento y las propiedades mecánicas.

I. Combinaciones de retardantes de llama básicos

1. Hipofosfito de aluminio + MCA (cianurato de melamina) + borato de zinc

Mecanismo:

• Hipofosfito de Aluminio (Estabilidad térmica > 300°C): Promueve la formación de carbón en la fase condensada y libera radicales PO· en la fase gaseosa para interrumpir las reacciones en cadena de combustión.
• MCA (temperatura de descomposición ~300 °C): la descomposición endotérmica libera gases inertes (NH₃, H₂O), diluyendo los gases inflamables y suprimiendo el goteo de la masa fundida.
• Borato de zinc (temperatura de descomposición > 300 °C): mejora la formación de carbón vítreo, reduciendo el humo y el resplandor.

Proporción recomendada:
Hipofosfito de Aluminio (10-15%) + MCA (5-8%) + Borato de Zinc (3-5%).

2. Hidróxido de magnesio modificado superficialmente + hipofosfito de aluminio + fosfinato orgánico (p. ej., ADP)

Mecanismo:

• Hidróxido de magnesio modificado (temperatura de descomposición ~300 °C): el tratamiento de superficie (silano/titanato) mejora la dispersión y la estabilidad térmica al tiempo que absorbe el calor para reducir la temperatura del material.
• Fosfinato orgánico (por ejemplo, ADP, estabilidad térmica > 300 °C): retardante de llama en fase gaseosa altamente eficaz, que actúa en sinergia con sistemas de fósforo y nitrógeno.

Proporción recomendada:
Hidróxido de magnesio (15-20%) + Hipofosfito de aluminio (8-12%) + ADP (5-8%).

II. Sinergistas opcionales

• Nano arcilla/talco (2-3%): mejora la calidad del carbón y las propiedades mecánicas al tiempo que reduce la dosis de FR.
• PTFE (Politetrafluoroetileno, 0,2-0,5%): Agente antigoteo para evitar quemaduras por gotas.
• Polvo de silicona (2-4%): promueve la formación de carbón denso, mejorando la resistencia al fuego y el brillo de la superficie.

III. Combinaciones a evitar

• Hidróxido de aluminio: se descompone a 180-200 °C (por debajo de la temperatura de procesamiento de PBT de 220-250 °C), lo que provoca una degradación prematura.
• Hidróxido de magnesio sin modificar: requiere tratamiento de superficie para evitar la aglomeración y la descomposición térmica durante el procesamiento.

IV. Recomendaciones para optimizar el rendimiento

1. Tratamiento de superficies: utilice agentes de acoplamiento de silano sobre hidróxido de magnesio y borato de zinc para mejorar la dispersión y la unión interfacial.
2. Control de temperatura de procesamiento: asegúrese de que la temperatura de descomposición del FR sea > 250 °C para evitar la degradación durante el procesamiento.
3. Equilibrio de propiedades mecánicas: incorporar nanorellenos (por ejemplo, SiO₂) o endurecedores (por ejemplo, POE-g-MAH) para compensar la pérdida de resistencia.

V. Ejemplo típico de formulación

VI. Parámetros clave de prueba

• Retardancia a la llama: UL94 V-0 (1,6 mm), LOI > 35 %.
• Estabilidad térmica: Residuos de TGA > 25% (600°C).
• Propiedades mecánicas: Resistencia a la tracción > 45 MPa, impacto con entalla > 4 kJ/m².

Optimizando las proporciones se puede lograr un sistema retardante de llama libre de halógenos eficiente manteniendo al mismo tiempo el rendimiento general del PBT.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com