È possibile che i ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto raggiungano la classificazione V0 nella gomma siliconica?

È possibile che i ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto raggiungano la classificazione V0 nella gomma siliconica?

Quando i clienti chiedono informazioni sull'utilizzo di solo ipofosfito di alluminio (AHP) o di combinazioni di AHP + MCA per la resistenza alla fiamma senza alogeni nella gomma siliconica al fine di raggiungere la classificazione V0, la risposta è affermativa, ma sono necessari aggiustamenti del dosaggio in base ai requisiti di resistenza alla fiamma. Di seguito sono riportate raccomandazioni specifiche per diversi scenari:

1. Utilizzo del solo ipofosfito di alluminio (AHP)

Scenari di applicazione: Per i requisiti UL94 V-1/V-2 o per applicazioni sensibili alle fonti di azoto (ad esempio, per evitare effetti schiumogeni da MCA che potrebbero alterare l'aspetto).

Formulazione consigliata:

• Gomma di base: gomma siliconica metilvinilica (VMQ, 100 phr)
• Ipofosfito di alluminio (AHP): 20–30 phr
  • Alto contenuto di fosforo (40%); 20 phr forniscono circa l'8% di contenuto di fosforo per la resistenza alla fiamma di base.
  • Per UL94 V-0, aumentare a 30 phr (potrebbe influire sulle proprietà meccaniche).
• Cariche di rinforzo: silice pirogenica (10–15 phr, mantiene la resistenza)
• Additivi: Olio di silicone idrossilato (2 phr, migliora la lavorabilità) + agente indurente (perossido o sistema al platino)

Caratteristiche:

• Il processo AHP da solo si basa sulla resistenza alla fiamma in fase condensata (formazione di carbonio), migliorando significativamente l'indice di ossigeno (LOI) della gomma siliconica, ma con una soppressione del fumo limitata.
• Un dosaggio elevato (>25 phr) può aumentare la durezza del materiale; l'aggiunta di 3-5 phr di borato di zinco può migliorare la qualità dello strato carbonizzato.

2. Combinazione AHP + MCA

Scenari di applicazione: requisiti UL94 V-0, con l'obiettivo di ottenere un basso dosaggio di additivi e una sinergia tra ritardanti di fiamma in fase gassosa.

Formulazione consigliata:

• Gomma di base: VMQ (100 phr)
• Ipofosfito di alluminio (AHP): 12–15 phr
  • Fornisce una fonte di fosforo e favorisce la formazione di carbone.
• MCA: 8–10 phr
  • La fonte di azoto agisce in sinergia con l'AHP (effetto PN), rilasciando gas inerti (ad esempio, NH₃) per sopprimere la propagazione della fiamma.
• Carico di rinforzo: silice pirogenica (10 phr)
• Additivi: agente di accoppiamento silanico (1 phr, migliora la dispersione) + agente indurente

Caratteristiche:

• Dosaggio totale di ritardante di fiamma: ~20–25 phr, significativamente inferiore rispetto al solo AHP.
• L'MCA riduce il dosaggio di AHP ma può influire leggermente sulla trasparenza (si consiglia il nano-MCA se è richiesta la trasparenza).

3. Confronto dei parametri chiave

4. Raccomandazioni sperimentali

1. Test prioritario per AHP + MCA (15+10 phr): se si raggiunge V-0, ridurre gradualmente AHP (ad esempio, 12+10).
2. Verifica AHP da sola: iniziare con 20 phr, aumentare di 5 phr per test per valutare LOI e UL94, monitorando le variazioni delle proprietà meccaniche.
3. Esigenze di soppressione del fumo: aggiungere 3–5 phr di borato di zinco alle formulazioni sopra indicate per ridurre il fumo senza compromettere la resistenza alla fiamma.

5. Alcuni polifosfati di ammonio rivestiti

Abbiamo alcuni clienti che utilizzano con successo TF-201G per la gomma siliconica.

Per un'ulteriore ottimizzazione, si consiglia di incorporare piccole quantità di idrossido di alluminio (10-15 phr) per ridurre i costi complessivi, sebbene ciò aumenti il ​​contenuto totale di riempitivo.

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