Formulazione di riferimento per materie plastiche termoplastiche in PVC ignifugo V-0

Formulazione di riferimento per materie plastiche termoplastiche in PVC ignifugo V-0

Per ottenere una classificazione di resistenza al fuoco V-0 (secondo gli standard UL-94) nei materiali termoplastici in PVC, l'ipofosfito di alluminio e l'acido borico sono due ritardanti di fiamma comunemente utilizzati. I loro livelli di aggiunta devono essere ottimizzati in base alla formulazione specifica, alle condizioni di lavorazione e ai requisiti prestazionali. Di seguito sono riportati alcuni consigli e intervalli di riferimento:

1. Livello di aggiunta di ipofosfito di alluminio

L'ipofosfito di alluminio è un efficace ritardante di fiamma a base di fosforo, adatto ai materiali in PVC. Inibisce la combustione formando uno strato protettivo di fosfato e rilasciando gas di acido fosforico.

• Livello di aggiunta consigliato: 15–25 ore(parti per cento parti di resina)
• Per il PVC standard, aggiungendo circa20 giornidell'ipofosfito di alluminio raggiunge in genere un grado di resistenza alla fiamma V-0.
• Per ottenere una maggiore resistenza alla fiamma, è possibile aumentare il dosaggio, ma è necessario considerare l'impatto sulle proprietà meccaniche.
• Precauzioni:
• Un eccesso di ipofosfito di alluminio può ridurre le prestazioni di lavorazione (ad esempio, minore fluidità).
• Si consiglia di combinarlo con altri ritardanti di fiamma (ad esempio acido borico, idrossido di alluminio) per ottenere effetti sinergici.

2. Livello di aggiunta di acido borico

L'acido borico è un ritardante di fiamma economico che agisce principalmente tramite decomposizione endotermica e formazione di uno strato protettivo simile al vetro.

• Livello di aggiunta consigliato: 5–15 ore
• L'acido borico viene solitamente utilizzato come ritardante di fiamma secondario e quantità eccessive possono comprometterne le proprietà meccaniche e di lavorazione.
• In PVC, aggiungendo circa10 giornidell'acido borico può agire in sinergia con l'ipofosfito di alluminio per migliorare la resistenza alla fiamma.
• Precauzioni:
• L'acido borico è igroscopico, pertanto durante la conservazione e la manipolazione si deve evitare l'assorbimento di umidità.
• Il suo effetto ritardante di fiamma è limitato se utilizzato da solo; in genere viene combinato con altri ritardanti di fiamma (ad esempio, ipofosfito di alluminio, idrossido di alluminio).

3. Formulazione sinergica di ipofosfito di alluminio e acido borico

Per ottenere una classificazione V-0, l'ipofosfito di alluminio e l'acido borico possono essere combinati per ottenere effetti sinergici. Di seguito è riportata una formulazione di riferimento:

• Ipofosfito di alluminio: 15–20 ore
• Acido borico: 5–10 ore
• Altri additivi:
• Plastificante (ad esempio, DOP): secondo necessità (aggiustato in base ai requisiti di durezza del PVC)
• Stabilizzatore:2–5 ore(ad esempio, sali di piombo, stabilizzanti calcio-zinco)
• Lubrificante:0,5–1 phr(ad esempio, acido stearico)

Esempio di formulazione:

• Resina PVC:100 phr
• Ipofosfito di alluminio:18 giorni
• Borato di zinco:8 ore
• Plastificante (DOP):40 phr
• Stabilizzatore:3 ore
• Lubrificante:0,8 phr

4. Test e ottimizzazione

Nelle applicazioni pratiche, si consigliano i seguenti passaggi per il test e l'ottimizzazione:

1. Formulazione pilota:Preparare una sperimentazione su piccola scala basata sugli intervalli di riferimento.
2. Prova UL-94:Eseguire test di combustione verticale per valutare il grado di resistenza alla fiamma.
3. Test delle prestazioni:Valutare le proprietà meccaniche (ad esempio, resistenza alla trazione, resistenza all'urto) e le prestazioni di lavorazione (ad esempio, fluidità, stabilità termica).
4. Ottimizzazione:Regolare i livelli di aggiunta di ipofosfito di alluminio e acido borico o introdurre altri ritardanti di fiamma (ad esempio, idrossido di alluminio, triossido di antimonio) per migliorare ulteriormente le prestazioni.

5. Considerazioni chiave

• Temperatura di lavorazione:Le temperature di decomposizione dell'ipofosfito di alluminio e dell'acido borico sono relativamente elevate; assicurarsi che le temperature di lavorazione non superino questi limiti per evitare la degradazione.
• Dispersione:Assicurare una dispersione uniforme dei ritardanti di fiamma nel PVC per evitare problemi di concentrazione localizzata.
• Impatto ambientale:Sia l'ipofosfito di alluminio che l'acido borico sono ritardanti di fiamma ecologici, ma è necessario verificarne la compatibilità con altri additivi.

6. Conclusion

Per ottenere un grado di resistenza alla fiamma V-0 nelle plastiche termoplastiche in PVC, i livelli di aggiunta consigliati sono15–25 phr per l'ipofosfito di alluminioE5–15 phr per l'acido boricoL'uso sinergico di questi ritardanti di fiamma può migliorare le prestazioni. Nella pratica, l'ottimizzazione basata su specifiche formulazioni e requisiti prestazionali è essenziale e si consiglia di condurre test UL-94 per verificare la classificazione di ritardanza di fiamma.

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