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 alla fiamma V-0 (secondo gli standard UL-94) nelle materie plastiche termoplastiche 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 specifica formulazione, alle condizioni di processo e ai requisiti di prestazione. Di seguito sono riportate alcune raccomandazioni 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 acido fosforico gassoso.

• Livello di aggiunta consigliato: 15–25 phr(parti per cento parti di resina)
• Per il PVC standard, aggiungere circa20 phrL'ipofosfito di alluminio raggiunge in genere una classificazione di resistenza alla fiamma V-0.
• Per ottenere una maggiore resistenza alla fiamma, il dosaggio può essere aumentato, ma occorre valutare l'impatto sulle proprietà meccaniche.
• Precauzioni:
• Un eccesso di ipofosfito di alluminio può ridurre le prestazioni del processo (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 a basso costo che agisce principalmente attraverso una decomposizione endotermica e la formazione di uno strato protettivo simile al vetro.

• Livello di aggiunta consigliato: 5–15 phr
• L'acido borico viene solitamente utilizzato come ritardante di fiamma secondario e quantità eccessive possono compromettere le proprietà meccaniche e di lavorazione.
• In PVC, aggiungendo circa10 phrL'acido borico può agire in sinergia con l'ipofosfito di alluminio per migliorare la resistenza alla fiamma.
• Precauzioni:
• L'acido borico è igroscopico, quindi durante la conservazione e la manipolazione è necessario evitare l'assorbimento di umidità.
• Il suo effetto ignifugo è limitato se usato 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 phr
• Acido borico: 5–10 phr
• Altri additivi:
• Plastificante (ad es. DOP): secondo necessità (da dosare in base ai requisiti di durezza del PVC)
• Stabilizzatore:2–5 phr(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 phr
• Borato di zinco:8 phr
• Plastificante (DOP):40 phr
• Stabilizzatore:3 phr
• Lubrificante:0,8 phr

4. Test e ottimizzazione

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

1. Formulazione pilota:Preparare una prova su piccola scala basata sugli intervalli di riferimento.
2. Test UL-94:Eseguire prove 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 oppure introdurre altri ritardanti di fiamma (ad esempio, idrossido di alluminio, triossido di antimonio) per migliorare ulteriormente le prestazioni.

5. Considerazioni principali

• 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:Garantire una dispersione uniforme dei ritardanti di fiamma nel PVC per prevenire problemi di concentrazione localizzata.
• Impatto ambientale:Sia l'ipofosfito di alluminio che l'acido borico sono ritardanti di fiamma ecocompatibili, ma è necessario verificarne la compatibilità con altri additivi.

6. Conclusion

Per ottenere una classificazione di resistenza alla fiamma V-0 nelle materie plastiche termoplastiche in PVC, i livelli di aggiunta raccomandati 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. In pratica, è essenziale un'ottimizzazione basata su formulazioni specifiche e requisiti prestazionali, e si dovrebbero effettuare test UL-94 per verificare il grado di resistenza alla fiamma.

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