คู่มือประสิทธิภาพสารหน่วงไฟไดคิวมีนและเมลามีนไซยานูเรต

คำตอบโดยตรง: บรรลุ UL 94 V-0 ด้วยการทำงานร่วมกันของไดคิวมีนและเมลามีนไซยานูเรต

สำหรับปราศจากฮาโลเจน สารหน่วงไฟ ระบบโพลีเอไมด์ โพลีเอสเตอร์ และโพลียูรีเทน การรวมกันของ สารหน่วงการติดไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นส่วนประกอบหลักไดคิวมีนและเมลามีนไซยานูเรต ให้เส้นทางที่เชื่อถือได้ไปยัง UL 94 V-0 ที่ปริมาณสารเติมแต่งรวมต่ำกว่าส่วนประกอบที่ใช้เพียงอย่างเดียว อัตราส่วนน้ำหนักที่เหมาะสมอยู่ระหว่าง เมลามีนไซยานูเรต 2:1 และ 3:1 ถึง Dicumene phosphinate โดยทั่วไปจะต้องมีการโหลดรวม 15–20 wt% ใน PA6 วิธีการเติมร่วมนี้จะทำให้ดัชนีออกซิเจนจำกัดอยู่ที่ 32–35% ในขณะที่ยังคงรักษาดัชนีการติดตามเปรียบเทียบให้สูงกว่า 400 โวลต์ ทำให้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบไฟฟ้าที่มีผนังบางซึ่งต้องเป็นไปตามมาตรฐานทั้งการติดไฟและฉนวนไฟฟ้า

กลไกนี้เป็นการทำงานร่วมกันโดยตรงระหว่างการดับอนุมูลฟอสฟอรัสในเฟสก๊าซจากมอยอิตีฟอสฟอรัสกับการสลายตัวของเชื้อเพลิงเจือจางด้วยการดูดความร้อนของเมลามีนไซยานูเรตที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบหลัก ทั้งสองอย่างนี้ร่วมกันยับยั้งการเผาไหม้ด้วยไฟและการจุดระเบิดแบบหยด ทำให้เกิดชั้นถ่านที่มีความหนาแน่นและเป็นฉนวนซึ่งจะหยุดการแพร่กระจายของไฟ

สารหน่วงการติดไฟฟอสฟอรัสชนิด Dicumene: ลักษณะทางเคมีและความร้อน

สารหน่วงการติดไฟที่มีส่วนประกอบหลักเป็นไดคิวมีน ซึ่งส่วนใหญ่แสดงโดยอะลูมิเนียม ไดคิวมิล ฟอสฟิเนต เป็นสารประกอบฟอสฟอรัสอินทรีย์ที่มีปริมาณฟอสฟอรัสเป็น 23–24 น้ำหนัก% . อุณหภูมิเริ่มต้นของการสลายตัวอยู่ที่สูงกว่า 350°C ซึ่งช่วยให้สามารถทนต่อการอัดขึ้นรูปและการฉีดขึ้นรูปที่อุณหภูมิสูงโดยไม่ทำให้สลายตัว การกระทำของสารหน่วงไฟส่วนใหญ่เกิดขึ้นในเฟสของก๊าซโดยการปล่อยอนุมูลที่มีฟอสฟอรัสซึ่งจะกำจัดสายพันธุ์ H• และ OH• ที่ใช้งานอยู่ ซึ่งขัดขวางปฏิกิริยาลูกโซ่การเผาไหม้ ในเวลาเดียวกัน กรดฟอสฟอริกจำนวนเล็กน้อยที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดการไหม้เกรียมในระยะควบแน่น

เมื่อเปรียบเทียบกับระบบแอมโมเนียมโพลีฟอสเฟตหลายชนิด Dicumene phosphinates แสดงความสามารถในการละลายน้ำต่ำเป็นพิเศษของ น้อยกว่า 0.1 กรัมต่อ 100 มล และการโยกย้ายน้อยที่สุดเมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้นำไปสู่การคง CTI ไว้สูงและพื้นผิวไม่บาน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับขั้วต่อแผงวงจรพิมพ์และชิ้นส่วนไฟฟ้าอื่นๆ ที่เปิดเผย

เมลามีนไซยานูเรต: สารป้องกันหยดที่ใช้ไนโตรเจน

เมลามีนไซยานูเรต (MCA) เป็นสาร adduct โมเลกุลขนาดใหญ่ของเมลามีนและกรดไซยานูริก ผ่านการระเหิดที่อุณหภูมิประมาณ 320°C และการสลายตัวด้วยความร้อนเกินกว่า 400°C ปล่อยก๊าซเฉื่อยที่มีไนโตรเจนจำนวนมากออกมา กลไกนี้จะเจือจางผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวที่ติดไฟได้ และทำให้พื้นผิวเย็นลง ในโพลีเอไมด์ 6 การโหลด MCA 18% เพียงอย่างเดียวสามารถยกระดับ UL 94 จาก เอชบี เป็น V-2 ได้ โดยบังคับให้หยดของเหลวดับไฟ; อย่างไรก็ตาม วัสดุที่ได้มักจะทนทุกข์ทรมานจากการยืดตัวที่ลดลงเมื่อขาดเหลือต่ำกว่า 10%

ข้อจำกัดหลักของ MCA ในฐานะสารเติมแต่งตัวเดียวคือผลกระทบที่ค่อนข้างเล็กน้อยต่อ LOI และแนวโน้มที่จะลดความต้านทานต่อการติดตาม การเติมโคเอเจนต์ฟอสฟิเนตจะแก้ไขจุดอ่อนทั้งสองประการ ในขณะเดียวกันก็ทำให้แพ็คเกจสารเติมแต่งทั้งหมดลดลง โดยรักษาคุณสมบัติเชิงกลของโพลีเมอร์พื้นฐานไว้มากขึ้น

ข้อมูลประสิทธิภาพการทำงานร่วมกัน: สารเติมแต่งเดี่ยวเทียบกับ Co-Blend

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่า MCA 15% บวกไดคิวมีนฟอสฟิเนต 5% รวมกัน ให้ค่า V-0 ในขณะที่กำลังดึงกลับคืนมาเมื่อเทียบกับสารประกอบฟอสฟิเนตเพียงอย่างเดียว 15% และปรับปรุง CTI อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับ MCA เพียงอย่างเดียว ความสมดุลนี้เป็นเหตุผลในทางปฏิบัติที่ส่วนผสมนี้เป็นที่นิยมสำหรับการใช้งานตัวเชื่อมต่อและสวิตช์ที่มีการทดสอบทั้งความต้านทานทางกลและการติดตาม

การประมวลผลข้อกำหนด Windows และการกระจาย

ไดคิวมีน ฟอสฟีเนตต้องได้รับการประมวลผลที่อุณหภูมิหลอมละลายไม่เกิน 310°ซ เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพจากความร้อน ในขณะที่เมลามีนไซยานูเรตยังคงความเสถียรสูงถึง 330°C เพื่อให้เกิดการกระจายตัวที่เป็นเนื้อเดียวกันและหลีกเลี่ยงการจับตัวเป็นก้อน แนะนำให้ทำให้สารเติมแต่งทั้งสองแห้งที่อุณหภูมิ 80°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมงก่อน จากนั้นจึงผสมกับเม็ดโพลีเมอร์พื้นฐานโดยใช้เครื่องผสมความเร็วสูงที่ 1,000 รอบต่อนาที เป็นเวลา 3 นาที . จากนั้นควรป้อนพรีมิกซ์เข้าไปในเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่แบบหมุนร่วมซึ่งมีโปรไฟล์สกรูแบบเฉือนปานกลาง การตัดเฉือนมากเกินไปอาจทำให้อุณหภูมิหลอมเหลวเพิ่มขึ้นจาก 290°C เป็นสูงกว่า 315°C ในท้องถิ่น ซึ่งเสี่ยงต่อการสลายตัวของฟอสฟิเนตและการลดความมันเงา

• ใช้อุณหภูมิของถังบรรจุระหว่าง 250–280°C สำหรับ PA6 เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุหลอมจะออกจากแม่พิมพ์ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 300°C
• ส่วนการผสมแบบกระจายจะดีกว่าบล็อกการนวดแบบเข้มข้นเพื่อจำกัดความร้อนจากแรงเฉือน
• อัดเป็นก้อนโดยใช้อ่างน้ำที่อุณหภูมิไม่เกิน 40°C และแห้งทันทีโดยมีความชื้นต่ำกว่า 0.1% ก่อนการฉีดขึ้นรูป

การใช้งานแบบผนังบางและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

สำหรับชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปที่มีความหนาของผนังต่ำกว่า 0.8 มม. สามารถเปลี่ยนอัตราส่วนได้ MCA 12% และไดคิวมีน ฟอสฟิเนต 6% ใน PA66 ซึ่งให้ค่า V-0 สม่ำเสมอที่ 0.8 มม. โดยมี CTI สูงกว่า 500 V ในโฟมโพลียูรีเทนและสารเคลือบด้านหลังสิ่งทอ การกระจายตัวของของเหลวของเมลามีนไซยานูเรตร่วมกับไดคิวมีน ฟอสฟิเนตระดับไมโครที่ a อัตราส่วนน้ำหนักแห้ง 4:1 ผ่านการทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้ง NFPA 701 โดยไม่มีสารเติมแต่งฮาโลเจน

ทั้งไดคิวมีน ฟอสฟิเนตและเมลามีนไซยานูเรตได้รับการขึ้นทะเบียนว่าไม่เป็นอันตรายภายใต้บัญชีสารเคมีทั่วโลกส่วนใหญ่ และเข้ากันได้กับคำสั่ง RoHS ทำให้การผสมผสานนี้เหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและเฟอร์นิเจอร์สำหรับเด็กที่ผลิตเพื่อตลาดส่งออก

สิ่งที่สำคัญที่สุด: แนวทางที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลเพื่อการกำหนดสูตรด้วย Dicumene และ MCA

การทำงานร่วมกันระหว่างสารหน่วงไฟฟอสฟอรัสชนิด Dicumene และเมลามีนไซยานูเรตไม่ใช่ตำนานพื้นบ้านเชิงประจักษ์ แต่เป็นปฏิสัมพันธ์เชิงปริมาณที่ช่วยลดการโหลดสารเติมแต่งโดยรวม ในขณะเดียวกันก็เพิ่มความต้านทานการติดตามทางไฟฟ้าและรักษาความแข็งแกร่งทางกล เริ่มต้นการพัฒนาสูตรผสมด้วยอัตราส่วน MCA ต่อ Dicumene 3:1 และปรับตามความต้องการในการขึ้นรูปที่มีผนังบาง วิธีการที่มีโครงสร้างนี้ช่วยให้วิศวกรวัสดุบรรลุเป้าหมาย UL 94 V-0 ที่เข้มงวด โดยไม่กระทบต่อความสามารถในการแปรรูปหรือประสิทธิภาพไดอิเล็กตริกในระยะยาว