I. Analisis Ketersediaan Flame Retardant yang Ada
Aluminium Hydroxide (ATH)
Keuntungan:
- Ramah lingkungan, biaya rendah.
- Bekerja melalui dekomposisi endotermik dan pelepasan uap air, cocok untuk sistem bebas halogen.
Kelemahan:
- Membutuhkan beban tinggi (30-50 phr) untuk efektivitas, yang dapat mempengaruhi elastisitas dan kepadatan spons.
Ketersediaan:
- Cocok untuk formulasi tahan api dasar.
- Direkomendasikan untuk dikombinasikan dengan sinergis (misalnya, seng borat).
Zinc Borate
Keuntungan:
- Penghambat api sinergis, meningkatkan efektivitas ATH.
- Mempromosikan pembentukan arang dan menekan asap.
Kelemahan:
- Efektivitas terbatas ketika digunakan sendiri; membutuhkan kombinasi dengan retardan api lainnya.
Ketersediaan:
- Direkomendasikan sebagai sinergis untuk ATH atau aluminium hipofosfit.
Aluminium Hipophosphite
Keuntungan:
- Sangat efisien, bebas halogen, beban rendah (10-20 phr).
- Stabilitas termal yang baik, cocok untuk persyaratan tahan api yang tinggi.
Kelemahan:
- Biaya yang lebih tinggi.
- Kompatibilitas dengan sistem lateks perlu diverifikasi.
Ketersediaan:
- Cocok untuk standar tahan api yang tinggi (misalnya, UL94 V-0).
- Dapat digunakan sendiri atau dalam kombinasi.
MCA (Melamin Cyanurate)
Keuntungan:
- Nitrogen berbasis retardant api, penekan asap.
Kelemahan:
- Penyebaran yang buruk.
- Bisa mengganggu pembentukan busa.
- Suhu dekomposisi tinggi (~ 300 °C), tidak cocok dengan pengolahan lateks suhu rendah.
Ketersediaan:
- Tidak direkomendasikan sebagai prioritas; membutuhkan validasi eksperimental.
II. Rumus yang direkomendasikan dan saran proses
Rumus 1: ATH + Zinc Borate (Opsi Ekonomi)
Komposisi:
- Aluminium Hydroxide (ATH): 30-40 phr
- Zinc Borate: 5-10 phr
- Dispersant (misalnya, agen kopling silan): 1-2 phr (meningkatkan dispersibilitas)
Karakteristik:
- Murah, ramah lingkungan.
- Cocok untuk persyaratan tahan api umum (misalnya, UL94 HF-1).
- Mungkin sedikit mengurangi ketahanan spons; Optimasi vulkanisasi diperlukan.
Rumus 2: Aluminium Hypophosphite + Zinc Borate (Opsi Efisiensi Tinggi)
Komposisi:
- Aluminium Hipophosphite: 15-20 phr
- Zinc Borate: 5-8 phr
- Plastisiser (misalnya, parafin cair): 2-3 phr (meningkatkan proses)
Karakteristik:
- Efisiensi tahan api tinggi, beban rendah.
- Cocok untuk skenario permintaan tinggi (misalnya, pembakaran vertikal V-0).
- Kompatibilitas aluminium hipofosfit dengan lateks perlu diuji.
Rumus 3: ATH + Aluminium Hypophosphite (Opsi seimbang)
Komposisi:
- Aluminium Hydroxide: 20-30 phr
- Aluminium Hipophosphite: 10-15 phr
- Zinc Borate: 3-5 phr
Karakteristik:
- Mengimbangi biaya dan kinerja.
- Mengurangi ketergantungan pada retardant api tunggal, meminimalkan dampak pada sifat fisik.
III. Pertimbangan Proses
Dispersibilitas:
- Penghambat nyala api harus digiling hingga ≤5μm untuk menghindari mempengaruhi struktur busa.
- Dispersi sebelumnya dalam lateks atau peralatan pencampuran kecepatan tinggi dianjurkan.
Kondisi penyembuhan:
- Kontrol suhu pengerasan (biasanya 110-130 °C untuk lateks) untuk mencegah dekomposisi dini dari retardan api.
Pengujian Kinerja:
- Tes penting: Indeks Oksigen (LOI), Pembakaran Vertikal (UL94), Densitas, Ketahanan.
- Jika tahan api tidak cukup, tingkat aluminium hipofosfit atau ATH ditingkatkan secara bertahap.
IV. Rekomendasi Tambahan
Pengujian MCA:
- Jika uji coba, gunakan 5-10 phr dalam batch kecil untuk mengamati dampak pada keseragaman busa.
Sertifikasi Lingkungan:
- Memastikan bahan tahan api yang dipilih sesuai dengan RoHS/REACH untuk ekspor.
Campuran sinergis:
- Pertimbangkan untuk menambahkan sejumlah kecil nanoclay (2-3 phr) untuk meningkatkan efek penghalang karbon.
Proposal ini berfungsi sebagai referensi. percobaan berskala kecil dianjurkan untuk mengoptimalkan rasio tertentu dan parameter proses.