Nylon (Polyamide, PA) adalah plastik teknik berkinerja tinggi yang banyak digunakan di bidang elektronik, otomotif, tekstil, dan bidang lainnya.Modifikasi tahan api dari nilon sangat pentingDi bawah ini adalah desain rinci dan penjelasan formulasi tahan api nilon, yang mencakup solusi tahan api halogenasi dan bebas halogen.
1Prinsip Desain Formulasi Nylon Flame Retardant
Desain formulasi tahan api nilon harus mematuhi prinsip-prinsip berikut:
- Kemampuan tahan api yang tinggi: Memenuhi standar UL 94 V-0 atau V-2.
- Kinerja Pemrosesan: Penghambat api seharusnya tidak mempengaruhi sifat pengolahan nilon secara signifikan (misalnya, fluiditas, stabilitas termal).
- Sifat Mekanis: Penambahan retardan api harus meminimalkan dampak pada kekuatan nilon, ketangguhan, dan ketahanan keausan.
- Ramah Lingkungan: Memprioritaskan bahan tahan api bebas halogen untuk memenuhi peraturan lingkungan.
2. Halogenated Flame Retardant Nylon Formulasi
Halogenated flame retardants (misalnya, senyawa brominated) mengganggu reaksi rantai pembakaran dengan melepaskan radikal halogen, menawarkan efisiensi flame retardant yang tinggi.
Formulasi Komposisi:
- Resin nilon (PA6 atau PA66): 100 phr
- Brominated flame retardant: 10 ∼ 20 phr (misalnya, decabromodiphenyl etane, brominated polystyrene)
- Antimon trioksida (sinergis): 3 ′5 phr
- Lubricant: 1 ̊2 phr (misalnya, kalsium stearat)
- Antioksidan: 0,5 ̊1 phr (misalnya, 1010 atau 168)
Langkah Pengolahan:
- Campurkan resin nilon, tahan api, sinergis, pelumas, dan antioksidan secara merata.
- Lebur campuran dengan menggunakan ekstruder dua sekrup dan peletisi.
- Kontrol suhu ekstrusi pada 240 ∼ 280 °C (diatur berdasarkan jenis nilon).
Karakteristik:
- Keuntungan: Efisiensi tahan api tinggi, jumlah aditif rendah, hemat biaya.
- Kelemahan: Potensi pelepasan gas beracun selama pembakaran, masalah lingkungan.
3Halogen-Free Flame Retardant Nylon Formulasi
Halogen-free flame retardants (misalnya, berbasis fosfor, berbasis nitrogen, atau hidroksida anorganik) berfungsi melalui reaksi endotermik atau pembentukan lapisan pelindung,menawarkan kinerja lingkungan yang lebih baik.
Formulasi Komposisi:
- Resin nilon (PA6 atau PA66): 100 phr
- Penghambat nyala api berbasis fosfor: 10 ̊15 phr (misalnya, amonium polifosfat APP atau fosfor merah)
- Penghambat nyala api berbasis nitrogen: 5?? 10 phr (misalnya, melamin sianurat MCA)
- Hidroksida anorganik: 20 ∼ 30 phr (misalnya, magnesium hidroksida atau aluminium hidroksida)
- Pelumas: 1 ′2 phr (misalnya, seng stearat)
- Antioksidan: 0,5 ̊1 phr (misalnya, 1010 atau 168)
Langkah Pengolahan:
- Campurkan resin nilon, tahan api, pelumas, dan antioksidan secara merata.
- Lebur campuran dengan menggunakan ekstruder dua sekrup dan peletisi.
- Kontrol suhu ekstrusi pada 240 ∼ 280 °C (diatur berdasarkan jenis nilon).
Karakteristik:
- Keuntungan: Ramah lingkungan, tidak ada emisi gas beracun, sesuai dengan peraturan.
- Kelemahan: Efisiensi tahan api yang lebih rendah, jumlah aditif yang lebih tinggi, potensi dampak pada sifat mekanik.
4Pertimbangan Utama dalam Desain Formulasi
(1) Pemilihan tahan api
- Halogenated flame retardants (penghambat nyala api): Efisiensi tinggi tetapi menimbulkan risiko lingkungan dan kesehatan.
- Penghambat nyala api bebas halogen: Ramah lingkungan tetapi membutuhkan jumlah yang lebih besar dan dapat mempengaruhi kinerja material.
(2) Penggunaan Synergists
- Antimon trioksida: Bekerja secara sinergis dengan retardan api halogenasi untuk meningkatkan retardans api.
- Sinergi fosfor-nitrogen: Dalam sistem bebas halogen, retardan api berbasis fosfor dan nitrogen dapat melakukan sinergi untuk meningkatkan efisiensi.
(3) Dispersi dan Prosessibilitas
- Dispersant: Memastikan dispersi tahan api yang seragam untuk menghindari konsentrasi tinggi yang terlokalisasi.
- Bahan pelincir: Meningkatkan kelancaran pengolahan dan mengurangi keausan peralatan.
(4) Antioksidan
Mencegah degradasi bahan selama pengolahan dan meningkatkan stabilitas produk.
5. Aplikasi khas
- Elektronik: Komponen tahan api seperti konektor, saklar, dan soket.
- Otomotif: Bahan tahan api seperti penutup mesin, kabel kabel, dan komponen interior.
- Tekstil: Serat dan kain tahan api.
6Rekomendasi Optimasi Formulasi
(1) Meningkatkan Efisiensi Penangkal Api
- Campuran tahan api: Sinergi halogen-antimon atau fosfor-nitrogen untuk meningkatkan kinerja.
- Nano retardant api: Misalnya, nano magnesium hidroksida atau nano tanah liat, untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi jumlah aditif.
(2) Meningkatkan Sifat Mekanis
- Pengeras: Misalnya, POE atau EPDM, untuk meningkatkan ketahanan material dan ketahanan benturan.
- Pengukuhan pengisi: Misalnya, serat kaca, untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan.
(3) Pengurangan Biaya
- Mengoptimalkan rasio tahan api: Minimalkan penggunaan sambil memenuhi persyaratan tahan api.
- Pilih bahan yang hemat biaya: Misalnya, tahan api rumah tangga atau campuran.
7. Persyaratan Lingkungan dan Peraturan
- Halogenated flame retardants (penghambat nyala api): Terbatas oleh RoHS, REACH, dll, membutuhkan penggunaan yang hati-hati.
- Penghambat nyala api bebas halogen: Sesuai dengan peraturan, mewakili tren masa depan.