pipila ka pormulasyon sa reference sa silicone nga goma base sa mga halogen-free flame retardant

Ania ang lima ka silicone rubber formulation designs base sa halogen-free flame retardants, nga naglakip sa flame retardants nga gihatag sa customer (aluminum hypophosphite, zinc borate, MCA, aluminum hydroxide, ug ammonium polyphosphate). Kini nga mga disenyo nagtumong sa pagsiguro sa flame retardancy samtang gipamubu ang mga additive nga kantidad aron makunhuran ang epekto sa mekanikal nga mga kabtangan sa silicone nga goma.

1. Phosphorus-Nitrogen Synergistic Flame Retardant System (High-Efficiency Char-Forming Type)

Target: UL94 V-0, ubos nga aso, angay alang sa medium-to-high-temperatura nga mga aplikasyon

Base nga Goma: Methyl vinyl silicone rubber (VMQ, 100 phr)

Flame Retardant:

• Aluminum hypophosphite (AHP, phosphorus-based): 15 ph
• Naghatag episyente nga tinubdan sa phosphorus, nagpasiugda sa pagporma sa char, ug nagpugong sa pagkasunog sa gas-phase.
• Melamine cyanurate (MCA, base sa nitrogen): 10 phr
• Nag-synergize sa phosphorus, nagpagawas sa inert nga mga gas, ug nagtunaw sa oxygen.
• Zinc borate (ZnB): 5 ph
• Nag-catalyze sa pagporma sa char, nagpugong sa aso, ug nagpalambo sa kalig-on sa char layer.
• Aluminum hydroxide (ATH, kemikal nga pamaagi, 1.6–2.3 μm): 20 ph
• Endothermic decomposition, auxiliary flame retardancy, ug mas maayo nga dispersibility.

Mga additives:

• Hydroxyl silicone oil (2 phr, nagpauswag sa pagkaproseso)
• Fumed silica (10 phr, reinforcement)
• Pang-ayo nga ahente (Diperoxide, 0.8 phr)

Mga bahin:

• Kinatibuk-ang pag-load sa flame retardant ~50 phr, pagbalanse sa flame retardant ug mekanikal nga mga kabtangan.
• Ang phosphorus-nitrogen synergy (AHP + MCA) nagpamenos sa gikinahanglan nga gidaghanon sa tagsa-tagsa nga flame retardant.

2. Intumescent Flame Retardant System (Low-Loading Type)

Target: UL94 V-1/V-0, angay alang sa nipis nga mga produkto

Base nga Goma: VMQ (100 phr)

Flame Retardant:

• Ammonium polyphosphate (APP, phosphorus-nitrogen-based): 12 ph
• Ang kinauyokan sa intumescent char formation, nga adunay maayo nga pagkaangay sa silicone rubber.
• Aluminum hypophosphite (AHP): 8 ph
• Supplementary phosphorus tinubdan, pagkunhod APP hygroscopicity.
• Zinc borate (ZnB): 5 ph
• Synergistic char catalysis ug drip suppression.
• Aluminum hydroxide (yuta, 3-20 μm): 15 ph
• Ubos nga gasto nga auxiliary flame retardant, makapamenos sa pagkarga sa APP.

Mga additives:

• Vinyl silicone oil (3 phr, plasticization)
• Nag-ulan nga silica (15 phr, reinforcement)
• Platinum curing system (0.1% Pt)

Mga bahin:

• Kinatibuk-ang pagkarga sa flame retardant ~40 phr, epektibo alang sa nipis nga mga produkto tungod sa intumescent nga mekanismo.
• Ang APP nagkinahanglan sa surface treatment (pananglitan, silane coupling agent) aron mapugngan ang paglalin.

3. High-Loading Aluminum Hydroxide Optimized System (Cost-Effective Type)

Target: UL94 V-0, angay alang sa baga nga mga produkto o mga kable

Base nga Goma: VMQ (100 phr)

Flame Retardant:

• Aluminum hydroxide (ATH, kemikal nga pamaagi, 1.6–2.3 μm): 50 ph
• Panguna nga flame retardant, endothermic decomposition, gamay nga gidak-on sa partikulo alang sa mas maayo nga pagkatibulaag.
• Aluminum hypophosphite (AHP): 5 ph
• Nagpauswag sa pagkaayo sa pagporma sa char, nagpamenos sa pagkarga sa ATH.
• Zinc borate (ZnB): 3 phr
• Pagpugong sa aso ug anti-glowing.

Mga additives:

• Silane coupling agent (KH-550, 1 phr, nagpauswag sa interface sa ATH)
• Fumed silica (8 phr, reinforcement)
• Pag-ayo sa peroxide (DCP, 1 phr)

Mga bahin:

• Kinatibuk-ang pag-load sa flame retardant ~58 phr, apan ang ATH nagdominar alang sa kaepektibo sa gasto.
• Ang gamay nga gidak-on sa partikulo sa ATH nagpamenos sa pagkawala sa kusog sa tensile.

4. Standalone Aluminum Hypophosphite (AHP) System

Aplikasyon: UL94 V-1/V-2, o diin ang mga tinubdan sa nitroheno dili gusto (pananglitan, paglikay sa MCA foaming nga makaapekto sa hitsura).

Girekomenda nga Pagporma:

• Base nga Goma: VMQ (100 phr)
• Aluminum hypophosphite (AHP): 20–30 ph
• Taas nga sulud sa posporus (40%); Ang 20 phr naghatag ~8% phosphorus para sa batakang flame retardancy.
• Para sa UL94 V-0, pagtaas ngadto sa 30 phr (mahimong makadaot sa mekanikal nga mga kabtangan).
• Pagpalig-on sa Filler: Silica (10–15 phr, nagmintinar sa kusog)
• Mga additives: Hydroxyl silicone oil (2 phr, processability) + curing agent (Diperoxide o platinum system).

Mga bahin:

• Nagsalig sa condensed-phase flame retardancy (char formation), makapauswag sa LOI apan adunay limitado nga pagsumpo sa aso.
• Ang taas nga loading (>25 phr) mahimong mogahi sa materyal; irekomendar ang pagdugang og 3–5 phr ZnB aron mapalambo ang kalidad sa char.

5. Aluminum Hypophosphite (AHP) + MCA Blend

Aplikasyon: UL94 V-0, ubos nga loading uban sa gas-phase flame retardant synergy.

Girekomenda nga Pagporma:

• Base nga Goma: VMQ (100 phr)
• Aluminum hypophosphite (AHP): 12–15 ph
• Ang gigikanan sa posporus alang sa pagporma sa char.
• MCA: 8–10 ph
• Ang tinubdan sa nitroheno alang sa PN synergy, nagpagawas sa mga inert nga mga gas (pananglitan, NH₃) aron pugngan ang pagpadaghan sa siga.
• Pagpalig-on sa Filler: Silica (10 phr)
• Mga additives: Silane coupling agent (1 phr, dispersion aid) + curing agent.

Mga bahin:

• Kinatibuk-ang pagkarga sa flame retardant ~20–25 phr, mas ubos kay sa standalone nga AHP.
• Gipamenos sa MCA ang kinahanglanon sa AHP apan mahimong makaapekto gamay sa transparency (gamita ang nano-MCA kung gikinahanglan ang katin-aw).

Sumaryo sa Pagporma sa Flame Retardant

Mga Rekomendasyon sa Eksperimento

1. Prioridad nga Pagsulay: AHP + MCA (15+10 phr). Kung makab-ot ang V-0, hinayhinay nga pakunhuran ang AHP (pananglitan, 12+10 phr).
2. Nag-inusarang Pagsulay sa AHP: Sugdi sa 20 phr, increment sa 5 phr para sa pagtimbang-timbang sa LOI ug UL94, pagmonitor sa mekanikal nga mga kabtangan.
3. Pagpugong sa Aso: Idugang ang 3–5 phr ZnB sa bisan unsa nga pormulasyon nga dili makompromiso ang pagkahinay sa siga.
4. Pag-optimize sa Gasto: Iapil ang 10–15 phr ATH aron makunhuran ang gasto, bisan kung ang kinatibuk-ang pagkarga sa filler motaas.

Girekomenda nga Proseso sa Pagsagol

(Alang sa duha ka bahin nga pagdugang-pag-ayo sa silicone nga goma)

1. Base Rubber Pre-Treatment:

• Ikarga ang silicone rubber (pananglitan, 107 gum, vinyl silicone oil) ngadto sa planetary mixer, degas ubos sa vacuum kon gikinahanglan.

1. Pagdugang sa Flame Retardant:

• Mga powdered flame retardant (eg, ATH, MH):
• Idugang ang mga batch, pre-mix sa base nga goma (low-speed mixing, 10-15 min) aron malikayan ang agglomeration.
• Pauga sa 80–120°C kon hygroscopic.
• Liquid flame retardant (pananglitan, phosphates):
• Direkta nga isagol ang silicone oil, crosslinker, ug uban pa, ubos sa taas nga paggunting (20-30 min).

1. Uban pang mga Additives:

• Sunod-sunod nga idugang ang mga filler (pananglitan, silica), crosslinker (hydrosilane), catalyst (platinum), ug mga inhibitor.

1. Homogenization:

• Dugang nga pagpino sa pagsabwag gamit ang usa ka three-roll mill o high-shear emulsifier (kritikal alang sa nano-additives sama sa CNTs).

1. Pag-degas ug Pagsala:

• Vacuum degas (-0.095 MPa, 30 min), filter alang sa taas nga kaputli nga mga kinahanglanon.

Pangunang mga Konsiderasyon

• Pagpili sa Flame Retardant:
• Ang mga retardant nga walay halogen (pananglitan, ATH) nanginahanglan ug pinong gidak-on sa partikulo (1–5 μm); Ang sobra nga pagkarga makadaot sa mekanikal nga mga kabtangan.
• Ang mga retardant nga nakabase sa silikon (pananglitan, mga resin nga phenyl silicone) nagtanyag og mas maayo nga pagkaangay apan sa mas taas nga gasto.
• Pagkontrol sa Proseso:
• Temperatura ≤ 60°C (mopugong sa platinum catalyst poisoning o ahat nga pag-ayo).
• Humidity ≤ 50% RH (naglikay sa mga reaksyon tali sa hydroxyl silicone oil ug flame retardant).

Panapos

• Mass Production: Pre-mix flame retardants uban sa base goma alang sa efficiency.
• Mga Kinahanglanon sa Taas nga Kalig-on: Pagsagol atol sa pag-compound aron mamenosan ang mga risgo sa pagtipig.
• Mga Sistema sa Nano-Flame Retardant: Mandatory nga high-shear dispersion aron malikayan ang pagtipon.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com