الزامات بازدارنده شعله اسفنج لاتکس

برای الزامات بازدارندگی شعله اسفنج لاتکس، تجزیه و تحلیل زیر بر اساس چندین بازدارنده شعله موجود (هیدروکسید آلومینیوم، بورات روی، هیپوفسفیت آلومینیوم، MCA) همراه با توصیه‌های فرمولاسیون ارائه شده است:

I. تجزیه و تحلیل قابلیت کاربرد بازدارنده‌های شعله موجود

هیدروکسید آلومینیوم (ATH)
مزایا:

• سازگار با محیط زیست، کم هزینه.
• از طریق تجزیه گرماگیر و آزاد شدن بخار آب عمل می‌کند، مناسب برای سیستم‌های عاری از هالوژن.

معایب:

• برای اثربخشی به بارگذاری بالا (30-50 phr) نیاز دارد که ممکن است بر خاصیت ارتجاعی و چگالی اسفنج تأثیر بگذارد.

قابلیت کاربرد:

• مناسب برای فرمولاسیون‌های بازدارنده شعله پایه.
• توصیه می‌شود با مواد هم‌افزا (مانند بورات روی) ترکیب شود.

بورات روی
مزایا:

• بازدارنده شعله هم‌افزا، اثربخشی ATH را افزایش می‌دهد.
• تشکیل زغال را تقویت کرده و دود را سرکوب می‌کند.

معایب:

• هنگامی که به تنهایی استفاده می‌شود، اثربخشی محدودی دارد؛ نیاز به ترکیب با سایر بازدارنده‌های شعله دارد.

قابلیت کاربرد:

• به عنوان یک ماده هم‌افزا برای ATH یا هیپوفسفیت آلومینیوم توصیه می‌شود.

هیپوفسفیت آلومینیوم
مزایا:

• بسیار کارآمد، عاری از هالوژن، بارگذاری کم (10-20 phr).
• پایداری حرارتی خوب، مناسب برای الزامات بازدارندگی شعله بالا.

معایب:

• هزینه بالاتر.
• سازگاری با سیستم‌های لاتکس نیاز به تأیید دارد.

قابلیت کاربرد:

• مناسب برای استانداردهای بازدارندگی شعله بالا (به عنوان مثال، UL94 V-0).
• می‌تواند به تنهایی یا در ترکیب استفاده شود.

MCA (Melamine Cyanurate)
مزایا:

• بازدارنده شعله مبتنی بر نیتروژن، سرکوب کننده دود.

معایب:

• پراکندگی ضعیف.
• ممکن است با کف کردن تداخل داشته باشد.
• دمای تجزیه بالا (~300 درجه سانتی‌گراد)، با فرآوری لاتکس در دمای پایین مطابقت ندارد.

قابلیت کاربرد:

• به عنوان یک اولویت توصیه نمی‌شود؛ نیاز به اعتبار سنجی تجربی دارد.

II. فرمولاسیون‌های پیشنهادی و پیشنهادات فرآیند

فرمولاسیون 1: ATH + بورات روی (گزینه اقتصادی)
ترکیب:

• هیدروکسید آلومینیوم (ATH): 30-40 phr
• بورات روی: 5-10 phr
• پراکنده کننده (به عنوان مثال، عامل اتصال سیلان): 1-2 phr (بهبود پراکندگی)

ویژگی‌ها:

• کم هزینه، سازگار با محیط زیست.
• مناسب برای الزامات بازدارندگی شعله عمومی (به عنوان مثال، UL94 HF-1).
• ممکن است کمی از انعطاف پذیری اسفنج بکاهد؛ بهینه سازی ولکانیزاسیون مورد نیاز است.

فرمولاسیون 2: هیپوفسفیت آلومینیوم + بورات روی (گزینه با راندمان بالا)
ترکیب:

• هیپوفسفیت آلومینیوم: 15-20 phr
• بورات روی: 5-8 phr
• نرم کننده (به عنوان مثال، پارافین مایع): 2-3 phr (بهبود قابلیت فرآیند)

ویژگی‌ها:

• راندمان بازدارندگی شعله بالا، بارگذاری کم.
• مناسب برای سناریوهای با تقاضای بالا (به عنوان مثال، سوختن عمودی V-0).
• سازگاری هیپوفسفیت آلومینیوم با لاتکس نیاز به آزمایش دارد.

فرمولاسیون 3: ATH + هیپوفسفیت آلومینیوم (گزینه متعادل)
ترکیب:

• هیدروکسید آلومینیوم: 20-30 phr
• هیپوفسفیت آلومینیوم: 10-15 phr
• بورات روی: 3-5 phr

ویژگی‌ها:

• هزینه و عملکرد را متعادل می‌کند.
• وابستگی به یک بازدارنده شعله واحد را کاهش می‌دهد و تأثیر بر خواص فیزیکی را به حداقل می‌رساند.

III. ملاحظات فرآیند

پراکندگی:

• بازدارنده‌های شعله باید به ≤5 میکرومتر آسیاب شوند تا از تأثیر بر ساختار فوم جلوگیری شود.
• پیش پراکندگی در لاتکس یا تجهیزات اختلاط با سرعت بالا توصیه می‌شود.

شرایط پخت:

• دمای پخت را کنترل کنید (معمولاً 110-130 درجه سانتی‌گراد برای لاتکس) تا از تجزیه زودرس بازدارنده‌های شعله جلوگیری شود.

آزمایش عملکرد:

• آزمایش‌های ضروری: شاخص اکسیژن (LOI)، سوختن عمودی (UL94)، چگالی، انعطاف پذیری.
• اگر بازدارندگی شعله کافی نیست، نسبت‌های هیپوفسفیت آلومینیوم یا ATH را به تدریج افزایش دهید.

IV. توصیه‌های اضافی

آزمایش MCA:

• در صورت آزمایش، از 5-10 phr در دسته‌های کوچک استفاده کنید تا تأثیر بر یکنواختی کف کردن را مشاهده کنید.

گواهینامه‌های زیست محیطی:

• اطمینان حاصل کنید که بازدارنده‌های شعله انتخاب شده با RoHS/REACH برای صادرات مطابقت دارند.

ترکیبات هم‌افزا:

• افزودن مقادیر کمی نانو رس (2-3 phr) برای افزایش اثرات مانع زغال را در نظر بگیرید.

این پیشنهاد به عنوان مرجع است. آزمایش‌های در مقیاس کوچک برای بهینه سازی نسبت‌های خاص و پارامترهای فرآیند توصیه می‌شود.