Puntos de diseño de formulación de plásticos modificados retardantes de llama

Puntos de diseño de formulación de plásticos modificados retardantes de llama

Realizamos trabajos de desarrollo de productos de plástico modificado, cada uno recibió un caso, necesitamos comprender el proceso en general: primero determinar el material y luego comprender el método de moldeo, los parámetros de rendimiento técnico (incluido el uso de piezas, el nivel de retardante de llama, el color del producto, etc.). ), confiabilidad (durabilidad) y otros requisitos especiales.

El núcleo clave del diseño de la formulación para la selección de resina, materias primas y auxiliares con la combinación, la relación de dosificación y la mezcla y combinación. De acuerdo con los muchos años de experiencia del autor en el diseño de formulaciones, le proporcionaremos los siguientes aspectos de los puntos clave para su referencia.

1. Determinar el material

Clientes para definir el tipo de material.

Si el cliente puede especificar el material del producto, podemos desarrollar aún más el trabajo de acuerdo con los requisitos específicos del material y los parámetros físicos proporcionados por el cliente.

Los clientes no pueden especificar el tipo de material, pero hay materiales de muestra o muestras.

Podemos probar y analizar de acuerdo con las muestras proporcionadas por el cliente, análisis de identificación de materiales, algunos materiales pueden ser claros según la experiencia o el fuego, pero también con la ayuda de instrumentos analíticos para una determinación precisa, como la espectroscopia infrarroja y otros espectros.

Los clientes no pueden especificar el material, no hay material de muestra ni piezas de muestra.

Podemos ayudar a los clientes a seleccionar materiales según la experiencia, la resina debe seleccionarse teniendo en cuenta los requisitos del cliente en cuanto al rendimiento de las variedades más cercanas, como los requisitos de alta transparencia, la resina debe ser la primera en considerar la elección de resinas transparentes AS, PS, PMMA, PC, como otros requisitos de resistencia a altas temperaturas, es mejor elegir PC.

Diferentes grados de la misma resina, la diferencia de rendimiento también es muy grande, es necesario familiarizarse con la fluidez, las propiedades de impacto, la resistencia a la tracción y el alargamiento y otras propiedades, por lo que es necesario recopilar información y obtener una variedad de resinas de diferentes fabricantes de grados. acumular experiencia.

2. Determinar el método de moldeo.

Los diferentes métodos de moldeo tienen diferentes requisitos en cuanto a la fluidez del material, por lo que es importante elegir la fluidez de la resina principal.

La viscosidad de las diversas resinas de materias primas en la fórmula debe ser cercana para garantizar la fluidez del procesamiento. Para una gran diferencia en los materiales de viscosidad, es necesario reducir el gradiente de viscosidad, como las formulaciones retardantes de llama endurecidas PA66 a menudo agregan PA6 para ajustar la viscosidad.

Incluso la misma variedad de resinas tiene diferente movilidad, porque los diferentes tipos de resinas tienen diferentes pesos moleculares y estructuras moleculares, pero también se dividen en muchos modelos diferentes. Según el método de procesamiento, se pueden dividir en grado de moldeo por inyección, grado de extrusión, grado de moldeo por soplado, grado de calandrado, etc.

A través de la comprensión anterior, podemos seleccionar el material adecuado y la resina de materia prima principal, y sentar una buena base para otros ajustes de rendimiento en el siguiente paso.

3.Determinar los parámetros técnicos de rendimiento.

Los parámetros de rendimiento técnico incluyen el uso funcional de las piezas, las propiedades físicas y químicas, el grado de retardante de llama, el color y otros requisitos.

Después de determinar el material y el método de moldeado, necesitamos comprender mejor la función y el uso específicos de los productos del cliente. Por ejemplo, el producto del cliente es un parachoques de PP, está claro que el producto es una pieza más grande y, en última instancia, el material necesita una mejor fluidez, debemos elegir una resina de copolímero de PP de alta fluidez y alto impacto. Si los productos del cliente son piezas del compartimento del motor, entonces la atención se centra en considerar los requisitos de resistencia a altas temperaturas, resistencia al aceite y retardante de llama.

Comprender la información del producto del cliente, puede ser más específico para indicar la dirección funcional de la fórmula modificada, puede ser más claro para la selección de materiales y requisitos de rendimiento para la base.

Las propiedades físicas y químicas de los parámetros técnicos son una base importante para el diseño de formulaciones modificadas, a través de los requisitos de la tabla de propiedades físicas del cliente, varios estándares internacionales o requisitos de estándares nacionales, muestras de prueba para analizar los datos.

De acuerdo con las propiedades físicas y químicas que se deben lograr para seleccionar las materias primas y aditivos apropiados, la adición de materias primas y aditivos debe poder dar rienda suelta a su efectividad esperada y lograr los indicadores requeridos.

La selección específica de materias primas y auxiliares puede consultar la siguiente tabla:

Tabla 2 Selección de objetivos de modificación y materias primas y auxiliares.

El uso de materias primas y auxiliares para la modificación plástica requiere atención a una serie de factores, combinados con una variedad de requisitos cambiantes, para lograr la selección óptima de materiales y proporciones. Los siguientes puntos de preocupación se resumen aquí:

El uso de retardantes de llama.

Para diferentes tipos de resinas, seleccione el retardante de llama apropiado, pero debe considerar la sinergia y la confrontación entre las materias primas, por ejemplo, los retardantes de llama halogenados deben usarse junto con trióxido de antimonio para facilitar las propiedades retardantes de llama del material. , y PC y PET no se pueden usar con trióxido de antimonio, lo que puede provocar la despolimerización del material de resina.

La acidez y alcalinidad de diversas materias primas y auxiliares deben ser consistentes con la acidez y alcalinidad de la resina, de lo contrario también producirá reacciones y tendrá un mayor impacto en el rendimiento.

Materias primas sinérgicas: En el sistema retardante de llama compuesto de halógeno/antimonio, el retardante de llama halógeno puede reaccionar con Sb2O3 para generar SbX3, SbX3 puede aislar el oxígeno para lograr el propósito de aumentar el efecto retardante de llama.

En el sistema retardante de llama compuesto de halógeno/fósforo, los dos tipos de retardantes de llama también pueden reaccionar para generar PX3, PX2, POX3 y otros gases; estos gases pueden desempeñar un papel en el aislamiento del oxígeno. Además, los dos tipos de retardantes de llama también pueden promoverse entre sí en la fase gaseosa y en la fase líquida, para mejorar el efecto retardante de llama.

Materias primas con efecto antagónico: la experiencia muestra que los retardantes de llama halogenados y los retardantes de llama organosilicio reducirán el efecto retardante de llama; y retardantes de llama de fósforo rojo y retardantes de llama de organosilicio y también la existencia de efecto antagónico.

El retardante de llama de fósforo rojo es efectivo para PE, PA, PBT, PET y otros materiales, pero el color solo puede ser productos rojos o negros, no se pueden usar productos de colores claros, además, debido Además de las cuestiones medioambientales, muchos productos prohíben el fósforo rojo.

Los retardantes de llama a base de nitrógeno son eficaces para resinas que contienen oxígeno, como PA, PBT, PET, etc. Sin embargo, cuando estos materiales se refuerzan con fibras de vidrio, el MCA y las fibras de vidrio tendrán una mecha. efecto, que tendrá un impacto en el retardo de llama y, por lo tanto, sólo se pueden seleccionar otros sistemas retardantes de llama.

Cuanto menor sea el tamaño de las partículas del retardante de llama, mejor será el efecto retardante de llama. Por ejemplo, cuanto menor sea el tamaño de partícula de los óxidos metálicos hidratados y Sb2O3, menor será la cantidad añadida para lograr el mismo efecto retardante de llama.

La investigación de la literatura muestra que en ABS agregue 4%, tamaño de partícula de 45 μm Sb2O3 y agregue 1%, tamaño de partícula de 0.03 μm Sb2O3 el efecto retardante de llama es el mismo, más favorable para mantener mejores propiedades mecánicas y reducir costos.

Mejorar el uso de materiales de relleno.

Morfología del material: el efecto potenciador del relleno fibroso es bueno. El grado de fibrilación se puede expresar en la relación L/D, cuanto mayor sea L/D, mejor será el efecto de mejora; por ejemplo, es necesario agregar fibras de vidrio largas desde los orificios de escape o fibras de vidrio cortas desde la alimentación lateral. para unirse, de modo que el estado fundido sea propicio para mantener la relación L/D, reduciendo el impacto de la fibra rota. Relleno reforzado con wollastonita con diferente relación L/D, el efecto de mejora tiene una gran diferencia.

El relleno esférico tiene buen efecto endurecedor y alto brillo. El sulfato de bario es típico de lo esférico, por lo que el relleno de PP de alto brillo elige sulfato de bario, el endurecimiento rígido también puede elegir el método de precipitación de sulfato de bario y el material de relleno de bajo costo, carbonato de calcio, también es esférico, la cantidad correcta de la proporción puede ser logrado para endurecer la mejora del propósito de reducción de costos.

Efecto de mejora del relleno de lámina entre fibroso y esférico, típico representante del talco en polvo, del cual cuanto mayor es el contenido de silicio, mejor es el efecto de aumento de la rigidez, la tasa de contracción del material también se encuentra entre los materiales de relleno fibroso y esférico.

Tamaño de partícula del polvo: cuanto más pequeño es el tamaño de partícula, más beneficioso es para la resistencia a la tracción y la resistencia al impacto del material de relleno, por ejemplo, comparación de materiales de PP de relleno de malla 200 y malla 1250 de tamaño de partícula de carbonato de calcio, se puede aumentar la resistencia al impacto y la resistencia a la tracción del PP de relleno de malla 1250. en 1,5 veces. El efecto del uso de carbonato de calcio más fino en materiales de PVC para mejorar la resistencia a la tracción y el alargamiento es significativamente mejor que el uso de carbonato de calcio de tamaño de partículas gruesas.

Tratamiento superficial de materias primas y auxiliares o aditivos.

Es necesario considerar la compatibilidad de las materias primas y auxiliares con la resina para garantizar el efecto de dispersión de cada componente para lograr el rendimiento objetivo previsto, y una buena compatibilidad con la resina es la clave para lograr su eficacia y aumentar la cantidad. de aditivos. Por lo tanto, para aumentar o mejorar la compatibilidad, es necesario agregar un agente de compatibilidad adecuado o usar un agente de acoplamiento para el tratamiento de activación de la superficie del material en polvo, etc.

Una vez tratada la superficie de los aditivos inorgánicos, se mejorará el efecto de modificación. Especialmente el relleno es el más obvio, y otras fibras de vidrio, retardantes de llama inorgánicos, etc. El tratamiento superficial se basa en agente de acoplamiento y compatibilizador, agente de acoplamiento específico como silanos, titanatos y ésteres de aluminio, compatibilizador de la resina correspondiente al maleico. Polímero de injerto de anhídrido. Por ejemplo, el carbonato de calcio generalmente se modifica con un agente de acoplamiento de éster de aluminio o un agente de acoplamiento de ftalato, la resistencia a la tracción y el alargamiento aumentarán significativamente.

4. Determinación de los requisitos de confiabilidad (durabilidad)

La resina plástica en sí tiene muchas debilidades, como no envejecimiento por calor, los materiales modificados según diferentes ocasiones de uso generalmente requieren pruebas de confiabilidad que son las siguientes:

Requisitos de intemperismo y envejecimiento térmico.

Los requisitos de envejecimiento térmico y de oxígeno son un indicador importante de la vida útil de los requisitos del material, por lo que hay mucha investigación sobre el comportamiento de envejecimiento térmico y de oxígeno de varios tipos de materiales.

La mejora del comportamiento ante la intemperie y el envejecimiento por calor se produce principalmente mediante la selección de un mejor comportamiento ante la intemperie y el envejecimiento por calor de la resina, por un lado, y, por otro lado, mediante la adición de aditivos ante la intemperie tales como antioxidantes, inhibidores de UV, estabilizadores de luz y otros agentes de intemperie. aditivos, así como pigmentos resistentes a la intemperie, como dióxido de titanio y negro de carbón, etc.

Como la resina de PVC, cuanto mayor sea el peso molecular, mejor será el envejecimiento por calor y el grado de resistencia al calor de los materiales de PVC, los plastificantes pueden elegir TOTM que DOTP, DOP.

Los materiales utilizados en diferentes ocasiones, existen diferentes requisitos de envejecimiento por intemperie y calor, los productos para exteriores requieren un tiempo de envejecimiento de lámpara UV o de xenón que es más largo, como las tiras de agua para ventanas delanteras de automóviles, generalmente se usan ASA, este rendimiento ante la intemperie es un material muy destacado, y si el El uso de ABS, debido a que el enlace insaturado de butadieno es fácil de romper, la vida útil se reducirá considerablemente.

Además, algunos materiales pueden ser productos de posprocesamiento que también pueden mejorar la resistencia a la temperatura y el nivel de envejecimiento por calor, como los materiales de cables y alambres de poliolefina para el nivel de resistencia al calor de 90 grados, 105 grados, 125 grados y 150 grados, y el Cuanto mayor sea el nivel de resistencia a la temperatura, es necesario lograr el propósito de microreticulación o reticulación por irradiación, luego se debe considerar el diseño de la fórmula para la reticulación del cuerpo de la materia prima y los aditivos de reticulación.

Prueba Dual 85 para resistencia a la humedad y al calor.

La prueba general doble 85 se refiere a los cambios en las propiedades físicas y la apariencia después del almacenamiento en una cámara de prueba de alta temperatura y alta humedad a una humedad del 85 % de humedad relativa y una temperatura de 85 ℃ durante 168 h. En productos específicos, el tiempo de almacenamiento requerido será mayor y ahora muchos materiales para vehículos de nueva energía deben almacenarse durante más de 1000 horas.

Resistencia a la precipitación y extracción.

La resistencia a la precipitación y extracción de materiales modificados requiere atención a la selección de resinas base y materias primas y auxiliares, como la resistencia a la extracción de materiales de PVC para cumplir con los requisitos de la prueba de n-hexano, se puede seleccionar PVC con un peso molecular de más de 1000. , el plastificante requiere TOTM o aceite de soja epoxi más estable.

Los materiales retardantes de llama cumplen con los requisitos antiextracción, por un lado, las materias primas de bajo peso molecular a controlar y, por otro lado, la selección de retardantes de llama es particularmente importante. Como el nailon retardante de llama con sistema MCA que es fácil de blanquear, o el retardante de llama de nailon reforzado retardante de llama que contiene el sistema MPP contra el moho blanco, son el impacto de la precipitación del retardante de llama. Por lo tanto, trate de evitar el uso de retardantes de llama que precipitan fácilmente, o mediante la modificación de retardantes de llama y mejorar la compatibilidad para reducir el impacto de la precipitación.

Además de que las resinas de bajo peso molecular y algunos retardantes de llama son fáciles de precipitar, los antioxidantes y los lubricantes de bajo peso molecular necesitan controlar la selección y la cantidad de aditivos, especialmente en los productos negros en los aditivos de bajo peso molecular en ambientes de alta temperatura y alta humedad. muy fácil de precipitar fuera de la superficie resultando en blanqueamiento.

Conclusión

De hecho, en el proceso de diseño de formulación de plásticos modificados, mucho más que la lista anterior, hay muchos otros factores a considerar, como mejorar un cierto rendimiento y reducir otras propiedades, por lo que en el diseño de la fórmula, debemos tener en cuenta toda la gama, en la medida de lo posible para no afectar el resto de propiedades.

Además del rendimiento de los factores materiales, también es necesario considerar el rendimiento del procesamiento del material para garantizar que el moldeo del producto, el equipo de procesamiento y el uso del medio ambiente no tengan efectos adversos.

Conveniencia de la adquisición de materias primas y auxiliares, hay muchos materiales que se verán afectados por la importación de muchos enlaces, se pueden utilizar materiales nacionales tanto como sea posible con materiales nacionales, se pueden utilizar materiales de uso general tanto como sea posible con materiales de uso general, Los materiales raros y escasos a menudo no son fáciles de comprar, pero también son propensos a agotarse, lo que da como resultado formulaciones inestables.

También es necesario considerar el costo de los materiales, en la medida de lo posible, el uso de materias primas y aditivos de bajo precio, seguir el principio de adquisición cercano al bajo costo de transporte, de modo que el costo total del diseño del fórmula para tener competitividad en el mercado.

Conclusión

En el proceso de formulación de plásticos modificados, se deben tener en cuenta varios factores para garantizar un alto rendimiento y calidad del producto final. YINSU Flame Retardant Company, basándose en su experiencia en el campo de los retardantes de llama, ofrece una serie de soluciones retardantes de llama especializadas para diferentes materiales.

YINSU Flame Retardant Company: solución innovadora de retardantes de llama

YINSU Flame Retardant Company se especializa en el desarrollo y producción de una amplia gama de retardantes de llama altamente eficientes y respetuosos con el medio ambiente, y brinda servicios retardantes de llama personalizados a clientes de todo el mundo. Nuestra línea de productos cubre retardantes de llama especializados para una amplia gama de materiales, incluidos, entre otros:

-Retardantes de llama de plástico: aplicable a PP, PE, PS, ABS, PVC y otros materiales plásticos, aportando soluciones con diferentes niveles de retardante de llama.

-Caucho retardante de llama: incluido el masterbatch XJ-85M y el polvo XJ-A2, ambos son productos retardantes de llama libres de halógenos, altamente eficientes y respetuosos con el medio ambiente, que son especialmente adecuados para materiales de caucho que requieren vulcanización.

-Retardantes de llama textiles YINSU: proporcionan efectos retardantes de llama duraderos para diversas fibras y tejidos, garantizando la seguridad y durabilidad de los textiles.

Nuestros productos retardantes de llama están sujetos a estrictos controles de calidad y pruebas de rendimiento para garantizar que proporcionen un retardo de llama superior en una amplia gama de aplicaciones. YINSU Flame Retardant se compromete a trabajar estrechamente con nuestros clientes para avanzar continuamente en el desarrollo de tecnología retardante de llama para satisfacer las necesidades siempre cambiantes del mercado y los requisitos reglamentarios. Al elegir Silver Plastics Flame Retardant, recibirá productos y servicios profesionales, confiables y eficientes.