Penggunaan kalis api dalam produk plastik

Kalis api adalah bahan tambahan utama untuk perlindungan keselamatan produk plastik. Dengan menghalang tindak balas rantai pembakaran, membentuk lapisan penghalang, atau mencairkan gas mudah terbakar, mereka mengurangkan kemudahbakaran plastik, melambatkan penyebaran api, dan mengurangkan pelepasan asap dan gas toksik. Plastik itu sendiri kebanyakannya bahan mudah terbakar (seperti PE dan PP, dengan indeks oksigen hanya 17-19). Menambah kalis api boleh meningkatkan indeks oksigen kepada 26 atau ke atas, malah mencapai tahap tidak mudah terbakar. Ia secara meluas sesuai untuk elektronik, pembinaan, automotif, perkakas rumah dan senario lain. Mengikut mekanisme tindakan mereka, mereka boleh dibahagikan kepada jenis aditif dan reaktif. Pada masa ini, mereka berkembang ke arah asap rendah, ketoksikan rendah, perlindungan alam sekitar bebas halogen, kecekapan tinggi dan keberkesanan jangka panjang, yang merupakan sokongan teras untuk memastikan penggunaan produk plastik yang selamat.

1、 Mekanisme teras kalis api: sekatan pembakaran berbilang dimensi

1. Kalis api fasa gas: menghalang tindak balas rantai pembakaran

Retardan api terurai pada suhu tinggi untuk menghasilkan pemusnah radikal bebas (seperti hidrogen halida dalam kalis api terhalogen), yang menangkap radikal bebas aktif semasa pembakaran, menamatkan tindak balas berantai dan menghalang perambatan nyalaan:

Produk perwakilan: Kalis api bromin (decabromodiphenyl ethane, tetrabromobisphenol A);

Senario penyesuaian: Selongsong elektronik ABS, komponen automotif PP, kecekapan kalis api yang tinggi, dengan tambahan 5% -15% untuk memenuhi standard.

2. Kalis api fasa pekat: membentuk lapisan penghalang fizikal

Lapisan berkarbonat, bahan berkaca atau lapisan buih yang dihasilkan daripada penguraian kalis api ditutup pada permukaan plastik untuk mengasingkan oksigen dan haba serta mengelakkan pembakaran daripada berterusan:

Produk perwakilan: Retardan api berasaskan fosforus (fosforus merah, ester fosfat), kalis api pengembangan;

Senario penyesuaian: Bahan binaan PVC, komponen elektronik PA, bebas halogen dan mesra alam, dengan penjanaan asap rendah.

3. Kalis api pencairan: mengurangkan kepekatan gas mudah terbakar

Penguraian kalis api menghasilkan sejumlah besar gas tidak mudah terbakar (seperti nitrogen dan karbon dioksida), yang mencairkan kepekatan gas mudah terbakar dan oksigen semasa penguraian plastik, menjadikannya mustahil untuk mengekalkan pembakaran.

Produk perwakilan: Retardan api berasaskan nitrogen (melamin, garam guanidine);

Senario penyesuaian: Filem PE, beg tenunan PP, digabungkan dengan kalis api lain untuk meningkatkan kesan kalis api.

2、 Jenis kalis api arus perdana dan plastik serasi: ciri-ciri dan padanan pemandangan

1. Kalis api berasaskan halogen: cekap dan kos rendah, sesuai untuk pelbagai plastik

Kelebihan teras: kecekapan kalis api yang tinggi, keserasian yang baik dengan plastik, kos rendah, dan jumlah tambahan yang rendah (5% -15%);

Plastik yang serasi: PE, PP, ABS, PVC;

Aplikasi biasa: Selongsong TV ABS, bahagian dalaman kereta PP, boleh mencapai tahap kalis api UL94 V-0, tetapi membebaskan hidrogen halida semasa pembakaran, terhad untuk senario perlindungan alam sekitar mewah.

2. Kalis api bebas halogen: mesra alam dan asap rendah, sesuai untuk senario mewah

Kelebihan teras: bebas halogen, asap rendah, ketoksikan rendah, mematuhi piawaian EU RoHS dan REACH, dibahagikan kepada siri fosforus, siri nitrogen dan jenis pengembangan;

Plastik yang serasi: PA, PC, PET, PP;

Aplikasi biasa: Penyambung elektronik PA, cangkerang komputer riba PC, wayar PE dan kabel. Retardan api berasaskan fosforus (seperti fosforus merah) boleh ditambah kepada PA sebanyak 10% -20% untuk mencapai tahap V-0. Kalis api jenis pengembangan sesuai untuk bahan binaan PVC.

3. Kalis api reaktif: tahan lama dan stabil, sesuai untuk plastik kejuruteraan

Kelebihan teras: Dicantumkan pada rantai molekul plastik melalui ikatan kimia, tanpa penghijrahan atau pemendakan, dengan kesan kalis api yang tahan lama;

Plastik yang serasi: PET, PC, resin epoksi;

Aplikasi biasa: Gentian kalis api PET, papan kalis api PC, resin epoksi pembungkusan elektronik, rintangan suhu yang baik, sesuai untuk senario penggunaan jangka panjang.

4. Kalis api bukan organik: mesra alam dan murah, sesuai untuk produk pertengahan hingga rendah

Kelebihan teras: tidak toksik, bebas asap rokok, kos rendah, dan fungsi penindasan asap;

Produk perwakilan: aluminium hidroksida, magnesium hidroksida;

Plastik yang serasi: PE, PP, PVC;

Aplikasi biasa: Paip bekalan air PE, sarung kabel kalis api PVC, dengan jumlah tambahan 30% -60%, yang akan mengurangkan sedikit sifat mekanikal plastik.

3、 Amalan Penggunaan Kalis Api dalam Produk Plastik Utama

1. Plastik elektronik dan elektrik: kalis api tinggi + ketoksikan asap yang rendah

Penyambung elektronik PA:

Formula: resin PA6+15% kalis api fosforus merah+5% sinergi+0.3% antioksidan;

Kesan: gred UL94 V-0 (1.6mm), indeks oksigen ≥ 32%, ketumpatan asap rendah, sesuai untuk keperluan perlindungan kebakaran peranti elektronik.

Selongsong penghala ABS:

Formula: resin ABS+12% decabromodiphenyl ethane+5% antimoni trioksida+0.2% antioksidan;

Kesan: Gred UL94 V-0, kecekapan kalis api yang tinggi, kos yang boleh dikawal, memenuhi piawaian keselamatan perkakas rumah.

2. Bahan binaan plastik: tahan cuaca + kalis api tahan lama

Saluran kabel kalis api PVC:

Formula: resin PVC+40% aluminium hidroksida+10% kalsium karbonat+3% kalsium zink penstabil;

Kesan: Indeks oksigen ≥ 28%, tahap tidak mudah terbakar B1, rintangan cuaca yang kuat, sesuai untuk senario bangunan pra terbenam.

Geomembran kalis api PE:

Formula: resin PE+30% magnesium hidroksida+5% kalis api berasaskan nitrogen+0.2% penstabil cahaya;

Kesan: Tahap UL94 V-1, asap rendah dan tidak toksik, sesuai untuk senario pencegahan kebakaran seperti tapak pelupusan sampah dan terowong.

3. Plastik automotif: kalis api+ringan

Panel pintu kereta PP:

Formula: resin PP+20% kalis api pengembangan+10% serbuk talkum+0.3% antioksidan;

Kesan: Gred UL94 V-0, kadar pengekalan kekuatan impak 80%, ringan dan asap rendah, selaras dengan piawaian keselamatan dalaman automotif.

Bampar kereta PC/ABS:

Formula: PC/ABS aloi+15% fosforus bebas halogen kalis api+0.5% penyerasi;

Kesan: Gred UL94 V-0, rintangan hentaman yang baik, tiada pelepasan gas toksik semasa pembakaran, sesuai untuk keperluan pencegahan kebakaran luaran kereta.

4. Plastik untuk wayar dan kabel: kalis api+tahan suhu

Sarung dawai kalis api PE:

Formula: PE resin+25% magnesium hidroksida+8% nitrogen fosforus sebatian kalis api+0.2% antioksidan;

Kesan: Ujian pembakaran yang digabungkan memenuhi standard, dengan indeks oksigen ≥ 30% dan rintangan suhu 70 ℃, sesuai untuk pendawaian isi rumah dan industri.

Bahan kabel kalis api PVC:

Formula: resin PVC+15% parafin berklorin+5% antimoni trioksida+2% kalsium zink penstabil;

Kesan: Kalis api gred B, kekuatan mekanikal yang tinggi, kos rendah, digunakan secara meluas dalam kabel voltan rendah.

4、 Cabaran Aplikasi dan Trend Pembangunan

1. Cabaran sedia ada

Penambahan tinggi kalis api bebas halogen dengan mudah boleh menyebabkan penurunan sifat mekanikal plastik;

Beberapa kalis api (seperti sebatian halogen) mempunyai kemesraan alam sekitar yang tidak mencukupi dan terhad dalam pasaran seperti Kesatuan Eropah;

Keseimbangan antara kalis api dan kebolehprosesan adalah sukar, dan beberapa kalis api menjejaskan kebolehaliran cair plastik.

2. Trend Pembangunan

Bebas halogen yang cekap: Membangunkan skala nano, kalis api bebas halogen kompaun, mengurangkan jumlah tambahan (dari 20% kepada di bawah 10%), dan mengimbangi prestasi dan perlindungan alam sekitar;

Penyepaduan pelbagai fungsi: Membangunkan " kalis api+antioksidan+tahan cuaca aditif komposit", permudahkan formula, seperti bahan tambah bersepadu penindasan asap kalis api;

Retardan api berasaskan bio: diperbuat daripada ekstrak tumbuhan seperti kanji dan derivatif lignin, tidak toksik dan terbiodegradasi, sesuai untuk produk plastik mesra alam;

Peningkatan reaktif: Bangunkan kalis api reaktif yang sangat aktif untuk meningkatkan kestabilan ikatannya dengan plastik dan menyesuaikan diri dengan plastik kejuruteraan mewah.

5、 Ringkasan: Kalis api - "firewall" untuk keselamatan plastik

Daripada perlindungan kebakaran peranti elektronik, kepada keperluan kalis api bahan binaan, kepada piawaian keselamatan dalaman automotif, kalis api menyekat pembakaran dari pelbagai dimensi, membina garis pertahanan pepejal untuk penggunaan selamat produk plastik. Ia bukan sahaja "safety additive", tetapi juga secara langsung menentukan sempadan aplikasi produk plastik (seperti senario berisiko tinggi dalam elektronik, kereta, pembinaan, dll.). Pada masa hadapan, dengan penemuan dalam teknologi bebas halogen, kecekapan tinggi dan hijau, kalis api akan terus menggalakkan pembangunan industri plastik ke arah keselamatan, perlindungan alam sekitar dan mewah, menyediakan sokongan keselamatan untuk lebih banyak aplikasi plastik dalam pelbagai senario.