Comment le PBT renforcé ignifuge sans halogène peut-il améliorer les performances du fil roussissant ?
Les matériaux PBT sont des résines thermoplastiques cristallines dotées d'excellentes propriétés mécaniques, d'une excellente résistance thermique et chimique et d'une forte isolation électrique, qui peuvent être largement utilisées dans une variété de produits électroniques et électriques tels que les connecteurs automobiles, les ordinateurs, les fiches AC/DC et les bobines de transformateur. Cependant, dans le domaine des appareils électroniques et électriques, les matériaux doivent souvent répondre à certaines évaluations de sécurité ignifuges. Selon l'analyse des causes des incendies électriques au cours des dernières années, et les fils et autres métaux en contact direct avec le plastique en raison d'une surcharge ou d'un court-circuit des fils métalliques et d'un grand nombre d'allumages exothermiques sont la principale cause d'incendies, de sorte que la Commission électrotechnique internationale (CEI) sur les appareils sans surveillance pour développer des exigences de test de fil de combustion ignifuge, la certification nationale actuelle des appareils électroménagers 3C des appareils sans surveillance pour les pièces en matériau isolant porteurs de courant sont également des exigences obligatoires pour la performance du fil de combustion liés. La certification nationale 3C actuelle pour les appareils électroménagers exige également obligatoirement la performance du fil brûlant pour les composants en matériaux isolants porteurs de courant des appareils sans surveillance. À l'heure actuelle, les exigences nationales du PBT renforcé ignifuge UL94-V0 ont été développées de manière plus mature. La méthode traditionnelle pour le système de composition de fibre de verre (GF) + ignifuge halogène + trioxyde d'antimoine. Mais ce système ne peut pas répondre au GWIT, c'est-à-dire à l'exigence d'absence d'incendie dans l'ensemble du processus dans les 30 secondes suivant l'application du fil brûlant. Ensuite, nous analyserons les effets du BPS⁃Sb, du retardateur de flamme sans halogène et du retardateur de flamme composé sur les propriétés mécaniques du PBT renforcé et du fil de combustion.
I. Effet de la teneur en BPS-Sb sur les propriétés mécaniques et de fil de combustion des PBT renforcés
Le tableau 1 montre les formulations de PBT renforcé avec différentes teneurs en BPS-Sb, et le tableau 2 compare les propriétés mécaniques et ignifuges des PBT renforcés avec une teneur en GF de 30 % et différentes teneurs en ignifugeant BPS-Sb. On peut voir qu'avec l'augmentation de la proportion d'additif ignifuge, le système d'indice de combustion du fil brûlant GWFI et l'indice de combustion vertical UL 94 continue de s'améliorer, ce qui indique que le système ignifuge BPS-Sb pour faire face à l'indice de combustion du fil brûlant GWFI et UL 94, ce type d'essai de combustion directe a un effet ignifuge plus efficace, car le GWFI et le même que l'UL 94 sont enregistrés dans le cas du retrait de la source de chaleur externe du système d'autonomie En effet, comme UL 94, le GWFI enregistre le processus d'extinction du système lorsque la source de chaleur externe est retirée.
Dans le test GWIT, avec l'augmentation du retardateur de flamme BPS-Sb, le GWIT n'est pas amélioré, en comparant la formule 1 sans retardateur de flamme, nous avons constaté que le simple système ignifuge halogène a un effet négatif sur le GWIT, car l'enregistrement GWIT est le processus de la source de chaleur externe, l'ensemble du système de polystyrène bromé est l'existence la plus instable thermiquement. Le polystyrène est l'existence de la pire stabilité thermique, la température de décomposition du substrat PBT d'environ 380 ℃, tandis que la température de décomposition du polystyrène bromé est de seulement 310 ~ 330 ℃, la présence de retardateurs de flamme pour accélérer la décomposition du système, les produits de décomposition sont principalement de petites molécules de matériau à faible point d'éclair, de sorte que le système à une température beaucoup plus basse par l'allumage du fil de combustion.
II. Effet de différents retardateurs de flamme sans halogène sur les propriétés mécaniques et de fil de combustion des PBT renforcés
Le tableau 3 montre les formulations de PBT renforcé avec différents systèmes ignifuges sans halogène, et le tableau 4 compare les propriétés mécaniques et les propriétés ignifuges du PBT renforcé avec une teneur en fibres de verre de 30 % et différents ignifugeants sans halogène, et il peut être vu dans le tableau que le degré de dégradation des propriétés mécaniques du système de matériaux par les ignifugeants sans halogène ADP/MCA/MPP est supérieur à celui du ignifugeant BPS-Sb, ce qui est dû à la le fait que le retardateur de flamme sans halogène est un polymère zwitterionique à petites molécules, ce qui équivaut à une charge dans le système, ce qui entraîne une perte importante de propriétés mécaniques. En effet, les retardateurs de flamme non halogénés sont pour la plupart des polymères zwitterioniques à petites molécules avec une faible compatibilité avec la résine matricielle, qui sont équivalents aux charges du système, entraînant une perte importante de propriétés mécaniques, tandis que le polystyrène bromé est une résine de poids moléculaire élevé avec une bonne compatibilité avec le système, et les propriétés mécaniques globales sont maintenues à des niveaux élevés.
Grâce au traitement d'activation de surface, la compatibilité du KCP avec la résine matricielle est grandement améliorée par rapport aux ignifugeants conventionnels sans halogène, rendant les propriétés mécaniques comparables à celles du système polystyrène bromé. Les résultats des tests ignifuges du tableau 4 montrent que l'effet ignifuge d'un système ignifuge sans halogène séparé en général, la température d'inflammation du fil brûlant de seulement ADP dans le contenu de 20% a atteint 775 ℃, à ce moment, l'indice de combustion du fil brûlant n'est que de 800 ℃, et les parties conductrices de courant sans surveillance IEC60335-1 des exigences de l'appareil pour le GWIT> 850 ℃, l'UL vertical du matériau L'indice de combustion est uniquement V-1 et l'indice de combustion verticale UL du matériau. Les GWIT et GWFI du PBT renforcé GF avec 20 parties de MCA, KCP ou MPP ajoutées ne sont que de 725°C et 750°C.
Il peut être déterminé que ni le système ignifuge au bromure d'antimoine ni le système ignifuge sans halogène, lorsqu'ils sont utilisés seuls, ne peuvent satisfaire aux exigences pertinentes en matière de fils de combustion pour les parties conductrices de courant des appareils électriques sans surveillance de la norme IEC60335-1.
III. Effet de différents types de composés ignifuges sur les propriétés mécaniques et de combustion des fils PBT renforcés
Le tableau 5 montre les formulations PBT renforcées avec différents types de composés ignifuges, et la conception de la formulation est basée sur les 4 formulations du tableau 1, avec une quantité égale de composé ignifuge sans halogène.
Comme le montre le tableau 6, l'introduction de retardateurs de flamme sans halogène phosphore/azote dans le système ignifuge pur BPS-Sb, les propriétés ignifuges du matériau ont été considérablement améliorées et tous les retardateurs de flamme sans halogène ont ajouté 5 kg, le matériau a atteint GWIT>775℃, GWFI>850℃. Parmi eux, KCP a même atteint GWIT>825℃, soit 50℃ de plus que les 775℃ requis pour le fil de combustion des pièces conductrices de courant des appareils électriques sans surveillance dans l'EC60335-1. Il montre que le brome-azote, le brome-phosphore, le brome-azote-phosphore dans le système ont produit un effet synergique de retardateur de flamme, le programme de test de fil de combustion ignifuge pour améliorer le plus évident. Parmi eux, le KCP ignifuge sans halogène formant du carbone est mieux compatible avec le substrat après le traitement d'activation de surface, et le composant formant du carbone a une énergie d'activation plus faible, une vitesse de démarrage plus rapide, et la couche de carbone est formée d'abord dans la période de pré-combustion et la couche de carbone est plus dense, et la couche de carbone recouvre la surface du matériau brûlé pour jouer un rôle plus évident dans l'isolation de l'oxygène.
En ajustant le rapport entre le BPS-Sb et les retardateurs de flamme non halogénés, l'effet du changement du rapport des différents types de retardateurs de flamme sur les propriétés mécaniques du système et du fil de combustion a été observé, et le schéma est présenté dans le tableau 7.
Le tableau 8 montre que lorsque la proportion de KCP est fixée à 5%, une réduction de la proportion d'ignifugeant BPS-Sb entraîne une diminution des propriétés ignifugeantes du matériau et de la température du fil de combustion. Lorsque le rapport polystyrène bromé : trioxyde d'antimoine : KCP est de 10:2:5, le caractère ignifuge UL 94 du matériau chute à V-1, avec GWIT et GWFI à seulement 750°C. En augmentant encore la proportion de KCP pour obtenir un rapport polystyrène bromé : trioxyde d'antimoine : KCP de 10:2:10, le GWIT du matériau devient 775 °C, le GWFI atteint 960 °C et son indice UL 94 est V-0, répondant aux exigences de fil incandescent pour les composants porteurs de courant électrique sans surveillance selon la norme IEC60335-1. À ce stade, le matériau présente un faible taux d’ajout de retardateurs de flamme halogénés, offrant une rentabilité élevée et un fort avantage concurrentiel sur le marché.
Iv. Conclusion
1. Le système ignifuge simple brome-antimoine ou le système ignifuge sans halogène des matériaux PBT renforcés ne peuvent pas répondre aux parties conductrices de courant électrique sans surveillance IEC60335-1 des exigences pertinentes en matière de fil de combustion.
2. En utilisant l'effet synergique du brome-azote-phosphore, la combinaison d'un système ignifuge sans halogène et sans halogène peut améliorer efficacement la température d'inflammation et l'indice de combustion du PBT renforcé, de manière à obtenir des matériaux PBT renforcés qui répondent aux exigences de fil de combustion et d'ignifugation des pièces transportant du courant électrique sans surveillance de la norme IEC60335-1.
3. L'ajout de retardateurs de flamme sans halogène a un impact plus important sur les propriétés mécaniques du matériau, et le traitement d'activation de surface des retardateurs de flamme sans halogène peut améliorer sa compatibilité, réduisant ainsi le degré de détérioration du matériau.
4. KCP peut réduire considérablement l'ajout de retardateur de flamme brome-antimoine tout en répondant à la norme UL 94-V0 pour améliorer le GWIT et le GWFI, afin d'obtenir des matériaux PBT renforcés rentables et plus compétitifs.
YINSU Flame Retardant Company se consacre à la recherche et au développement de retardateurs de flamme. Notre produit ADP est un excellent ignifuge sans halogène qui peut être utilisé dans le PBT renforcé sans halogène pour améliorer ses performances en matière de fil de combustion. Grâce à ses propriétés ignifuges efficaces et à sa bonne compatibilité avec la résine matricielle, l’ADP contribue à améliorer les propriétés mécaniques et les performances ignifuges du matériau. Il joue un rôle important dans le respect des normes de sécurité strictes de l'industrie électrique et électronique, en fournissant une solution fiable pour les applications ignifuges sans halogène.
