É possível que os retardantes de chama de fósforo-nitrogênio alcancem a classificação V0 em borracha de silicone?
Quando os clientes perguntam sobre o uso exclusivo de hipofosfito de alumínio (AHP) ou combinações de AHP + MCA para retardamento de chama livre de halogênio em borracha de silicone para atingir a classificação V0, a resposta é sim — mas ajustes na dosagem são necessários com base nos requisitos de retardância à chama. Abaixo estão recomendações específicas para diferentes cenários:
1. Utilizando apenas hipofosfito de alumínio (AHP)
Cenários de aplicação: Para requisitos UL94 V-1/V-2 ou aplicações sensíveis a fontes de nitrogênio (por exemplo, evitando efeitos de espuma do MCA que podem afetar a aparência).
Formulação recomendada:
- Borracha base: Borracha de silicone metil vinil (VMQ, 100 phr)
- Hipofosfito de alumínio (AHP): 20–30 phr
- Alto teor de fósforo (40%); 20 phr fornecem aproximadamente 8% de fósforo para retardamento de chama básico.
- Para UL94 V-0, aumentar para 30 phr (pode afetar as propriedades mecânicas).
- Carga de reforço: Sílica fumada (10–15 phr, mantém a resistência)
- Aditivos: Óleo de silicone hidroxilado (2 phr, melhora o processamento) + agente de cura (peróxido ou sistema de platina)
Características:
- A tecnologia AHP, por si só, depende da resistência à chama na fase condensada (formação de carvão), melhorando significativamente o índice de oxigênio (LOI) da borracha de silicone, mas com supressão limitada de fumaça.
- Dosagens elevadas (>25 phr) podem aumentar a dureza do material; a adição de 3 a 5 phr de borato de zinco pode melhorar a qualidade da camada carbonizada.
2. Combinação AHP + MCA
Cenários aplicáveis: Requisitos UL94 V-0, visando baixa dosagem de aditivos com sinergia de retardante de chama na fase gasosa.
Formulação recomendada:
- Borracha base: VMQ (100 phr)
- Hipofosfito de alumínio (AHP): 12–15 phr
- Fornece fósforo e promove a formação de carvão.
- MCA: 8–10 phr
- A fonte de nitrogênio age em sinergia com o AHP (efeito PN), liberando gases inertes (por exemplo, NH₃) para suprimir a propagação da chama.
- Carga de reforço: Sílica fumada (10 phr)
- Aditivos: Agente de acoplamento de silano (1 phr, melhora a dispersão) + agente de cura
Características:
- Dosagem total de retardante de chama: ~20–25 phr, significativamente menor do que o AHP sozinho.
- O MCA reduz a dosagem de AHP, mas pode afetar ligeiramente a transparência (recomenda-se o nano-MCA caso seja necessária transparência).
3. Comparação dos principais parâmetros
| Formulação | Retardância à chama esperada | Dosagem total (phr) | Prós e contras |
|---|---|---|---|
| AHP sozinho (20 phr) | UL94 V-1 | 20 | Simples e de baixo custo; V-0 requer ≥30 phr, com degradação de desempenho. |
| AHP sozinho (30 phr) | UL94 V-0 | 30 | Alta resistência à chama, porém com maior dureza e menor alongamento. |
| AHP 15 + MCA 10 | UL94 V-0 | 25 | Efeito sinérgico, desempenho equilibrado — recomendado para testes iniciais. |
4. Recomendações experimentais
- Teste prioritário para AHP + MCA (15+10 phr): Se V-0 for alcançado, reduza gradualmente o AHP (ex.: 12+10).
- Verificação apenas com AHP: Comece com 20 phr, aumente em 5 phr por teste para avaliar LOI e UL94, monitorando as alterações nas propriedades mecânicas.
- Para suprimir a fumaça: Adicione de 3 a 5 phr de borato de zinco às formulações acima para reduzir a fumaça sem comprometer a resistência à chama.
5. Alguns polifosfatos de amônio revestidos
Temos alguns clientes que utilizam com sucesso o TF-201G para borracha de silicone.
Para otimizar ainda mais, considere incorporar pequenas quantidades de hidróxido de alumínio (10–15 phr) para reduzir os custos gerais, embora isso aumente o teor total de carga.
More inof., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Data da publicação: 25 de julho de 2025
