Recomendações para o projeto de formulações retardantes de chama para poliestireno de alto impacto (HIPS) livre de halogênios
Requisitos do clienteHIPS retardante de chamas para carcaças de eletrodomésticos, resistência ao impacto ≥7 kJ/m², índice de fluidez (MFI) ≈6 g/10min, moldagem por injeção.
1. Sistema retardante de chama sinérgico de fósforo e nitrogênio
Formulação retardante de chama HIPS (Tabela 1)
| Componente | Carregando (phr) | Observações |
| Resina HIPS | 100 | Material base |
| Polifosfato de amônio (APP) | 15-20 | Fonte de fósforo |
| Cianurato de melamina (MCA) | 5-10 | Fonte de nitrogênio, sinergiza com APP |
| Grafite expandido (EG) | 3-5 | Aumenta a formação de carvão |
| Agente anti-gotejamento (PTFE) | 0,3-0,5 | Impede a formação de gotículas derretidas |
| Compatibilizante (ex.: HIPS com enxerto de MAH) | 2-3 | Melhora a dispersão |
Características:
- ConquistaUL94 V-0por meio da formação de carvão intumescente resultante da sinergia entre APP e MCA.
- Livre de halogênios e ecologicamente correto, mas pode reduzir as propriedades mecânicas; requer otimização.
2. Sistema retardante de chamas de hidróxido metálico
Formulação HIPS (Tabela 2)
| Componente | Carregando (phr) | Observações |
| Resina HIPS | 100 | - |
| Hidróxido de alumínio (ATH) | 40-60 | Retardante de chama primário |
| Hidróxido de magnésio (MH) | 10-20 | Sinergiza com ATH |
| Agente de acoplamento de silano (ex.: KH-550) | 1-2 | Melhora a dispersão do material de enchimento. |
| Endurecedor (ex: SEBS) | 5-8 | Compensa a perda de resistência ao impacto |
Características:
- Requer>50% de cargapara UL94 V-0, mas degrada a resistência ao impacto e o fluxo.
- Adequado para aplicações com baixa emissão de fumaça/baixa toxicidade (ex.: transporte ferroviário).
3. Sistema sinérgico de fósforo-nitrogênio (hipofosfito de alumínio + MCA)
Formulação otimizada de HIPS
| Componente | Carregando (phr) | Função/Notas |
| HIPS (grau de alto impacto, por exemplo, PS-777) | 100 | Material base (impacto ≥5 kJ/m²) |
| Hipofosfito de alumínio (AHP) | 12-15 | Fonte de fósforo, estabilidade térmica |
| Cianurato de melamina (MCA) | 6-8 | Fonte de nitrogênio, sinergiza com AHP |
| SEBS/SBS | 8-10 | Reforço crítico para impacto ≥7 kJ/m² |
| Parafina líquida/óleo de soja epoxidado | 1-2 | Lubrificante, melhora o fluxo/dispersão |
| PTFE | 0,3-0,5 | Agente antigotejamento |
| Antioxidante 1010 | 0,2 | Impede a degradação |
Principais considerações de projeto:
- Seleção de resina:
- Use classificações HIPS de alto impacto (por exemplo,Chimei PH-888,Taifa PG-33) com resistência ao impacto inerente de 5–6 kJ/m². O SEBS aumenta ainda mais a tenacidade.
- Controle de Fluidez:
- AHP/MCA reduzem o MFI; compense com lubrificantes (ex.: parafina líquida) ou plastificantes (ex.: óleo de soja epoxidado).
- Se o MFI permanecer baixo, adicione2–3 phr TPUPara melhorar a fluidez e a resistência.
- Validação de Retardância à Chama:
- AHP pode ser reduzido a12 phrse combinado com2–3 phr EGpara manter a conformidade com a norma UL94 V-0.
- ParaUL94 V-2, reduzir a quantidade de retardante de chama para priorizar o impacto/fluxo.
- Parâmetros de Moldagem por Injeção:
- Temperatura:180–220°C(evitar a degradação de AHP/HIPS).
- Velocidade de injeção:Médio-altopara evitar enchimento incompleto.
Desempenho esperado:
| Propriedade | Valor alvo | Padrão de teste |
| Força de impacto | ≥7 kJ/m² | ISO 179/1eA |
| MFI (200°C/5 kg) | 5–7 g/10 min | ASTM D1238 |
| Retardante de chama | UL94 V-0 (1,6 mm) | UL94 |
| Resistência à tracção | ≥25 MPa | ISO 527 |
4. Soluções Alternativas
- Opção sensível ao custoSubstituir parcialmente o AHP porfósforo vermelho microencapsulado (3–5 phr), mas observe a limitação de cor (marrom-avermelhado).
- ValidaçãoRealizar testes em pequena escala para equilibrar o impacto e a resistência à chama antes de otimizar o fluxo.
More info. , pls contact lucy@taifeng-fr.com
Data da publicação: 15 de agosto de 2025
