Formulação de referência do masterbatch retardante de chama PP V2
Para atingir a classificação de retardância à chama UL94 V2 em masterbatches de PP (polipropileno), é necessária uma combinação sinérgica de retardantes de chama, mantendo o desempenho de processamento e as propriedades mecânicas. Abaixo, segue uma recomendação de formulação otimizada com explicações:
I. Recomendação de Formulação Base
Formulação retardante de chamas:
| Componente | Carga (em % em peso) | Descrição da função |
| Resina PP | 50-60% | Resina transportadora (recomenda-se uma resina com alto índice de fluidez, por exemplo, MFI 20-30 g/10 min). |
| Hipofosfito de alumínio | 15-20% | Fonte ácida, promove a formação de carvão, boa estabilidade térmica para processamento de PP |
| Borato de zinco | 5-8% | Retardante de chama sinérgico, suprime a fumaça e melhora a resistência à chama na fase gasosa. |
| Hidróxido de alumínio com superfície modificada | 10-15% | Decomposição endotérmica, reduz a temperatura de combustão (tratamento de superfície, por exemplo, com agente de acoplamento de silano, recomendado). |
| Dipentaeritritol (Di-PE) | 5-8% | Fonte de carbono, em sinergia com a fonte ácida, forma carvão intumescente. |
| Polifosfato de melamina (MPP) | 3-5% | Fonte de gás (suplemento recomendado), libera gases inertes para aumentar a intumescência. |
| Agente Anti-Gotejamento (PTFE) | 0,3-0,5% | Reduz o gotejamento do material derretido (opcional para a versão 2, já que o gotejamento é permitido). |
| Antioxidante (1010/168) | 0,3-0,5% | Previne a degradação termo-oxidativa durante o processamento. |
| Lubrificante (estearato de zinco) | 0,5-1% | Melhora a fluidez e a dispersão durante o processamento. |
| Veículo de Cor e Pigmento | Conforme necessário | Selecione pigmentos resistentes a altas temperaturas para evitar reações com retardantes de chama. |
II. Pontos-chave de otimização
- Sistema Sinérgico Retardante de Chamas
- Retardador de Chama Intumescente (IFR):Hipofosfito de alumínio (fonte ácida) + Di-PE (fonte de carbono) + MPP (fonte de gás) formam um sistema IFR, criando uma camada carbonizada isolante para bloquear o calor e o oxigênio.
- Sinergia do borato de zinco:Reage com o hipofosfito de alumínio para formar uma camada protetora vítrea, aumentando a resistência à chama na fase gasosa.
- Hidróxido de alumínio modificado:O tratamento de superfície reduz a liberação de umidade durante o processamento, ao mesmo tempo que proporciona decomposição endotérmica para diminuir a temperatura de combustão.
- Equilíbrio entre Processamento e Desempenho
- A carga total de retardante de chama deve ser controlada em35-45%para evitar perdas significativas das propriedades mecânicas.
- UsarResina PP de alto MFI (ex: PPH-Y40)Para melhorar a dispersão do masterbatch e reduzir a viscosidade.
- Recomendações para testes e validação
- Teste de combustão vertical UL94:Garanta que as chamas se extinguam sozinhas dentro do corpo.60 segundosapós duas ignições.
- Testes mecânicos:Foque na resistência à tração (≥20 MPa) e resistência ao impacto (≥4 kJ/m²).
- Estabilidade térmica (TGA):Verificar se as temperaturas de decomposição do retardante de chama correspondem à faixa de processamento do PP (180–220°C).
III. Ajustes opcionais
- Para maior resistência à chama (ex.: V0):
- Aumentar o hipofosfito de alumínio para25%, adicionar2% de silicone(supressão de fumaça) e elevar o PTFE para0,8%.
- Aplicações com restrições de custo:
- Reduzir o teor de MPP e aumentar moderadamente o hidróxido de alumínio (para garantir a estabilidade do processamento).
IV. Considerações importantes
- Produção de Masterbatch:Pré-misturar retardantes de chama com resina transportadora;Extrusão de rosca dupla (180–210°C)É recomendável.
- Secagem com hidróxido de alumínio:Seco em110°C por 4 horasPara evitar bolhas durante o processamento.
- Relação Di-PE/hipofosfito de alumínio:Manter1:2 a 1:3para otimizar a eficiência da formação de carvão.
Com essa formulação otimizada e abordagem de processamento,Retardância à chama UL94 V2Pode-se obter resultados consistentes, preservando o desempenho do processamento e a estabilidade da cor. Recomenda-se a realização de testes em pequena escala para ajustes finos com base nos resultados.
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Data da publicação: 08/07/2025
