एसके पॉलिएस्टर ES500 (UL94 V0 रेटिंग) के लिए एक संदर्भ ज्वाला मंदक सूत्रीकरण।

एसके पॉलिएस्टर ES500 (UL94 V0 रेटिंग) के लिए एक संदर्भ ज्वाला मंदक सूत्रीकरण।

I. सूत्रीकरण डिजाइन दृष्टिकोण

1. सब्सट्रेट संगतता
   • एसके पॉलिएस्टर ES500: एक थर्मोप्लास्टिक पॉलिएस्टर जिसका विशिष्ट प्रसंस्करण तापमान 220-260°C होता है। ज्वाला मंदक को इस तापमान सीमा का सामना करना पड़ता है।
   • मुख्य आवश्यकताएं: ज्वाला मंदता (V0), यांत्रिक गुण (तन्य/प्रभाव शक्ति), और प्रसंस्करण तरलता को संतुलित करना।
2. सहक्रियात्मक ज्वाला मंदक प्रणाली
   • अति सूक्ष्म एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड (ATH): प्राथमिक ज्वाला मंदक, ऊष्माशोषी निर्जलीकरण। लोडिंग में ज्वाला मंदक और यांत्रिक गुणों का संतुलन होना चाहिए।
   • एल्युमिनियम हाइपोफॉस्फाइट: चार-निर्माण सहक्रियाकारक, ATH के साथ मिलकर फास्फोरस-एल्युमिनियम सहक्रियात्मक प्रभाव उत्पन्न करता है, जिससे चार की गुणवत्ता में सुधार होता है।
   • जिंक बोरेट: चार को बढ़ाता है, धुएं को दबाता है, और ATH के साथ एक घना अवरोध बनाता है।
   • एमसीए (मेलामाइन साइनायुरेट): गैस-चरण ज्वाला मंदक, ऑक्सीजन को पतला करता है और पिघले हुए पदार्थ को टपकने से रोकता है।

II. अनुशंसित फॉर्मूलेशन (वजन प्रतिशत)

III. प्रमुख प्रक्रिया नियंत्रण

1. फैलाव अनुकूलन
   • पूर्व उपचार: ATH और एल्युमीनियम हाइपोफॉस्फाइट को 1% KH-550 इथेनॉल घोल में 2 घंटे के लिए भिगोएं, फिर 80°C पर सुखाएं।
   • मिश्रण अनुक्रम:
     1. बेस रेज़िन + डिस्पर्सेंट + कपलिंग एजेंट → कम गति मिश्रण (500 आरपीएम, 5 मिनट)।
     2. संशोधित ATH/एल्यूमीनियम हाइपोफॉस्फाइट जोड़ें → उच्च गति कतरनी (2500 आरपीएम, 20 मिनट)।
     3. जिंक बोरेट/एमसीए/पीटीएफई डालें → कम गति पर मिश्रण (800 आरपीएम, 10 मिनट)।
   • उपकरण: ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर (तापमान क्षेत्र: फीड क्षेत्र 200°C, पिघलने वाला क्षेत्र 230°C, डाई 220°C).
2. प्रसंस्करण तापमान नियंत्रण
   • एमसीए के अपघटन को रोकने के लिए पिघले हुए पदार्थ का तापमान < 250°C सुनिश्चित करें (एमसीए 250-300°C पर विघटित हो जाता है)।
   • अग्निरोधी पदार्थों के स्थानांतरण को रोकने के लिए, निष्कासन के बाद छर्रों को जल-शीतल करें।

IV. ज्वाला मंदक सहक्रियात्मक तंत्र

1. एटीएच + एल्युमिनियम हाइपोफॉस्फाइट
   • एटीएच ऊष्मा को अवशोषित करता है और जल वाष्प छोड़ता है, जिससे ज्वलनशील गैसें पतली हो जाती हैं।
   • एल्युमीनियम हाइपोफॉस्फाइट सघन चारकोल निर्माण (AlPO₄) को उत्प्रेरित करता है, तथा ऊष्मा स्थानांतरण को अवरुद्ध करता है।
2. जिंक बोरेट + एमसीए
   • जिंक बोरेट चार दरारों पर एक कांच जैसा अवरोध बनाता है।
   • एमसीए विघटित होकर NH₃ मुक्त करता है, ऑक्सीजन को पतला करता है और मुक्त मूलक प्रतिक्रियाओं को बाधित करता है।
3. PTFE एंटी-ड्रिपिंग
   • पीटीएफई माइक्रोपाउडर एक रेशेदार नेटवर्क बनाता है, जिससे पिघलकर प्रज्वलित होने का जोखिम कम हो जाता है।

V. प्रदर्शन ट्यूनिंग और समस्या निवारण

VI. सत्यापन मेट्रिक्स

1. UL94 V0 परीक्षण:
   • 1.6 मिमी और 3.2 मिमी नमूने, दो बार प्रज्वलन के बाद कुल जलने का समय < 50 सेकंड, कोई टपकता प्रज्वलन नहीं।
2. एलओआई: लक्ष्य ≥30% (वास्तविक ≥28%).
3. यांत्रिक विशेषताएं:
   • तन्य शक्ति > 40 MPa, प्रभाव शक्ति > 5 kJ/m² (ASTM मानक)।
4. तापीय स्थिरता (टीजीए):
   • 800°C पर चार अवशेष > 20%, प्रारंभिक अपघटन तापमान > 300°C.

VII. उदाहरण संदर्भ सूत्रीकरण

यह सूत्रीकरण और प्रक्रिया डिज़ाइन, प्रक्रियाक्षमता और यांत्रिक गुणों को संतुलित करते हुए, SK पॉलिएस्टर ES500 के लिए UL94 V0 ज्वालारोधी क्षमता को प्रभावी ढंग से प्राप्त करता है। अनुपातों को ठीक करने (जैसे, एल्युमिनियम हाइपोफॉस्फाइट और MCA को संतुलित करने) से पहले फैलाव की पुष्टि के लिए छोटे पैमाने पर परीक्षणों की सिफारिश की जाती है। ज्वालारोधी क्षमता को और बढ़ाने के लिए, दोहरे-कार्यात्मक तापीय चालक/ज्वालारोधी भराव के रूप में 2% बोरॉन नाइट्राइड नैनोशीट (BNNS) मिलाने पर विचार करें।

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