Formulation ignifuge sans halogène PBT

Formulation ignifuge sans halogène PBT

Pour développer un système ignifuge (FR) sans halogène pour le PBT, il est essentiel d'équilibrer l'efficacité de l'ignifugation, la stabilité thermique, la compatibilité avec la température de traitement et les propriétés mécaniques.

I. Combinaisons ignifuges de base

1. Hypophosphite d'aluminium + Cyanurate de mélamine (MCA) + Borate de zinc

Mécanisme:

• Hypophosphite d'aluminium (stabilité thermique > 300 °C) : favorise la formation de charbon en phase condensée et libère des radicaux PO· en phase gazeuse pour interrompre les réactions en chaîne de combustion.
• MCA (température de décomposition ~300°C) : La décomposition endothermique libère des gaz inertes (NH₃, H₂O), diluant les gaz inflammables et supprimant les coulures de fusion.
• Borate de zinc (température de décomposition > 300 °C) : Améliore la formation de charbon vitreux, réduisant la fumée et la rémanence.

Rapport recommandé :
Hypophosphite d'aluminium (10-15%) + MCA (5-8%) + Borate de zinc (3-5%).

2. Hydroxyde de magnésium modifié en surface + hypophosphite d'aluminium + phosphinate organique (par exemple, ADP)

Mécanisme:

• Hydroxyde de magnésium modifié (température de décomposition ~300°C) : le traitement de surface (silane/titanate) améliore la dispersion et la stabilité thermique tout en absorbant la chaleur pour abaisser la température du matériau.
• Phosphinate organique (par exemple, ADP, stabilité thermique > 300 °C) : retardateur de flamme en phase gazeuse très efficace, en synergie avec les systèmes phosphore-azote.

Rapport recommandé :
Hydroxyde de magnésium (15-20%) + Hypophosphite d'aluminium (8-12%) + ADP (5-8%).

II. Synergistes optionnels

• Nano Clay/Talc (2-3%) : Améliore la qualité du charbon et les propriétés mécaniques tout en réduisant le dosage de FR.
• PTFE (Polytétrafluoroéthylène, 0,2-0,5 %) : Agent anti-goutte pour éviter la combustion des gouttelettes.
• Poudre de silicone (2-4%) : Favorise la formation d'une couche de carbone dense, améliorant la résistance au feu et la brillance de la surface.

III. Combinaisons à éviter

• Hydroxyde d'aluminium : se décompose à 180-200 °C (en dessous de la température de traitement du PBT de 220-250 °C), ce qui entraîne une dégradation prématurée.
• Hydroxyde de magnésium non modifié : nécessite un traitement de surface pour éviter l’agglomération et la décomposition thermique pendant la transformation.

IV. Recommandations d'optimisation des performances

1. Traitement de surface : Utiliser des agents de couplage silane sur l'hydroxyde de magnésium et le borate de zinc pour améliorer la dispersion et la liaison interfaciale.
2. Contrôle de la température de traitement : s'assurer que la température de décomposition du FR est supérieure à 250 °C afin d'éviter toute dégradation pendant le traitement.
3. Équilibre des propriétés mécaniques : Incorporer des nano-charges (par exemple, SiO₂) ou des agents de renforcement (par exemple, POE-g-MAH) pour compenser la perte de résistance.

V. Exemple de formulation typique

VI. Paramètres clés des tests

• Ignifugation : UL94 V-0 (1,6 mm), LOI > 35 %.
• Stabilité thermique : résidu TGA > 25 % (600 °C).
• Propriétés mécaniques : résistance à la traction > 45 MPa, résistance aux chocs sur éprouvette entaillée > 4 kJ/m².

En optimisant les proportions, il est possible d'obtenir un système ignifuge efficace sans halogène tout en préservant les performances globales du PBT.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com