Recommandations pour la conception de formulations ignifuges pour le polystyrène choc sans halogène (HIPS)
Exigences du client: HIPS ignifugé pour boîtiers d'appareils électriques, résistance aux chocs ≥7 kJ/m², indice de fluidité à chaud (MFI) ≈6 g/10 min, moulage par injection.
1. Système ignifuge synergique phosphore-azote
Formulation ignifuge HIPS (Tableau 1)
| Composant | Chargement (phr) | Remarques |
| Résine HIPS | 100 | Matériau de base |
| Polyphosphate d'ammonium (APP) | 15-20 | Source de phosphore |
| cyanurate de mélamine (MCA) | 5-10 | Source d'azote, en synergie avec l'APP |
| Graphite expansé (EG) | 3-5 | Améliore la formation de charbon |
| Agent anti-goutte (PTFE) | 0,3-0,5 | Empêche la formation de gouttelettes en fusion |
| agent de compatibilisation (par exemple, HIPS greffé MAH) | 2-3 | Améliore la dispersion |
Caractéristiques:
- RéaliseUL94 V-0via la formation de charbon intumescent à partir de la synergie APP/MCA.
- Sans halogène et respectueux de l'environnement, mais peut réduire les propriétés mécaniques ; une optimisation est nécessaire.
2. Système ignifuge à base d'hydroxyde métallique
Formulation HIPS (Tableau 2)
| Composant | Chargement (phr) | Remarques |
| Résine HIPS | 100 | - |
| Hydroxyde d'aluminium (ATH) | 40-60 | retardateur de flamme primaire |
| Hydroxyde de magnésium (MH) | 10-20 | Synergie avec ATH |
| Agent de couplage silane (par exemple, KH-550) | 1-2 | Améliore la dispersion des charges |
| Agent de renforcement (par exemple, SEBS) | 5-8 | Compense la perte de résistance aux chocs |
Caractéristiques:
- NécessiteChargement >50%pour UL94 V-0, mais dégrade la résistance aux chocs et le débit.
- Convient aux applications à faible émission de fumée et à faible toxicité (par exemple, le transport ferroviaire).
3. Système synergique phosphore-azote (hypophosphite d'aluminium + MCA)
Formulation HIPS optimisée
| Composant | Chargement (phr) | Fonction/Remarques |
| HIPS (qualité à haute résistance aux chocs, par exemple PS-777) | 100 | Matériau de base (impact ≥5 kJ/m²) |
| Hypophosphite d'aluminium (AHP) | 12-15 | Source de phosphore, stabilité thermique |
| cyanurate de mélamine (MCA) | 6-8 | Source d'azote, en synergie avec l'AHP |
| SEBS/SBS | 8-10 | Renforcement critique pour une résistance aux chocs ≥7 kJ/m² |
| huile de paraffine liquide/époxydée | 1-2 | Lubrifiant, améliore l'écoulement/la dispersion |
| PTFE | 0,3-0,5 | Agent anti-goutte |
| Antioxydant 1010 | 0,2 | Prévient la dégradation |
Principales considérations de conception :
- Sélection de résine:
- Utilisez des notes HIPS à fort impact (par exemple,Chimei PH-888,Taïfa PG-33) avec une résistance aux chocs intrinsèque de 5 à 6 kJ/m². Le SEBS améliore encore la ténacité.
- Contrôle de la fluidité:
- Les AHP/MCA réduisent l'indice MFI ; compenser avec des lubrifiants (par exemple, de la paraffine liquide) ou des plastifiants (par exemple, de l'huile de soja époxydée).
- Si l'IMF reste faible, ajoutez2 à 3 phr de TPUpour améliorer la fluidité et la résistance.
- Validation de la résistance au feu:
- L'AHP peut être réduit à12 phrsi combiné avec2–3 phr EGpour maintenir UL94 V-0.
- PourUL94 V-2, réduire les quantités de retardateurs de flamme pour privilégier l'impact/le flux.
- Paramètres de moulage par injection:
- Température:180–220 °C(éviter la dégradation AHP/HIPS).
- Vitesse d'injection :Moyen-élevépour éviter un remplissage incomplet.
Performances attendues :
| Propriété | Valeur cible | Norme d'essai |
| Force d'impact | ≥7 kJ/m² | ISO 179/1eA |
| MFI (200°C/5 kg) | 5–7 g/10 min | ASTM D1238 |
| ignifuge | UL94 V-0 (1,6 mm) | UL94 |
| Résistance à la traction | ≥25 MPa | ISO 527 |
4. Solutions alternatives
- Option sensible aux coûts: Remplacer partiellement AHP parphosphore rouge microencapsulé (3–5 phr), mais notez la limitation de couleur (brun rougeâtre).
- Validation: Effectuer des essais à petite échelle pour équilibrer l'impact et la résistance au feu avant d'optimiser le flux.
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Date de publication : 15 août 2025
