I. Analisi dell'applicabilità dei ritardanti di fiamma esistenti
Idrossido di alluminio (ATH)
Vantaggi:
- Ambientale, a basso costo.
- Funziona attraverso la decomposizione endotermica e il rilascio di vapore acqueo, adatto a sistemi privi di alogeni.
Svantaggi:
- Richiede un carico elevato (30-50 phr) per l'efficacia, il che può influenzare l'elasticità e la densità della spugna.
Applicabilità:
- Adatto per formulazioni di base di ritardanti di fiamma.
- Si raccomanda di combinare con sinergisti (ad esempio, borato di zinco).
Borato di zinco
Vantaggi:
- Ritardante di fiamma sinergico, aumenta l'efficacia dell'ATH.
- Promuove la formazione di carbone e sopprime il fumo.
Svantaggi:
- L'efficacia è limitata se usata da sola; è necessaria una combinazione con altri ritardanti di fiamma.
Applicabilità:
- Consigliato come sinergista per l'ATH o l'ipofosfito di alluminio.
Aluminio ipofosfito
Vantaggi:
- Alta efficienza, senza alogeni, basso carico (10-20 phr).
- Buona stabilità termica, adatta a requisiti elevati di ritardamento della fiamma.
Svantaggi:
- Un costo più alto.
- La compatibilità con i sistemi in lattice deve essere verificata.
Applicabilità:
- Adatto per elevate norme di ritardamento della fiamma (ad esempio UL94 V-0).
- Può essere usato da solo o in combinazione.
MCA (cianurato di melamina)
Vantaggi:
- Ritardante di fiamma a base di azoto, antifumo.
Svantaggi:
- Scarsa dispersione.
- Può interferire con la formazione di schiuma.
- Alta temperatura di decomposizione (~ 300°C), non corrispondente alla lavorazione del lattice a bassa temperatura.
Applicabilità:
- Non raccomandato come priorità; richiede una convalida sperimentale.
II. Formulazioni raccomandate e suggerimenti di processo
Formulazione 1: ATH + borato di zinco (opzione economica)
Composizione:
- Idrossido di alluminio (ATH): 30-40 phr
- Borato di zinco: 5-10 phr
- Dispersante (ad esempio, agente di accoppiamento silano): 1-2 phr (migliora la dispersibilità)
Caratteristiche:
- A basso costo, ecologica.
- Adatto ai requisiti generali di ritardanza della fiamma (ad esempio, UL94 HF-1).
- Può ridurre leggermente la resistenza della spugna; è necessaria un'ottimizzazione della vulcanizzazione.
Formulazione 2: ipofosfito di alluminio + borato di zinco (opzione ad alta efficienza)
Composizione:
- Ipophosphite di alluminio: 15-20 phr
- Borato di zinco: 5-8 phr
- Plastificante (ad esempio, paraffina liquida): 2-3 phr (migliora la trasformabilità)
Caratteristiche:
- Alta efficienza di ritardamento della fiamma, basso carico.
- Adatto per scenari ad elevata domanda (ad esempio, bruciatura verticale V-0).
- La compatibilità dell'ipofosfito di alluminio con il lattice deve essere testata.
Formulazione 3: ATH + ipofosfito di alluminio (opzione equilibrata)
Composizione:
- Idrossido di alluminio: 20-30 phr
- Ipophosphite di alluminio: 10-15 phr
- Borato di zinco: 3-5 phr
Caratteristiche:
- Bilancia costi e prestazioni.
- Riduce la dipendenza da un singolo ritardante di fiamma, riducendo al minimo l'impatto sulle proprietà fisiche.
III. Considerazioni di processo
Dispersibilità:
- I ritardanti di fiamma devono essere macinati fino a ≤ 5 μm per evitare di influenzare la struttura della schiuma.
- Si raccomanda la pre-dispersione in lattice o in apparecchiature di miscelazione ad alta velocità.
Condizioni di cura:
- Controllare la temperatura di raffreddamento (in genere 110-130°C per il lattice) per evitare la decomposizione prematura dei ritardanti di fiamma.
Controllo delle prestazioni:
- Test essenziali: indice di ossigeno (LOI), bruciatura verticale (UL94), densità, resistenza.
- Se il ritardamento della fiamma è insufficiente, aumentare gradualmente i rapporti di ipofosfito di alluminio o di ATH.
IV. Raccomandazioni supplementari
Test MCA:
- In caso di sperimentazione, utilizzare 5-10 phr in piccoli lotti per osservare l'impatto sull'uniformità della schiuma.
Certificazioni ambientali:
- Garantire che i ritardanti di fiamma selezionati siano conformi alla normativa RoHS/REACH per le esportazioni.
Miscele sinergiche:
- Considerare l'aggiunta di piccole quantità di nano argilla (2-3 phr) per migliorare gli effetti di barriera del carbone.
La presente proposta serve da riferimento: si raccomanda di effettuare prove su piccola scala per ottimizzare i rapporti specifici e i parametri di processo.