I. Phân tích khả năng áp dụng chất chống cháy hiện có
Aluminum Hydroxide (ATH)
Ưu điểm:
- Tương thích với môi trường, chi phí thấp.
- Hoạt động thông qua phân hủy nội nhiệt và giải phóng hơi nước, phù hợp với các hệ thống không chứa halogen.
Nhược điểm:
- Cần tải trọng cao (30-50 phr) để hiệu quả, có thể ảnh hưởng đến độ đàn hồi và mật độ của bọt biển.
Áp dụng:
- Thích hợp cho các công thức chống cháy cơ bản.
- Đề nghị kết hợp với các chất hợp tác (ví dụ, kẽm borat).
Zinc Borate
Ưu điểm:
- Chất chống cháy hợp tác, tăng hiệu quả của ATH.
- Thúc đẩy sự hình thành than và ngăn chặn khói.
Nhược điểm:
- Hiệu quả hạn chế khi sử dụng một mình; yêu cầu kết hợp với các chất chống cháy khác.
Áp dụng:
- Được khuyến cáo làm chất hợp tác cho ATH hoặc hypophosphite nhôm.
Aluminium Hypophosphite
Ưu điểm:
- Hiệu quả cao, không có halogen, tải thấp (10-20 phr).
- Độ ổn định nhiệt tốt, phù hợp với các yêu cầu về độ chống cháy cao.
Nhược điểm:
- Chi phí cao hơn.
- Khả năng tương thích với hệ thống latex cần được xác minh.
Áp dụng:
- Thích hợp với các tiêu chuẩn chống cháy cao (ví dụ: UL94 V-0).
- Có thể sử dụng một mình hoặc kết hợp.
MCA (Melamine Cyanurate)
Ưu điểm:
- Chất chống cháy dựa trên nitơ, chống khói.
Nhược điểm:
- Sự phân tán kém.
- Có thể làm ảnh hưởng đến việc tạo ra bọt.
- Nhiệt độ phân hủy cao (~ 300 °C), không phù hợp với chế biến latex nhiệt độ thấp.
Áp dụng:
- Không được khuyến cáo là ưu tiên; yêu cầu xác nhận bằng thí nghiệm.
II. Các công thức khuyến cáo và đề xuất quy trình
Công thức 1: ATH + Zinc Borate (Lựa chọn kinh tế)
Thành phần:
- Aluminum Hydroxide (ATH): 30-40 phr
- Zinc Borate: 5-10 phr
- Chất phân tán (ví dụ như chất kết nối silane): 1-2 phr (cải thiện khả năng phân tán)
Đặc điểm:
- Chi phí thấp, thân thiện với môi trường.
- Phù hợp với các yêu cầu về độ chống cháy chung (ví dụ: UL94 HF-1).
- Có thể làm giảm một chút khả năng phục hồi của bọt biển; tối ưu hóa Vulcanization cần thiết.
Công thức 2: Aluminium Hypophosphite + Zinc Borate (Phương pháp hiệu quả cao)
Thành phần:
- Aluminium Hypophosphite: 15-20 phr
- Zinc Borate: 5-8 phr
- chất làm mềm (ví dụ: paraffin lỏng): 2-3 phr (cải thiện khả năng chế biến)
Đặc điểm:
- Hiệu quả chống cháy cao, tải thấp.
- Thích hợp cho các kịch bản có nhu cầu cao (ví dụ: đốt thẳng đứng V-0).
- Khả năng tương thích của nhôm hypophosphite với latex cần được thử nghiệm.
Công thức 3: ATH + Aluminium Hypophosphite (Lựa chọn cân bằng)
Thành phần:
- Aluminum Hydroxide: 20-30 phr
- Aluminium Hypophosphite: 10-15 phr
- Zinc Borate: 3-5 phr
Đặc điểm:
- Cân bằng chi phí và hiệu suất.
- Giảm sự phụ thuộc vào một chất chống cháy duy nhất, giảm thiểu tác động đến tính chất vật lý.
III. Các cân nhắc về quy trình
Sự phân tán:
- Các chất chống cháy nên được nghiền đến ≤ 5μm để tránh ảnh hưởng đến cấu trúc bọt.
- Nên phân tán trước trong vải mủ hoặc thiết bị trộn tốc độ cao.
Tình trạng chữa bệnh:
- Kiểm soát nhiệt độ làm cứng (thường là 110-130 °C cho latex) để ngăn ngừa sự phân hủy sớm của chất chống cháy.
Kiểm tra hiệu suất:
- Các thử nghiệm thiết yếu: Chỉ số oxy (LOI), cháy dọc (UL94), mật độ, khả năng phục hồi.
- Nếu khả năng chống cháy là không đủ, tăng dần tỷ lệ hypophosphite nhôm hoặc ATH.
IV. Các khuyến nghị bổ sung
Kiểm tra MCA:
- Nếu thử nghiệm, sử dụng 5-10 phr trong các lô nhỏ để quan sát tác động đến sự đồng nhất tạo bọt.
Chứng nhận môi trường:
- Đảm bảo các chất chống cháy được chọn tuân thủ RoHS / REACH cho xuất khẩu.
Trộn hợp tác:
- Xem xét thêm một lượng nhỏ nanoclay (2-3 phr) để tăng hiệu ứng ngăn chặn than.
Đề xuất này phục vụ như một tham chiếu. Các thử nghiệm quy mô nhỏ được khuyến cáo để tối ưu hóa tỷ lệ và tham số quy trình cụ thể.