I. Analyse de l'applicabilité du retardateur de flamme existant
Hydroxyde d'aluminium (ATH)
Les avantages:
- Environnemental et peu coûteux.
- Fonctionne par décomposition endothermique et libération de vapeur d'eau, adapté aux systèmes sans halogène.
Les inconvénients:
- Il nécessite une charge élevée (30-50 phr) pour être efficace, ce qui peut affecter l'élasticité et la densité de l'éponge.
Applicabilité:
- Convient pour les préparations de base de retardateur de flamme.
- Il est recommandé de combiner avec des synergistes (par exemple, le borate de zinc).
Borate de zinc
Les avantages:
- Rétardant de flamme synergique, améliore l'efficacité de l'ATH.
- Il favorise la formation de charbon et supprime la fumée.
Les inconvénients:
- Efficacité limitée lorsqu'il est utilisé seul; nécessite une combinaison avec d'autres retardateurs de flamme.
Applicabilité:
- Recommandé comme synergiste pour l'ATH ou l'hypophosphite d'aluminium.
Hypophosphite d'aluminium
Les avantages:
- Haute efficacité, sans halogène, faible charge (10-20 phr).
- Bonne stabilité thermique, adaptée à des exigences élevées en matière de retardation de flamme.
Les inconvénients:
- Un coût plus élevé.
- La compatibilité avec les systèmes en latex doit être vérifiée.
Applicabilité:
- Convient pour des normes élevées de résistance à la flamme (par exemple, UL94 V-0).
- Peut être utilisé seul ou en association.
MCA (cyanure de mélamine)
Les avantages:
- Rétardant de flamme à base d'azote, anti-fumée.
Les inconvénients:
- Une mauvaise dispersibilité.
- Peut interférer avec la mousse.
- Température de décomposition élevée (~ 300°C), incompatible avec le traitement du latex à basse température.
Applicabilité:
- Ne pas recommander comme priorité; nécessite une validation expérimentale.
II. Formulations recommandées et suggestions de processus
Formule 1: ATH + borate de zinc (option économique)
Composition:
- Hydroxyde d'aluminium (ATH): 30-40 phr
- Borate de zinc: 5-10 phr
- Dispersant (par exemple, agent de couplage au silane): 1-2 phr (améliore la dispersibilité)
Caractéristiques:
- Faible coût, écologique.
- Convient aux exigences générales en matière de résistance à la flamme (par exemple, UL94 HF-1).
- Peut réduire légèrement la résilience de l'éponge; optimisation de vulcanisation nécessaire.
Formulation 2: Hypophosphite d'aluminium + borate de zinc (option à haut rendement)
Composition:
- Hypophosphite d'aluminium: 15 à 20 phr
- Borate de zinc: 5 à 8 phr
- Plastifiant (par exemple, paraffine liquide): 2-3 phr (améliore la traçabilité)
Caractéristiques:
- Efficacité élevée de retard de flamme, faible charge.
- Convient pour les scénarios à forte demande (par exemple, combustion verticale V-0).
- La compatibilité de l'hypophosphite d'aluminium avec le latex doit être testée.
Formulation 3: ATH + hypophosphite d'aluminium (option équilibrée)
Composition:
- Hydroxyde d'aluminium: 20 à 30 phr
- Hypophosphite d'aluminium: 10 à 15 phr
- Borate de zinc: 3-5 phr
Caractéristiques:
- Équilibre coût et performance.
- Réduit la dépendance à un seul retardateur de flamme, minimisant l'impact sur les propriétés physiques.
III. Considérations relatives au processus
Dispersibilité:
- Les retardateurs de flamme doivent être broyés à ≤ 5 μm pour éviter d'affecter la structure de la mousse.
- Il est recommandé de pré-disperser dans du latex ou dans un équipement de mélange à grande vitesse.
Conditions de traitement:
- Contrôler la température de durcissement (généralement 110-130°C pour le latex) afin d'éviter la décomposition prématurée des retardateurs de flamme.
Tests de performance:
- Tests essentiels: indice d'oxygène (LOI), brûlure verticale (UL94), densité, résistance.
- Si la résistance à la flamme est insuffisante, augmenter progressivement les ratios d'hypophosphite d'aluminium ou d'ATH.
IV. Recommandations complémentaires
Tests de l'ACM:
- En cas d'essai, utiliser 5 à 10 phr en petits lots afin d'observer l'impact sur l'uniformité de la mousse.
Certifications environnementales:
- Veiller à ce que les retardateurs de flamme sélectionnés soient conformes à la directive RoHS/REACH pour les exportations.
Les mélanges synergiques:
- Considérez l'ajout de petites quantités de nano-argile (2-3 phr) pour renforcer les effets de barrière au charbon.
Cette proposition sert de référence: des essais à petite échelle sont recommandés pour optimiser les ratios et les paramètres de processus spécifiques.