Aanbevelingen voor het ontwerpen van vlamvertragende formuleringen voor halogeenvrij slagvast polystyreen (HIPS)
Klantvereisten: Vlamvertragend HIPS voor behuizingen van elektrische apparaten, slagvastheid ≥7 kJ/m², smeltstroomindex (MFI) ≈6 g/10min, spuitgieten.
1. Synergetisch vlamvertragend systeem op basis van fosfor en stikstof
HIPS-vlamvertragende formulering (tabel 1)
| component | Laden (phr) | Opmerkingen |
| HIPS-hars | 100 | Basismateriaal |
| Ammoniumpolyfosfaat (APP) | 15-20 | Fosforbron |
| Melaminecyanuraat (MCA) | 5-10 | Stikstofbron, werkt synergetisch samen met APP |
| Geëxpandeerd grafiet (EG) | 3-5 | Bevordert de vorming van houtskool |
| Antidruppelmiddel (PTFE) | 0,3-0,5 | Voorkomt gesmolten druppels |
| Compatibilisator (bijv. MAH-geënte HIPS) | 2-3 | Verbetert de verspreiding |
Functies:
- BereiktUL94 V-0via de vorming van opschuimende koolstof door de synergie tussen APP en MCA.
- Halogeenvrij en milieuvriendelijk, maar kan de mechanische eigenschappen verminderen; optimalisatie is vereist.
2. Metaalhydroxide vlamvertragend systeem
HIPS-formulering (tabel 2)
| component | Laden (phr) | Opmerkingen |
| HIPS-hars | 100 | - |
| Aluminiumhydroxide (ATH) | 40-60 | Primaire vlamvertrager |
| Magnesiumhydroxide (MH) | 10-20 | Werkt synergetisch samen met ATH. |
| Silaankoppelingsmiddel (bijv. KH-550) | 1-2 | Verbetert de verspreiding van vulstoffen |
| Verharder (bijv. SEBS) | 5-8 | Compenseert het verlies aan slagvastheid |
Functies:
- Vereist>50% belastingvoor UL94 V-0, maar vermindert de slagvastheid en de vloei.
- Geschikt voor toepassingen met weinig rookontwikkeling en lage toxiciteit (bijv. spoorvervoer).
3. Synergetisch fosfor-stikstofsysteem (aluminiumhypofosfiet + MCA)
Geoptimaliseerde HIPS-formulering
| component | Laden (phr) | Functie/Opmerkingen |
| HIPS (hoge impactklasse, bijv. PS-777) | 100 | Basismateriaal (slagkracht ≥5 kJ/m²) |
| Aluminiumhypofosfiet (AHP) | 12-15 | Fosforbron, thermische stabiliteit |
| Melaminecyanuraat (MCA) | 6-8 | Stikstofbron, werkt synergetisch samen met AHP |
| SEBS/SBS | 8-10 | Kritische versteviger voor impact ≥7 kJ/m² |
| Vloeibare paraffine/geëpoxyleerde sojaolie | 1-2 | Smeermiddel, verbetert de doorstroming/verspreiding. |
| PTFE | 0,3-0,5 | Antidruppelmiddel |
| Antioxidant 1010 | 0,2 | Voorkomt degradatie |
Belangrijke ontwerpoverwegingen:
- Harsselectie:
- Gebruik HIPS-graden met een hoge impact (bijv.Chimei PH-888,Taifa PG-33) met een inherente slagvastheid van 5–6 kJ/m². SEBS verbetert de taaiheid verder.
- Vloeibaarheidscontrole:
- AHP/MCA verminderen de MFI; dit kan worden gecompenseerd met smeermiddelen (bijv. vloeibare paraffine) of weekmakers (bijv. geëpoxyleerde sojaolie).
- Als de MFI laag blijft, voeg dan toe2–3 phr TPUOm de vloeibaarheid en taaiheid te verbeteren.
- Validatie van vlamvertragendheid:
- AHP kan worden vereenvoudigd tot12 phrindien gecombineerd met2–3 phr EGom UL94 V-0 te behouden.
- VoorUL94 V-2Verminder de hoeveelheid vlamvertragers om prioriteit te geven aan impact/doorstroming.
- Spuitgietparameters:
- Temperatuur:180–220 °C(voorkom AHP/HIPS-degradatie).
- Injectiesnelheid:Middelhoogom onvolledige vulling te voorkomen.
Verwachte prestaties:
| Eigendom | Doelwaarde | Testnorm |
| Slagkracht | ≥7 kJ/m² | ISO 179/1eA |
| MFI (200°C/5 kg) | 5–7 g/10 min | ASTM D1238 |
| Vlamvertragendheid | UL94 V-0 (1,6 mm) | UL94 |
| Treksterkte | ≥25 MPa | ISO 527 |
4. Alternatieve oplossingen
- Kostenbewuste optie: Vervang AHP gedeeltelijk doormicro-ingekapseld rood fosfor (3–5 phr)Maar let op de kleurbeperking (roodbruin).
- GeldigmakingVoer kleinschalige proeven uit om de balans tussen impact en brandvertragendheid te bepalen alvorens de doorstroming te optimaliseren.
More info. , pls contact lucy@taifeng-fr.com
Geplaatst op: 15 augustus 2025
