磷氮阻燃剂能否在硅橡胶中达到 V0 级阻燃标准？
当客户咨询能否仅使用次磷酸铝 (AHP) 或 AHP + MCA 组合来实现硅橡胶的无卤阻燃，从而达到 V0 级阻燃标准时，答案是肯定的——但需要根据阻燃要求调整用量。以下是针对不同情况的具体建议：
1. 单独使用次磷酸铝（AHP）。
适用场景：适用于 UL94 V-1/V-2 要求或对氮源敏感的应用（例如，避免 MCA 的起泡效应可能影响外观）。
推荐配方：
- 基体橡胶：甲基乙烯基硅橡胶（VMQ，100 phr）
- 次磷酸铝（AHP）：20–30 phr
- 磷含量高（40%）；20 phr 可提供约 8% 的磷含量，达到基本阻燃效果。
- 对于 UL94 V-0，增加至 30 phr（可能会影响机械性能）。
- 增强填料：气相二氧化硅（10-15 phr，保持强度）
- 添加剂：羟基硅油（2 phr，改善加工性能）+固化剂（过氧化物或铂体系）
特征：
- AHP 仅依靠凝聚相阻燃（炭化作用），显著提高了硅橡胶的氧指数 (LOI)，但抑制烟雾的效果有限。
- 高剂量（>25 phr）可能会增加材料硬度；添加 3-5 phr 硼酸锌可以改善炭层质量。
2. AHP + MCA 组合
适用场景：UL94 V-0 要求，旨在实现低添加剂用量和气相阻燃剂协同作用。
推荐配方：
- 底胶：VMQ（每小时100美元）
- 次磷酸铝（AHP）：12–15 phr
- 提供磷源，促进炭的形成。
- MCA：8–10 phr
- 氮源与 AHP（PN 效应）协同作用，释放惰性气体（例如 NH₃）以抑制火焰蔓延。
- 增强填料：气相二氧化硅（10 phr）
- 添加剂：硅烷偶联剂（1 phr，改善分散性）+固化剂
特征：
- 总阻燃剂用量：~20-25 phr，明显低于单独使用 AHP。
- MCA 可减少 AHP 用量，但可能会轻微影响透明度（如果需要透明度，建议使用纳米 MCA）。
3. 主要参数比较
| 配方 | 预期阻燃性 | 总剂量（phr） | 优点和缺点 |
|---|---|---|---|
| 单独使用AHP（20 phr） | UL94 V-1 | 20 | 简单、低成本；V-0 需要 ≥30 phr，性能下降。 |
| 单独使用AHP（30 phr） | UL94 V-0 | 30 | 阻燃性高，但硬度增加，延伸率降低。 |
| AHP 15 + MCA 10 | UL94 V-0 | 25 | 协同效应，性能均衡——推荐用于初步试验。 |
4. 实验建议
- AHP + MCA (15+10 phr) 的优先测试：如果达到 V-0，则逐步减少 AHP（例如，12+10）。
- 单独进行 AHP 验证：从 20 phr 开始，每次测试增加 5 phr，以评估 LOI 和 UL94，监测机械性能变化。
- 抑制烟雾的需求：在上述配方中添加 3-5 phr 硼酸锌，以减少烟雾而不影响阻燃性。
5. 一些包覆型聚磷酸铵
我们有一些客户成功地将 TF-201G 用于硅橡胶。
为了进一步优化，可以考虑加入少量氢氧化铝（10-15 phr）以降低总成本，但这会增加填料总量。
More inof., pls contact lucy@taifeng-fr.com
发布时间：2025年7月25日
