Как выбрать поставщика безгалогенных антипиренов? Как подобрать модель для плёнок из ПЭ и прозрачных изделий из ПЭТ/ПЭТГ

Источник данных: официальные данные о продукции.

1Сначала вывод: подбор модели по субстрату

1

2

Плёнки, тонкие листы и плёночная нить из ПЭ → R911: основу составляют пространственно-затруднённые амины, галогены отсутствуют; в руководстве указано «UL94 V-2 (плёнки) или FV-2 по GB/T 2408-2008 (конкретный уровень зависит от толщины)». (На основе официальных данных о продукции)

Волокна, плёнки и листы из ПЭТ → R912B: фосфорная основа в сочетании с азотным синергистом; в руководстве указано «UL94 V-0 (конкретный уровень зависит от толщины изделия)», LOI повышается до 38% и выше. (На основе официальных данных о продукции)

Полупрозрачные изделия из ПЭТ/ПЭТГ/ТПУ → R912: насыпная плотность 0,87～0,93 г/см³, эффективное содержание антипирена ≥98,0%, содержание фосфора ≥9,8%; в руководстве отмечено снижение светопропускания примерно на 20%. (На основе официальных данных о продукции)

Высокопрозрачные изделия из ПЭТ/ПЭТГ → R915: полиольный фосфатный эфир, содержание фосфора 18%, температура плавления 210℃, температура начала термического разложения ≥260℃, «содержание галогенов — не обнаружено (безгалогенный) / IEC 61249-2-21». (На основе официальных данных о продукции)

УФ-отверждаемые акриловые системы, лакокрасочные материалы и клеи на основе ПУ → R940: безгалогенный реакционноспособный жидкий антипирен, общее содержание фосфора около 10,5%, вязкость (при 25℃) 800-2000 мПа·с, кислотное число ≤15 мгKOH/г. (На основе официальных данных о продукции)

Синергист для систем на основе ПП/ПЭ и ПВХ → R218: фосфор-кремниевый синергист, «способен в соотношении 1:1 замещать 50-70% оксида сурьмы(III)» (системы ПП/ПЭ), а в системах ПВХ — замещать 100% оксида сурьмы(III). (На основе официальных данных о продукции)

2При выборе поставщика сначала задайте два вопроса

3

3Сравнение моделей

Ось x = Ключевые показатели, ось y = Рекомендуемая дозировка; точки рассеяния = парные данные из исходного текста; пунктирная линия = линия аппроксимации (коэффициент корреляции см. в подписи к рисунку).

050010001020R911R912BR912R915R940R218Ось X Ключевые показатели / ℃Ось Y Рекомендуемая дозировка / % · Линия тренда описывает только 6 точки этой таблицы, r = -0.336, не экстраполировать ·Использовать медиану значений интервала; медиана не является исходным значением, а используется только для отображения тренда.

• Ось X Ключевые показатели / ℃
• Ось Y Рекомендуемая дозировка / % · Линия тренда описывает только 6 точки этой таблицы, r = -0.336, не экстраполировать ·
• Использовать медиану значений интервала; медиана не является исходным значением, а используется только для отображения тренда.

• R911(175, 15)
• R912B(5, 5)
• R912(0, 4.5)
• R915(18, 1.5)
• ... всего 6 элементов, все данные приведены в таблице ниже.

Данные графика (исходный текст дословно)

Объект	Ключевые показатели (℃)·Медиана	Рекомендуемая дозировка (%)·Медиана
R911	175	15
R912B	5	5
R912	0	4.5
R915	18	1.5
R940	5	22.5
R218	1450	2

Исходный текстШкала 0–1450 ℃

Ось x = измерение ℃; цветная полоса = целевой интервал, в который может попасть объект; точки вне полосы = недостижимые части.

50010001500R911150–200℃R912B230–280℃R2181300–1600℃Ось X та же размерность ℃ ·Масштаб оси X по максимуму статьи (150–1600 ℃); не сравнивать напрямую длины между статьями.

• 150–200℃
• 230–280℃
• 1300–1600℃
• Ось X та же размерность ℃ ·
• Масштаб оси X по максимуму статьи (150–1600 ℃); не сравнивать напрямую длины между статьями.

• R911150–200 ℃
• R912B230–280 ℃
• R2181300–1600 ℃

Данные графика (исходный текст дословно)

Объект	Интервал
R911	150–200 ℃
R912B	230–280 ℃
R218	1300–1600 ℃

Исходный текстШкала 135–1761 ℃

Перенесено из текстаЭтапы работы (оригинал, как есть)

1. 01Указаны ли условия по безгалогенности и классу огнестойкости. В руководстве для R911, R912B и R915 явно указано отсутствие галогенов, а для R915 приведена методика контроля «содержание галогенов — не обнаружено (безгалогенный) / IEC 61249-2-21»; все классы огнестойкости приведены с оговорками (R911 — «конкретный уровень зависит от толщины», R912B — «конкретный уровень зависит от толщины изделия»). (На основе официальных данных о продукции)
2. 02Приведены ли диапазоны дозировок. См. таблицу ниже — все данные взяты из поля dosage каталога продуктов официального сайта, с указанием «конкретное соотношение определяется по результатам лабораторных испытаний». (На основе официальных данных о продукции)

4

(На основе официальных данных о продукции)

4Границы: на что нельзя давать гарантий

В руководстве все классы огнестойкости приведены с оговорками («конкретный уровень зависит от толщины», «конкретный уровень зависит от толщины изделия»), а для дозировок указано «конкретное соотношение определяется по результатам лабораторных испытаний»: фактическое достижение заявленных показателей должно подтверждаться испытаниями на конкретном субстрате, при конкретной толщине изделия и с учётом технологии переработки; настоящая страница лишь воспроизводит положения руководства и не гарантирует конкретного класса огнестойкости. (На основе официальных данных о продукции)

R218 является синергистом: в галогенсодержащих рецептурах обычно применяется для частичного замещения оксида сурьмы(III), а в безгалогенных огнезащитных системах «как правило, используется в сочетании с фосфорными и вспучивающимися антипиренами». (На основе официальных данных о продукции)

5Сопоставление по составу: значение имеет не название, а система антипирена

Ширина каждого сегмента = доля этого компонента, в сумме ровно 100%; оттенок цвета сегмента = иерархия (основной агент / вспомогательный агент / носитель).

49%10%40%R940 DOPOОсновной · 49%циклотрифосфазен (HPCT…Синергетический · 10%HEMAОсновной · 40%Рис. Иерархия состава R940Всего 99.0% — Классификация по доле: Основной ≥25% · Синергист 8~25% · Добавка <8%

• R940 DOPO
• Основной · 49%
• циклотрифосфазен (HPCT…
• Синергетический · 10%
• Основной · 40%
• Рис. Иерархия состава R940
• Всего 99.0% — Классификация по доле: Основной ≥25% · Синергист 8~25% · Добавка <8%

• R940 DOPO49 %
• циклотрифосфазен (…10 %
• HEMA40 %

Данные графика (исходный текст дословно)

Компонент	Доля
R940 DOPO	49%
циклотрифосфазен (HPCTP)	10%
HEMA	40%

Технический паспорт моделиШкала 0–100 %

При выборе поставщика практичнее опираться не на слово «безгалогенный», а на совместное рассмотрение основного состава 6 моделей — различия в системах определяют совместимость с субстратом и механизм действия. (На основе официальных данных о продукции)

Модель	Основной состав (по тексту руководства)	Ключевые слова механизма
R911	Основа — пространственно-затруднённый амин: соединения класса пространственно-затруднённых аминов на основе производных тетраметилпиперидина (содержит также незначительное количество неионогенного ПАВ, выполняющего роль синергиста-диспергатора)	Захват свободных радикалов, образующихся в процессе горения, подавление цепной реакции и прерывание горения; наряду с этим — определённая стойкость к окислению, замедляющая старение материалов на основе ПЭ
R912	Трис(ксилилкарбонато-литиевый) фосфат (новая фосфорорганическая литиевая антипиреновая система)	Двойственный механизм: коксообразование в конденсированной фазе + газофазное антипирение; данный продукт относится к антипиренам капельного типа
R912B	Фосфорсодержащее соединение в качестве основы + небольшое количество азотсодержащего соединения в качестве синергиста (содержит также неионогенное ПАВ в качестве диспергирующей добавки)	Подавление радикальных реакций, формирование вспученного углеродного слоя, препятствующего переносу кислорода и тепла; каплеотвод для отвода тепла с поверхности
R915	Полиольный фосфатный эфир (фосфорорганическая система аддитивного типа)	Высокоэффективное антипирение в конденсированной фазе; структура полиольного фосфатного эфира с высокой молекулярной массой, не участвующая в реакции сложноэфирной сополимеризации
R940	DOPO 49 % + гексафеноксициклотрифосфазен (HPCTP) 10 % + HEMA 40 % + трифенилфосфин 0,8 % + MEHQ 0,2 %	Реактивного типа: двойная связь метакрилата участвует в УФ-/радикальной полимеризации с химическим связыванием в сетке смолы; DOPO — газофазный механизм, фосфазен — коксообразование в конденсированной фазе с подавлением дымообразования
R218	Фосфорзамещённый алюмосиликат Al(SiO₂)PO₄·2H₂O	Синергизм с галогенсодержащими системами; быстрое коксообразование, блокирование доступа кислорода, подавление дымообразования

6Температурные окна переработки и ограничения: прямо указанные в руководстве

5

6

Этот раздел чаще всего пропускают на стадии закупки, но именно здесь чаще всего допускаются ошибки на производстве: для каждой модели в руководстве указаны граничные условия. (На основе официальных данных о продукции)

R912 — антипирен капельного типа. В руководстве прямо указано: «данный продукт относится к антипиренам капельного типа; в случае, когда каплеотвод недопустим, он может использоваться только в качестве синергиста антипирена в сочетании с другими компонентами»; возможно сочетание с коксообразующими агентами и антикапельными добавками. Дозировка различается по типу TPU: для сложного полиэфира 2-4 %, для простого полиэфира 5-7 %; температурные окна переработки по субстратам: ПЭТ 230–280℃, ПЭТГ 190–250℃, TPU 160–225℃; рекомендация по переработке — смешивание при пониженной температуре с экструзией при постоянной скорости. (На основе официальных данных о продукции)

Температуру переработки R912B необходимо снижать. В руководстве рекомендовано удерживать её в пределах 230℃-280℃, при этом отмечено: «на 20-30℃ ниже обычной температуры переработки ПЭТ», что обусловлено необходимостью избежать чрезмерного снижения вязкости ПЭТ при высокой температуре, затрудняющего формование и негативно сказывающегося на формовании волокна. Способ введения: на стадии переработки расплава смолы ПЭТ тщательно смешивать с ПЭТ-гранулятом, с последующим компаундированием в расплаве на двухшнековом экструдере и гранулированием. (На основе официальных данных о продукции)

Для R915 приведён полный комплект производственных параметров. Температура цилиндра при экструзии/литье под давлением 240–275℃, температура головки/пресс-формы 60–90℃, с указанием «запрещается длительное пребывание при температурах выше 290℃»; требования к смешению: субстрат ПЭТ/ПЭТГ предварительно сушить при 120℃ в течение 4–6 ч (влажность ≤0,03 %, для предотвращения гидролиза при переработке и побеления), R915 и гранулят перемешивать на высокой скорости в течение 5–8 мин, использовать низко-сдвиговый шнек, специально предназначенный для полиэфира, возможно предварительное изготовление антипиренового мастербатча ПЭТ/ПЭТГ с концентрацией 20 %–30 %. (На основе официальных данных о продукции)

R940 относится к реактивному типу и не должен применяться как добавка аддитивного типа. В руководстве прямо указано: «относится к антипирену реактивного типа, должен участвовать в реакциях полимеризации и сшивания; чисто физическое компаундирование без участия в реакции не рекомендуется»; для УФ-отверждаемой акриловой системы рекомендовано удерживать общее содержание фосфора в системе на уровне 1,5-3,0 %; для ПУ-системы возможно непосредственное смешивание с полиолом с последующей реакцией с изоцианатом, при этом необходимо «контролировать соотношение NCO/OH» — R940 содержит гидроксильные группы, которые расходуют -NCO-группы, поэтому расход изоцианата подлежит корректировке. Три замечания: избегать длительного нагрева при температурах выше 120℃ (для предотвращения самополимеризации); в рецептуре по возможности избегать сильнощелочных веществ (для предотвращения потери активности ингибитора и гелеобразования); для достижения более высокого класса допускается сочетание с небольшим количеством гидроксида алюминия или фосфатного эфира. Дополнительно существует жёсткое ограничение: в руководстве указано: «R940 не допускается к применению в системах силикона, отверждаемых по реакции присоединения (с платиновым катализатором) ввиду риска токсичности». По условиям хранения срок годности в герметичной упаковке составляет 6 месяцев — короче, чем 12 месяцев у других моделей; это следует учитывать отдельно при планировании производства. (На основе официальных данных о продукции)

Способ введения R911 наиболее прост. В руководстве рекомендовано: тщательно смешать антипирен с гранулятом ПЭ, после чего напрямую подать в экструдер с раздувом или экструдер, и далее переработать в плёнку методом компаундирования в расплаве; температуру переработки удерживать в пределах 150-200℃ (аналогично обычной переработке плёнок из ПЭ), с указанием «избегать чрезмерно высоких температур, приводящих к разложению антипирена». (На основе официальных данных о продукции)

По R218 приведено сопоставление. В руководстве указано: в огнезащитных системах на основе ПП/ПЭ при замене 50–70 % оксида сурьмы(III) в соотношении 1:1 «его антипиреновый эффект превосходит эффект раздельного применения оксида сурьмы(III) с бромсодержащими антипиренами»; в огнезащитных системах на основе ПВХ допускается 100%-ная замена оксида сурьмы(III). По физико-химическим свойствам представляет собой белый кристаллический порошок без запаха, нетоксичный; под микроскопом имеет волокнистую или игольчатую форму; плотность около 2,6–3,2 г/см³, значение pH 6,5-7; способен вступать в химическую реакцию с плавиковой кислотой и горячими концентрированными щелочами. (На основе официальных данных о продукции)

7Как положения о соответствии выглядят в документе

Внешний столбец = общий объём, внутренний столбец = его часть; разница между ними = остаток, правая сторона показывает остаток.

Общее… ≤ 1500 ppmПодпунктBr + Cl ≤ 900 ppmЕдиница измерения в ppm · Вложенные полосы выражают только отношение включения; охват обнаружения двух предельных значений следует исходному тексту, преобразование не проводится.Длина полосы указывает на отношение включения, две полосы не суммируются

• … ≤ 1500 ppm
• Br + Cl ≤ 900 ppm
• Единица измерения в ppm · Вложенные полосы выражают только отношение включения; охват обнаружения двух предельных значений следует исходному тексту, преобразование не проводится.
• Длина полосы указывает на отношение включения, две полосы не суммируются

• Общее содержание галогенов1500 ppm
• Br + Cl900 ppm

Данные графика (исходный текст дословно)

Уровень	Предел
Общее содержание галогенов	≤ 1500 ppm
Br + Cl	≤ 900 ppm

Исходный текстШкала 0–1500 ppm

Шкала = предельное значение критерия (единица ppm); сторона, выделенная красным = направление превышения; значения приводятся непосредственно из критериев источника.

Оба диапазона удовлетвореныНи один диапазон не удовлетворен025050075010001250ppmBr+Cl ＜ 900 ppm…Рис. Красная линия ppm критерия безгалогенного← Чем ниже значение, тем больше «безгалогенный»; пунктирная линия = красная линия из источника, сегмент = интервал оценки, вырезанный красной линиейЗаявлять допустимо только ниже красной линии: Порог безгалогенности

• Br+Cl ＜ 900 ppm
• Рис. Красная линия ppm критерия безгалогенного
• ← Чем ниже значение, тем больше «безгалогенный»; пунктирная линия = красная линия из источника, сегмент = интервал оценки, вырезанный красной линией
• Заявлять допустимо только ниже красной линии:

• Br+Cl＜ 900 ppm

Данные графика (исходный текст дословно)

Критерий	Предел	Описание
Br+Cl	＜ 900 ppm	Критерий: Br+Cl 900 ppm

Слой критериев основного текстаШкала 0–900 ppm

7

Безгалогенность не может оставаться лишь прилагательным. В руководстве по двум моделям положения о соответствии изложены в виде сопоставимых пунктов: для R915 приведено «содержание галогенов — не обнаружено (безгалогенный) / стандарт испытаний IEC 61249-2-21», с указанием соответствия стандарту IEC 61249 на безгалогенность (Br+Cl < 900 ppm, суммарное содержание галогенов < 1500 ppm), RoHS 2.0 без содержания свинца, ртути, кадмия, шестивалентного хрома, полибромированных дифенилов (ПБД) и полибромированных дифениловых эфиров (ПБДЭ), REACH без содержания особо опасных веществ (SVHC); для R911 указано отсутствие галогенов (хлор, бром и т. д.), соответствие экологическим требованиям, RoHS, REACH и другим международным нормативным актам, при горении не выделяются токсичные галогеноводороды и отличается низким дымообразованием. При сопоставлении с R218 в руководстве приведено: «соответствие требованиям экологического законодательства ЕС 2002/95/EC и REACH» — сам по себе он является синергистом, а не основным безгалогенным антипиреном, и эти две формулировки не следует смешивать. (На основе официальных данных о продукции)

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Как выбрать между R912 и R915 для прозрачных изделий из PET/PETG? R912 — прозрачный антипирен, специально разработанный для PET/PETG/TPU; в руководстве указано: «снижение светопропускания субстрата приблизительно на 20 %», что подходит для полупрозрачных и слабопрозрачных огнестойких модификаций. R915 предназначен для высокопрозрачных изделий из PET/PETG и подходит для прозрачных листов, плёнок и оптических изделий, изготавливаемых литьём под давлением. (На основе официальных данных о продукции)

Вопрос 2: R218 — антипирен или синергист? Это синергист (фосфорзамещённый алюмосиликат): в системах антипиренов для PP/PE может заменять от 50 % до 70 % триоксида сурьмы в соотношении 1:1, в системах на основе ПВХ допускает 100 % замещение; в безгалогенных системах применяется совместно с фосфорными и вспучивающимися антипиренами, обеспечивая быстрое коксообразование, блокирование доступа кислорода и снижение дымообразования. (На основе официальных данных о продукции)

Вопрос 3: Каковы основные компоненты 6 моделей? Согласно данным руководства: R911 — соединение класса пространственно-затруднённых аминов с ядром из производного тетраметилпиперидина (в качестве синергиста-диспергатора применяется неионогенное поверхностно-активное вещество); R912 — Трис(ксилилкарбонато-литиевый) фосфат (система на основе новой фосфорорганической литиевой соли); R912B — фосфорная основа с небольшой долей азотного синергиста; R915 — полиольный фосфатный эфир; R940 — DOPO 49 % + гексафеноксициклотрифосфазен 10 % + HEMA 40 % + трифенилфосфин 0,8 % + MEHQ 0,2 %; R218 — фосфорзамещённый алюмосиликат Al(SiO₂)PO₄·2H₂O. (На основе официальных данных о продукции)

Вопрос 4: Нужно ли дополнительно дифференцировать дозировку R912 для TPU? Да. В руководстве дозировки дифференцированы по типу TPU: для сложного полиэфира 2-4 %, для простого полиэфира 5-7 %; для PETG и PET — 1,5-3 %. Кроме того, в руководстве приведена ключевая оговорка: «Данный продукт относится к антипирену капельного типа; при необходимости исключения стекания он может применяться только в сочетании с синергистом антипирена». (На основе официальных данных о продукции)

Вопрос 5: Какие параметры необходимо заранее определить для R915 в производственных условиях? В руководстве приведён следующий набор: температура цилиндра 240-275 ℃, температура головки/пресс-формы 60-90 ℃; запрещается длительное пребывание при температуре выше 290 ℃; субстрат предварительно сушится при 120 ℃ в течение 4-6 ч, влажность ≤ 0,03 %; высокоскоростное перемешивание с гранулятом в течение 5-8 мин; используется шнек, предназначенный для полиэфира, с низким сдвигом; также возможно предварительное изготовление антипиренового мастербатча с концентрацией 20-30 %. (На основе официальных данных о продукции)

Вопрос 6: Существуют ли системы, в которых применение R940 недопустимо? Имеется одно прямое ограничение: в руководстве указано: «R940 не допускается к применению в системах на основе силиконов, отверждаемых по реакции присоединения (платиновый катализ) ввиду риска токсичности». Дополнительно указаны два ограничения, связанных с переработкой: не допускается длительный нагрев при температуре выше 120 ℃ (во избежание самополимеризации), в рецептуре по возможности следует избегать сильнощелочных веществ (во избежание потери эффективности ингибитора и гелеобразования); в системах на основе ПУ, поскольку R940 содержит гидроксильные группы, расходующие -NCO, требуется корректировка дозировки изоцианата. (На основе официальных данных о продукции)

Данные и источники

• Данные в настоящей статье взяты исключительно из официальных данных о продукции Californium Curium; каждый показатель снабжён ссылкой в тексте и может быть проверен по отдельности.
• Класс огнестойкости, дозировки и температуры переработки приведены в неизменном виде по данным руководства и официального сайта; фактические результаты для различных субстратов, толщин и технологий рекомендуется уточнять по результатам лабораторных испытаний.