Σύνθεση επιβραδυντικού φλόγας χωρίς αλογόνο για σύστημα επίστρωσης TPU με χρήση διαλύτη DMF

Σύνθεση επιβραδυντικού φλόγας χωρίς αλογόνο για σύστημα επίστρωσης TPU με χρήση διαλύτη DMF

Για συστήματα επίστρωσης TPU που χρησιμοποιούν διμεθυλοφορμαμίδιο (DMF) ως διαλύτη, η χρήση υποφωσφορώδους αργιλίου (AHP) και βορικού ψευδαργύρου (ZB) ως επιβραδυντικά φλόγας απαιτεί συστηματική αξιολόγηση. Παρακάτω παρατίθεται μια λεπτομερής ανάλυση και σχέδιο εφαρμογής:

I. Ανάλυση Σκοπιμότητας Υποφωσφορώδους Αργιλίου (AHP)

1. Μηχανισμός επιβράδυνσης φλόγας και πλεονεκτήματα

• Μηχανισμός:
• Αποσυντίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες για να παράγει φωσφορικά και μεταφωσφορικά οξέα, προάγοντας τον σχηματισμό άνθρακα στην TPU (επιβράδυνση φλόγας συμπυκνωμένης φάσης).
• Απελευθερώνει ρίζες PO· για να διακόψει τις αλυσιδωτές αντιδράσεις καύσης (επιβράδυνση φλόγας σε αέρια φάση).
• Φόντα:
• Χωρίς αλογόνα, χαμηλή εκπομπή καπνού, χαμηλή τοξικότητα, συμβατό με RoHS/REACH.
• Καλή θερμική σταθερότητα (θερμοκρασία αποσύνθεσης ≈300°C), κατάλληλο για διεργασίες ξήρανσης TPU (συνήθως <150°C).

2. Προκλήσεις και λύσεις εφαρμογής

3. Συνιστώμενη σύνθεση και διαδικασία

• Παράδειγμα Διατύπωσης:
• Βάση TPU/DMF: 100 phr
• AHP τροποποιημένης επιφάνειας: 20 phr
• Βορικό ψευδάργυρο (ZB): 5 phr (συνέργεια καταστολής καπνού)
• Διαλυτικό (BYK-110): 1,5 phr
• Βασικά σημεία διαδικασίας:
• Προαναμείξτε το AHP με το διασπορικό και το μερικό DMF υπό υψηλή διάτμηση (≥3000 rpm, 30 λεπτά) και στη συνέχεια αναμίξτε το με το πολτό TPU.
• Στέγνωμα μετά την επικάλυψη: 120-150°C, παρατείνετε τον χρόνο κατά 10% για να διασφαλίσετε την πλήρη εξάτμιση του DMF.

II. Ανάλυση Σκοπιμότητας του Βορικού Ψευδαργύρου (ZB)

1. Μηχανισμός επιβράδυνσης φλόγας και πλεονεκτήματα

• Μηχανισμός:
• Σχηματίζει ένα στρώμα γυαλιού B₂O₃ σε υψηλές θερμοκρασίες, μπλοκάροντας το οξυγόνο και τη θερμότητα (επιβράδυνση φλόγας συμπυκνωμένης φάσης).
• Απελευθερώνει δεσμευμένο νερό (~13%), αραιώνοντας εύφλεκτα αέρια και ψύχοντας το σύστημα.
• Φόντα:
• Ισχυρή συνεργιστική δράση με AHP ή τριυδροξείδιο του αργιλίου (ATH).
• Εξαιρετική καταστολή καπνού, ιδανική για εφαρμογές χαμηλού καπνού.

2. Προκλήσεις και λύσεις εφαρμογής

3. Συνιστώμενη σύνθεση και διαδικασία

• Παράδειγμα Διατύπωσης:
• Βάση TPU/DMF: 100 phr
• Νανο-μεγέθους ZB: 8 phr
• AHP: 15 ώρες
• Διαβρεκτικό (Tego 750W): 1 φρ
• Βασικά σημεία διαδικασίας:
• Προδιασπείρετε το ZB σε DMF μέσω άλεσης με σφαιρίδια (μέγεθος σωματιδίων ≤2μm) πριν από την ανάμειξη με πολτό TPU.
• Παρατείνετε τον χρόνο στεγνώματος (π.χ., 30 λεπτά) για να αποφύγετε την υπολειμματική υγρασία που επηρεάζει την επιβράδυνση της φλόγας.

III. Συνεργιστική Αξιολόγηση του Συστήματος AHP + ZB

1. Συνεργιστικά επιβραδυντικά φλόγας

• Συνέργεια Αέριας Φάσης & Συμπυκνωμένης Φάσης:
• Το AHP παρέχει φώσφορο για την απανθράκωση, ενώ το ZB σταθεροποιεί το στρώμα απανθρακώματος και καταστέλλει την μεταλαμπή.
• Συνδυασμένο LOI: 28-30%, UL94 V-0 (1,6 mm) εφικτό.
• Καταστολή καπνού:
• Το ZB μειώνει την εκπομπή καπνού κατά >50% (δοκιμή κωνικού θερμιδομέτρου).

2. Συστάσεις εξισορρόπησης απόδοσης

• Αποζημίωση Μηχανικής Ιδιότητας:
• Προσθέστε πλαστικοποιητή TPU 2-3% (π.χ., πολυκαπρολακτόνη πολυόλη) για να διατηρήσετε την ευκαμψία (επιμήκυνση >300%).
• Χρησιμοποιήστε εξαιρετικά λεπτές σκόνες (AHP/ZB <2μm) για να ελαχιστοποιήσετε την απώλεια αντοχής σε εφελκυσμό.
• Έλεγχος Σταθερότητας Διεργασίας:
• Διατηρήστε το ιξώδες του πολτού στα 2000-4000 cP (Brookfield RV, άξονας 4, 20 στροφές/λεπτό) για ομοιόμορφη επικάλυψη.

IV. Σύγκριση με υγρά επιβραδυντικά φλόγας με βάση διαλύτες

V. Συνιστώμενα βήματα εφαρμογής

1. Δοκιμές σε εργαστηριακή κλίμακα:

• Αξιολογήστε το AHP/ZB μεμονωμένα και σε συνδυασμό (φορτίο διαβάθμισης: 10%, 15%, 20%).
• Αξιολογήστε τη σταθερότητα της διασποράς (χωρίς καθίζηση μετά από 24 ώρες), τις αλλαγές στο ιξώδες και την ομοιομορφία της επικάλυψης.

1. Επικύρωση σε πιλοτική κλίμακα:

• Βελτιστοποιήστε τις συνθήκες ξήρανσης (χρόνος/θερμοκρασία) και δοκιμάστε την επιβράδυνση φλόγας (UL94, LOI) και τις μηχανικές ιδιότητες.
• Συγκρίνετε το κόστος: Εάν η AHP+ZB μειώσει το κόστος κατά >30% σε σχέση με τα ρευστά FR, τότε είναι οικονομικά βιώσιμη.

1. Προετοιμασία για αναβάθμιση:

• Συνεργαστείτε με προμηθευτές για την ανάπτυξη προδιασπαρμένων masterbatches AHP/ZB (με βάση το DMF) για απλοποιημένη παραγωγή.

VI. Συμπέρασμα

Με ελεγχόμενες διεργασίες διασποράς, τα AHP και ZB μπορούν να χρησιμεύσουν ως αποτελεσματικά επιβραδυντικά φλόγας για επιστρώσεις TPU/DMF, υπό την προϋπόθεση ότι:

1. Τροποποίηση επιφάνειας + διασπορά υψηλής διάτμησηςεφαρμόζεται για την αποφυγή συσσωμάτωσης σωματιδίων.
2. AHP (πρωτεύον) + ZB (συνεργιστικό)εξισορροπεί την αποτελεσματικότητα και το κόστος.
3. Γιαυψηλή διαφάνεια/ευελιξίααπαιτήσεις, τα υγρά φωσφορικά-αζωτικά FRs (π.χ., Levagard 4090N) παραμένουν προτιμότερα.

Sichuan Taifeng Νέα Επιβραδυντικά Φλόγας, ΕΠΕ (ISO & REACH)

Email: lucy@taifeng-fr.com