Halogēnu nesaturošs liesmas slāpējošs sastāvs TPU pārklājuma sistēmai, izmantojot DMF šķīdinātāju

Halogēnu nesaturošs liesmas slāpējošs sastāvs TPU pārklājuma sistēmai, izmantojot DMF šķīdinātāju

TPU pārklājumu sistēmām, kurās kā šķīdinātāju izmanto dimetilformamīdu (DMF), alumīnija hipofosfīta (AHP) un cinka borāta (ZB) izmantošana kā liesmas slāpētāji prasa sistemātisku izvērtēšanu. Zemāk ir sniegta detalizēta analīze un ieviešanas plāns:

I. Alumīnija hipofosfīta (AHP) priekšizpētes analīze

1. Liesmas slāpēšanas mehānisms un priekšrocības

• Mehānisms:
• Augstās temperatūrās sadalās, veidojot fosforskābes un metafosforskābes, veicinot TPU (kondensētās fāzes liesmas slāpētājs) ogļu veidošanos.
• Atbrīvo PO· radikāļus, lai pārtrauktu degšanas ķēdes reakcijas (gāzes fāzes liesmas slāpēšana).
• Priekšrocības:
• Bez halogēna, zems dūmu daudzums, zema toksicitāte, atbilst RoHS/REACH prasībām.
• Laba termiskā stabilitāte (sadalīšanās temperatūra ≈300°C), piemērota TPU žāvēšanas procesiem (parasti <150°C).

2. Lietojumprogrammu izaicinājumi un risinājumi

3. Ieteicamais sastāvs un process

• Formulējuma piemērs:
• TPU/DMF bāze: 100 phr
• Virsmas modificēts AHP: 20 phr
• Cinka borāts (ZB): 5 phr (dūmu slāpēšanas sinerģija)
• Disperģētājs (BYK-110): 1,5 phr
• Procesa galvenie punkti:
• AHP iepriekš sajauc ar disperģētāju un daļēju DMF augstas bīdes apstākļos (≥3000 apgr./min, 30 min), pēc tam sajauc ar TPU suspensiju.
• Žāvēšana pēc pārklāšanas: 120–150 °C, pagariniet laiku par 10 %, lai nodrošinātu pilnīgu DMF iztvaikošanu.

II. Cinka borāta (ZB) priekšizpētes analīze

1. Liesmas slāpēšanas mehānisms un priekšrocības

• Mehānisms:
• Augstās temperatūrās veido B₂O₃ stikla slāni, bloķējot skābekli un karstumu (kondensētās fāzes liesmas slāpēšana).
• Atbrīvo saistīto ūdeni (~13%), atšķaida viegli uzliesmojošas gāzes un atdzesē sistēmu.
• Priekšrocības:
• Spēcīga sinerģiska iedarbība ar AHP vai alumīnija trihidroksīdu (ATH).
• Lieliska dūmu slāpēšana, ideāli piemērota lietojumiem ar zemu dūmu līmeni.

2. Lietojumprogrammu izaicinājumi un risinājumi

3. Ieteicamais sastāvs un process

• Formulējuma piemērs:
• TPU/DMF bāze: 100 phr
• Nanoizmēra ZB: 8 phr
• AHP: 15 phr
• Mitrināšanas līdzeklis (Tego 750W): 1 phr
• Procesa galvenie punkti:
• Pirms sajaukšanas ar TPU suspensiju, ZB iepriekš disperģē DMF, izmantojot lodīšu malšanu (daļiņu izmērs ≤2 μm).
• Pagariniet žāvēšanas laiku (piemēram, 30 minūtes), lai izvairītos no atlikušā mitruma ietekmes uz liesmas aizkavēšanu.

III. AHP + ZB sistēmas sinerģisks novērtējums

1. Sinerģiska liesmas slāpēšanas iedarbība

• Gāzes fāzes un kondensētās fāzes sinerģija:
• AHP nodrošina fosforu pārogļošanai, savukārt ZB stabilizē pārogļojušos slāni un nomāc pēcspīdumu.
• Kombinētais LOI: 28–30 %, sasniedzams UL94 V-0 (1,6 mm).
• Dūmu slāpēšana:
• ZB samazina dūmu emisiju par >50% (konusa kalorimetra tests).

2. Veiktspējas līdzsvarošanas ieteikumi

• Mehānisko īpašību kompensācija:
• Pievienojiet 2–3 % TPU plastifikatora (piemēram, polikaprolaktona poliolu), lai saglabātu elastību (pagarinājums >300 %).
• Lai samazinātu stiepes izturības zudumu, izmantojiet īpaši smalkus pulverus (AHP/ZB <2 μm).
• Procesa stabilitātes kontrole:
• Lai nodrošinātu vienmērīgu pārklājumu, uzturēt suspensijas viskozitāti 2000–4000 cP (Brookfield RV, vārpsta 4, 20 apgr./min).

IV. Salīdzinājums ar šķidriem liesmas slāpētājiem uz šķīdinātāju bāzes

V. Ieteicamie ieviešanas soļi

1. Laboratorijas mēroga testēšana:

• Novērtējiet AHP/ZB atsevišķi un kombinācijā (gradients: 10%, 15%, 20%).
• Novērtējiet dispersijas stabilitāti (pēc 24 stundām nav nogulšņu), viskozitātes izmaiņas un pārklājuma vienmērīgumu.

1. Pilota mēroga validācija:

• Optimizēt žāvēšanas apstākļus (laiku/temperatūru) un pārbaudīt liesmas noturību (UL94, LOI) un mehāniskās īpašības.
• Salīdziniet izmaksas: ja AHP+ZB samazina izmaksas par >30% salīdzinājumā ar šķidrajiem FR, tas ir ekonomiski izdevīgi.

1. Mēroga palielināšanas sagatavošana:

• Sadarboties ar piegādātājiem, lai izstrādātu iepriekš disperģētas AHP/ZB pamatpartijas (uz DMF bāzes) vienkāršotai ražošanai.

VI. Secinājums

Ar kontrolētiem dispersijas procesiem AHP un ZB var kalpot kā efektīvi liesmas slāpētāji TPU/DMF pārklājumiem, ja vien:

1. Virsmas modifikācija + augstas bīdes dispersijatiek pielietots, lai novērstu daļiņu aglomerāciju.
2. AHP (primārais) + ZB (sinerģists)līdzsvaro efektivitāti un izmaksas.
3. Priekšaugsta caurspīdīgums/elastībaprasības, joprojām ir vēlamākas šķidrās fosfora-slāpekļa FR (piemēram, Levagard 4090N).

Sičuaņas Taifengas jaunais liesmas slāpētāju uzņēmums (ISO un REACH)

Email: lucy@taifeng-fr.com