Halogénmentes lángálló készítmény TPU bevonórendszerhez DMF oldószer használatával

Halogénmentes lángálló készítmény TPU bevonórendszerhez DMF oldószer használatával

A dimetil-formamidot (DMF) oldószerként használó TPU bevonórendszerek esetében az alumínium-hipofoszfit (AHP) és a cink-borát (ZB) égésgátlóként való alkalmazása szisztematikus értékelést igényel. Az alábbiakban egy részletes elemzést és megvalósítási tervet talál:

I. Az alumínium-hipofoszfit (AHP) megvalósíthatósági elemzése

1. Lángálló mechanizmus és előnyei

• Mechanizmus:
• Magas hőmérsékleten bomlik, foszforsav és metafoszforsav keletkezik, ami elősegíti az elszenesedést a TPU-ban (kondenzált fázisú égésgátló).
• PO· gyököket szabadít fel az égési láncreakciók megszakítására (gázfázisú égésgátlás).
• Előnyök:
• Halogénmentes, alacsony füstkibocsátású, alacsony toxicitású, megfelel a RoHS/REACH előírásoknak.
• Jó hőstabilitás (bomlási hőmérséklet ≈300°C), alkalmas TPU szárítási folyamatokhoz (jellemzően <150°C).

2. Alkalmazási kihívások és megoldások

3. Ajánlott készítmény és folyamat

• Példa készítmény:
• TPU/DMF bázis: 100 phr
• Felületmódosított AHP: 20 phr
• Cink-borát (ZB): 5 phr (füstcsökkentő szinergia)
• Diszpergálószer (BYK-110): 1,5 phr
• A folyamat főbb pontjai:
• Nagy nyíróerő mellett (≥3000 fordulat/perc, 30 perc) előkeverjük az AHP-t diszpergálószerrel és részleges DMF-fel, majd összekeverjük TPU szuszpenzióval.
• Bevonat utáni szárítás: 120-150°C, a DMF teljes elpárolgása érdekében 10%-kal növelje az időt.

II. A cink-borát (ZB) megvalósíthatósági elemzése

1. Lángálló mechanizmus és előnyei

• Mechanizmus:
• Magas hőmérsékleten B₂O₃ üvegréteget képez, amely blokkolja az oxigént és a hőt (kondenzált fázisú égésgátlás).
• Kötött vizet szabadít fel (~13%), hígítja a gyúlékony gázokat és hűti a rendszert.
• Előnyök:
• Erős szinergikus hatás AHP-vel vagy alumínium-trihidroxiddal (ATH).
• Kiváló füstelnyomás, ideális alacsony füsttartalmú alkalmazásokhoz.

2. Alkalmazási kihívások és megoldások

3. Ajánlott készítmény és folyamat

• Példa készítmény:
• TPU/DMF bázis: 100 phr
• Nano méretű ZB: 8 phr
• AHP: 15 phr
• Nedvesítőszer (Tego 750W): 1 phr
• A folyamat főbb pontjai:
• A ZB-t DMF-ben diszpergáljuk gyöngyőrléssel (részecskeméret ≤2 μm), mielőtt a TPU szuszpenzióval összekeverjük.
• Növelje a száradási időt (pl. 30 perc), hogy a maradék nedvesség ne befolyásolja az égésgátló tulajdonságokat.

III. Az AHP + ZB rendszer szinergikus értékelése

1. Szinergikus égésgátló hatások

• Gázfázisú és kondenzált fázisú szinergia:
• Az AHP foszfort biztosít az elszenesedéshez, míg a ZB stabilizálja az elszenesedett réteget és elnyomja az utánvilágítást.
• Kombinált LOI: 28-30%, UL94 V-0 (1,6 mm) elérhető.
• Füstcsökkentés:
• A ZB >50%-kal csökkenti a füstkibocsátást (kúpos kaloriméteres teszt).

2. Teljesítménykiegyensúlyozási ajánlások

• Mechanikai tulajdonságok kompenzációja:
• Adjunk hozzá 2-3% TPU lágyítót (pl. polikaprolakton-poliolt) a rugalmasság megőrzése érdekében (nyúlás >300%).
• Használjon ultrafinom porokat (AHP/ZB <2μm) a szakítószilárdság-veszteség minimalizálása érdekében.
• Folyamatstabilitás-szabályozás:
• Az egyenletes bevonat érdekében a zagy viszkozitását 2000-4000 cP értéken kell tartani (Brookfield RV, 4-es orsó, 20 fordulat/perc).

IV. Összehasonlítás oldószer alapú folyékony égésgátlókkal

V. Ajánlott megvalósítási lépések

1. Laboratóriumi szintű tesztelés:

• Az AHP/ZB értékeket külön-külön és kombinációban is értékelje (gradiens terhelés: 10%, 15%, 20%).
• Értékelje a diszperzió stabilitását (24 óra elteltével nincs ülepedés), a viszkozitásváltozásokat és a bevonat egyenletességét.

1. Kísérleti méretű validálás:

• Optimalizálja a szárítási körülményeket (idő/hőmérséklet), és tesztelje a lángállóságot (UL94, LOI) és a mechanikai tulajdonságokat.
• Költségek összehasonlítása: Ha az AHP+ZB >30%-kal csökkenti a költségeket a folyékony fagyasztóreceptorokhoz képest, akkor gazdaságilag életképes.

1. Léptéknövelés előkészítése:

• Együttműködés a beszállítókkal előre diszpergált AHP/ZB mesterkeverékek (DMF-alapú) fejlesztésében az egyszerűsített gyártás érdekében.

VI. Következtetés

Szabályozott diszperziós eljárásokkal az AHP és a ZB hatékony égésgátlóként szolgálhatnak a TPU/DMF bevonatokhoz, feltéve, hogy:

1. Felületmódosítás + nagy nyíróerejű diszperzióA részecskék agglomerációjának megakadályozására alkalmazzák.
2. AHP (elsődleges) + ZB (szinergista)egyensúlyt teremt a hatékonyság és a költségek között.
3. Mertnagyfokú átláthatóság/rugalmasságkövetelmények esetén továbbra is a folyékony foszfor-nitrogén FR-ek (pl. Levagard 4090N) előnyösebbek.

Sichuan Taifeng Új Lángálló Kft. (ISO és REACH)

Email: lucy@taifeng-fr.com