Формулација без халогени за пламен-ретардант за систем за обложување од TPU со употреба на растворувач DMF

Формулација без халогени за пламен-ретардант за систем за обложување од TPU со употреба на растворувач DMF

За TPU системи за обложување што користат диметил формамид (DMF) како растворувач, употребата на алуминиум хипофосфит (AHP) и цинк борат (ZB) како средства за забавување на пламенот бара систематска евалуација. Подолу е прикажана детална анализа и план за имплементација:

I. Анализа на изводливост на алуминиум хипофосфит (AHP)

1. Механизам за заштита од пламен и предности

• Механизам:
• Се распаѓа на високи температури за да генерира фосфорни и метафосфорни киселини, поттикнувајќи формирање на јаглен во TPU (забавување на пламенот во кондензирана фаза).
• Ослободува PO· радикали за да ги прекине верхижните реакции на согорување (забавување на пламенот во гасна фаза).
• Предности:
• Без халогени, со низок степен на чад, ниска токсичност, во согласност со RoHS/REACH.
• Добра термичка стабилност (температура на распаѓање ≈300°C), погодна за процеси на сушење на TPU (обично <150°C).

2. Предизвици и решенија за примена

3. Препорачана формулација и процес

• Пример формулација:
• TPU/DMF основа: 100 парчиња
• AHP со модификација на површината: 20 phr
• Цинк борат (ZB): 5 phr (синергија за сузбивање на чад)
• Дисперзант (BYK-110): 1,5 пати на ден
• Клучни точки на процесот:
• Претходно измешајте AHP со дисперзант и делумен DMF под силен смолкнување (≥3000 вртежи во минута, 30 минути), а потоа измешајте со TPU кашеста маса.
• Сушење по премачкувањето: 120-150°C, продолжете го времето за 10% за да се обезбеди целосно испарување на DMF.

II. Анализа на изводливост на цинк борат (ZB)

1. Механизам за заштита од пламен и предности

• Механизам:
• Формира стаклен слој B₂O₃ на високи температури, блокирајќи го кислородот и топлината (забавување на пламенот во кондензирана фаза).
• Ослободува врзана вода (~13%), разредувајќи ги запаливите гасови и ладејќи го системот.
• Предности:
• Силен синергистички ефект со AHP или алуминиум трихидроксид (ATH).
• Одлично потиснување на чад, идеално за апликации со низок чад.

2. Предизвици и решенија за примена

3. Препорачана формулација и процес

• Пример формулација:
• TPU/DMF основа: 100 парчиња
• Нано-големина ZB: 8 phr
• AHP: 15 часа
• Средство за мокрење (Tego 750W): 1 час
• Клучни точки на процесот:
• Претходно дисперзирајте го ZB во DMF преку мелење со зрнеста маса (големина на честички ≤2μm) пред мешање со TPU кашеста маса.
• Продолжете го времето на сушење (на пр., 30 минути) за да избегнете преостаната влага што влијае на отпорноста на пламен.

III. Синергистичка евалуација на AHP + ZB системот

1. Синергистички ефекти на забавување на пламенот

• Синергија на гасна фаза и кондензирана фаза:
• AHP обезбедува фосфор за јагленисување, додека ZB го стабилизира слојот на јаглен и го потиснува заблескувањето.
• Комбиниран LOI: 28-30%, UL94 V-0 (1,6 mm) може да се постигне.
• Супресија на чад:
• ZB ја намалува емисијата на чад за >50% (тест со конусен калориметар).

2. Препораки за балансирање на перформансите

• Компензација на механички имот:
• Додадете 2-3% TPU пластификатор (на пр., поликапролактон полиол) за да ја одржите флексибилноста (издолжување >300%).
• Користете ултрафини прашоци (AHP/ZB <2μm) за да се минимизира губењето на затегнувачката цврстина.
• Контрола на стабилноста на процесот:
• Одржувајте ја вискозноста на кашестата маса на 2000-4000 cP (Brookfield RV, вретено 4, 20 вртежи во минута) за рамномерно премачкување.

IV. Споредба со течни средства за забавување на пламенот на база на растворувачи

V. Препорачани чекори за имплементација

1. Тестирање на лабораториско ниво:

• Оценете ги AHP/ZB поединечно и во комбинација (градиентно оптоварување: 10%, 15%, 20%).
• Проценете ја стабилноста на дисперзијата (без седиментација по 24 часа), промените на вискозитетот и униформноста на облогата.

1. Валидација на пилотско ниво:

• Оптимизирајте ги условите за сушење (време/температура) и тестирајте ја отпорноста на пламен (UL94, LOI) и механичките својства.
• Споредете ги трошоците: Ако AHP+ZB ги намалат трошоците за >30% во споредба со течните FR, тоа е економски одржливо.

1. Подготовка за зголемување на обемот:

• Соработувајте со добавувачи за развој на претходно дисперзирани AHP/ZB мастербеч (базирани на DMF) за поедноставено производство.

VI. Заклучок

Со контролирани процеси на дисперзија, AHP и ZB можат да послужат како ефикасни средства за забавување на пламенот за TPU/DMF премази, под услов:

1. Модификација на површината + дисперзија со висок смолкнувањеСе применува за да се спречи агломерација на честички.
2. AHP (примарен) + ZB (синергист)балансира ефикасноста и трошоците.
3. Зависока транспарентност/флексибилностбарања, течните фосфор-азот FRs (на пр., Levagard 4090N) остануваат подобри.

Сечуан Таифенг Нова пламен-ретардантна компанија, ООД (ISO и REACH)

Email: lucy@taifeng-fr.com