Halogeenivaba leegiaeglustav koostis TPU kattesüsteemile, mis kasutab DMF lahustit
TPU kattesüsteemide puhul, mis kasutavad lahustina dimetüülformamiidi (DMF), nõuab alumiiniumhüpofosfiidi (AHP) ja tsinkboraadi (ZB) kasutamine leegiaeglustitena süstemaatilist hindamist. Allpool on esitatud üksikasjalik analüüs ja rakenduskava:
I. Alumiiniumhüpofosfiidi (AHP) teostatavusanalüüs
1. Leegiaeglustav mehhanism ja eelised
- Mehhanism:
- Laguneb kõrgel temperatuuril, moodustades fosfor- ja metafosforhappeid, mis soodustab söe teket TPU-s (kondenseerunud faasi leegiaeglustus).
- Vabastab PO· radikaale, et katkestada põlemise ahelreaktsioone (gaasifaasi leegiaeglustus).
- Eelised:
- Halogeenivaba, vähese suitsuga, madala toksilisusega, vastab RoHS/REACH nõuetele.
- Hea termiline stabiilsus (lagunemistemperatuur ≈300 °C), sobib TPU kuivatamisprotsessideks (tavaliselt <150 °C).
2. Rakendusprobleemid ja lahendused
| Väljakutse | Lahendus |
| Halb dispersioon DMF-is | Kasutage pinnaga modifitseeritud AHP-d (nt silaani sidestusainet KH-550). Eeldispersiooniprotsess: AHP kuulveskis DMF-i ja dispergeeriva ainega (nt BYK-110) osakeste suuruseni <5 μm. |
| Suur laadimisnõue (20–30%) | Sünergiline kombinatsioon ZB või melamiintsüanuraadiga (MCA) kogukoormuse vähendamiseks 15–20%-ni. |
| Vähendatud katte läbipaistvus | Kasutage nanosuuruses AHP-d (osakeste suurus <1 μm) või segage seda läbipaistvate leegiaeglustite (nt orgaaniliste fosfaatidega). |
3. Soovitatav koostis ja protsess
- Näidisvalem:
- TPU/DMF alus: 100 phr
- Pinnaga modifitseeritud AHP: 20 phr
- Tsinkboraat (ZB): 5 phr (suitsu summutamise sünergia)
- Dispergeeriv aine (BYK-110): 1,5 phr
- Protsessi põhipunktid:
- AHP eelnevalt segada dispergeeriva aine ja osalise DMF-iga suure nihkekiirusega (≥3000 p/min, 30 min) ning seejärel segada TPU suspensiooniga.
- Pärast katmist kuivatamine: 120–150 °C, pikendage aega 10% võrra, et tagada DMF-i täielik aurustumine.
II. Tsinkboraadi (ZB) teostatavusanalüüs
1. Leegiaeglustav mehhanism ja eelised
- Mehhanism:
- Moodustab kõrgel temperatuuril B₂O₃-klaaskihi, mis blokeerib hapnikku ja kuumust (kondenseerunud faasi leegiaeglustus).
- Vabastab seotud vett (~13%), lahjendab tuleohtlikke gaase ja jahutab süsteemi.
- Eelised:
- Tugev sünergiline efekt AHP või alumiiniumtrihüdroksiidiga (ATH).
- Suurepärane suitsu summutamine, ideaalne vähese suitsuga rakenduste jaoks.
2. Rakendusprobleemid ja lahendused
| Väljakutse | Lahendus |
| Halb dispersiooni stabiilsus | Kasutage nanosuuruses ZB-d (<500 nm) ja märgavaid aineid (nt TegoDispers 750W). |
| Madal leegiaeglustav efektiivsus (vajalik suur koormus) | Kasutamine sünergistina (5–10%) koos primaarsete leegiaeglusteid sisaldavate ainetega (nt AHP või orgaaniline fosfor). |
| Vähenenud katte elastsus | Kompenseerida plastifikaatoritega (nt DOP või polüesterpolüoolid). |
3. Soovitatav koostis ja protsess
- Näidisvalem:
- TPU/DMF alus: 100 phr
- Nanosuuruses ZB: 8 phr
- AHP: 15 phr
- Niisutusaine (Tego 750W): 1 phr
- Protsessi põhipunktid:
- Enne TPU suspensiooniga segamist dispergeerige ZB DMF-is graanulite jahvatamise teel (osakeste suurus ≤2 μm).
- Pikendage kuivamisaega (nt 30 minutit), et vältida jääkniiskuse mõju leegiaeglustusele.
III. AHP + ZB süsteemi sünergistlik hindamine
1. Sünergistlikud leegiaeglustavad efektid
- Gaasifaasi ja kondenseerunud faasi sünergia:
- AHP annab söestamiseks fosforit, samas kui ZB stabiliseerib söekihti ja pärsib järelheledust.
- Kombineeritud LOI: 28–30%, UL94 V-0 (1,6 mm) saavutatav.
- Suitsu summutamine:
- ZB vähendab suitsu eraldumist >50% (koonuskalorimeetri test).
2. Toimivuse tasakaalustamise soovitused
- Mehaaniliste omaduste kompenseerimine:
- Paindlikkuse säilitamiseks (venivus >300%) lisage 2–3% TPU plastifikaatorit (nt polükaprolaktoonpolüooli).
- Tõmbetugevuse kadu minimeerimiseks kasutage ülipeeneid pulbreid (AHP/ZB <2 μm).
- Protsessi stabiilsuse kontroll:
- Ühtlase katte saamiseks hoida suspensiooni viskoossust vahemikus 2000–4000 cP (Brookfield RV, spindl 4, 20 p/min).
IV. Võrdlus lahustipõhiste vedelate leegiaeglustitega
| Parameeter | AHP + ZB süsteem | Vedel fosfor-lämmastik FR (nt Levagard 4090N) |
| Laadimine | 20–30% | 15–25% |
| Dispersiooni raskusaste | Vajab eeltöötlust (suur nihkejõud/pinna modifitseerimine) | Otsene lahustumine, dispersiooni pole vaja |
| Maksumus | Madal (~3–5 dollarit/kg) | Kõrge (~10–15 dollarit/kg) |
| Keskkonnamõju | Halogeenivaba, madala toksilisusega | Võib sisaldada halogeene (tootest olenevalt) |
| Katte läbipaistvus | Poolläbipaistev kuni läbipaistmatu | Väga läbipaistev |
V. Soovituslikud rakendussammud
- Laboratoorsed testid:
- Hinnake AHP/ZB-d nii eraldi kui ka koos (gradienti koormus: 10%, 15%, 20%).
- Hinnake dispersiooni stabiilsust (sette teket ei toimu 24 tunni möödudes), viskoossuse muutusi ja katte ühtlust.
- Pilootprojekti valideerimine:
- Optimeerige kuivamistingimusi (aeg/temperatuur) ning testige leegiaeglustit (UL94, LOI) ja mehaanilisi omadusi.
- Võrdle kulusid: kui AHP+ZB vähendab kulusid vedelate külmutatud õlidega võrreldes >30%, on see majanduslikult tasuv.
- Suurendamise ettevalmistus:
- Tehke tarnijatega koostööd, et töötada lihtsustatud tootmiseks välja eelnevalt dispergeeritud AHP/ZB masterbatche (DMF-põhised).
VI. Kokkuvõte
Kontrollitud dispersiooniprotsesside korral võivad AHP ja ZB olla TPU/DMF katete tõhusad leegiaeglustid, eeldusel, et:
- Pinna modifitseerimine + suure nihkejõuga dispersioonSeda rakendatakse osakeste aglomeratsiooni vältimiseks.
- AHP (primaarne) + ZB (sünergist)tasakaalustab efektiivsust ja kulusid.
- Sestsuur läbipaistvus/paindlikkusNõuete täitmisel on eelistatavamad vedelad fosfor-lämmastik FR-id (nt Levagard 4090N).
Sichuani Taifengi uus leegiaeglusti Co., Ltd. (ISO ja REACH)
Email: lucy@taifeng-fr.com
Postituse aeg: 22. mai 2025
