פורמולת מעכב בעירה ללא הלוגן למערכת ציפוי TPU באמצעות ממס DMF

פורמולת מעכב בעירה ללא הלוגן למערכת ציפוי TPU באמצעות ממס DMF

עבור מערכות ציפוי TPU המשתמשות בדימתיל פורמאמיד (DMF) כממס, השימוש באלומיניום היפופוספיט (AHP) ואבץ בוראט (ZB) כמעכבי בעירה דורש הערכה שיטתית. להלן ניתוח מפורט ותוכנית יישום:

א. ניתוח היתכנות של אלומיניום היפופוספיט (AHP)

1. מנגנון מעכב בעירה ויתרונותיו

• מַנגָנוֹן:
• מתפרק בטמפרטורות גבוהות ליצירת חומצות זרחתיות ומטא-זרחתיות, מה שמקדם היווצרות פחם ב-TPU (מעכב בעירה בשלב מעובה).
• משחרר רדיקלים PO· כדי להפסיק תגובות שרשרת בעירה (עמידות בעירה בשלב גז).
• יתרונות:
• ללא הלוגן, דל עשן, רעילות נמוכה, תואם ל-RoHS/REACH.
• יציבות תרמית טובה (טמפרטורת פירוק ≈300°C), מתאים לתהליכי ייבוש TPU (בדרך כלל <150°C).

2. אתגרי יישומים ופתרונות

3. ניסוח ותהליך מומלצים

• ניסוח לדוגמה:
• בסיס TPU/DMF: 100 פרנהייט
• AHP שעבר שינוי פני השטח: 20 phr
• אבץ בוראט (ZB): 5 פרה (סינרגיה לדיכוי עשן)
• פיזור (BYK-110): 1.5 פרפר
• נקודות מפתח בתהליך:
• ערבבו מראש AHP עם חומר פיזור ו-DMF חלקי תחת גזירה גבוהה (≥3000 סל"ד, 30 דקות), ולאחר מכן ערבבו עם תרחיף TPU.
• ייבוש לאחר הציפוי: 120-150°C, יש להאריך את הזמן ב-10% כדי להבטיח אידוי מלא של DMF.

II. ניתוח היתכנות של אבץ בוראט (ZB)

1. מנגנון מעכב בעירה ויתרונותיו

• מַנגָנוֹן:
• יוצר שכבת זכוכית B₂O₃ בטמפרטורות גבוהות, חוסם חמצן וחום (עמידות בפני בעירה בשלב מעובה).
• משחרר מים קשורים (כ-13%), מדלל גזים דליקים ומקרר את המערכת.
• יתרונות:
• אפקט סינרגטי חזק עם AHP או אלומיניום טריהידרוקסיד (ATH).
• דיכוי עשן מעולה, אידיאלי ליישומים עם עשן נמוך.

2. אתגרי יישומים ופתרונות

3. ניסוח ותהליך מומלצים

• ניסוח לדוגמה:
• בסיס TPU/DMF: 100 פרנהייט
• ZB בגודל ננו: 8 ph
• AHP: 15 פרנהייט
• חומר הרטבה (Tego 750W): 1 ph
• נקודות מפתח בתהליך:
• יש לפזר מראש את ZB ב-DMF באמצעות כרסום חרוזים (גודל חלקיקים ≤2μm) לפני ערבוב עם תרחיף TPU.
• הארכו את זמן הייבוש (למשל, 30 דקות) כדי למנוע לחות שיורית שתשפיע על עמידות הבעירה.

III. הערכה סינרגטית של מערכת AHP + ZB

1. השפעות סינרגטיות של מעכבי בעירה

• סינרגיה של פאזה גזית וסינרגיה של פאזה מעובה:
• AHP מספק זרחן לחריכה, בעוד ZB מייצב את שכבת הפחם ומדכא זוהר.
• LOI משולב: 28-30%, UL94 V-0 (1.6 מ"מ) בר השגה.
• דיכוי עשן:
• ZB מפחית את פליטת העשן ב-50% > (מבחן קלורימטר חרוט).

2. המלצות לאיזון ביצועים

• פיצוי על רכוש מכני:
• הוסיפו 2-3% פלסטייזר TPU (למשל, פוליקפרולקטון פוליאול) כדי לשמור על גמישות (התארכות >300%).
• השתמשו באבקות עדינות במיוחד (AHP/ZB <2μm) כדי למזער את אובדן חוזק המתיחה.
• בקרת יציבות תהליך:
• שמרו על צמיגות התרחיף על 2000-4000 cP (Brookfield RV, ציר 4, 20 סל"ד) לקבלת ציפוי אחיד.

IV. השוואה עם מעכבי בעירה נוזליים מבוססי ממס

ה. צעדי יישום מומלצים

1. בדיקות בקנה מידה מעבדתי:

• הערך את AHP/ZB בנפרד ובשילוב (עומס גרדיאנט: 10%, 15%, 20%).
• הערכת יציבות הפיזור (ללא שקיעה לאחר 24 שעות), שינויי צמיגות ואחידות הציפוי.

1. אימות בקנה מידה פיילוט:

• אופטימיזציה של תנאי הייבוש (זמן/טמפרטורה) ובדיקת עמידות בעירה (UL94, LOI) ותכונות מכניות.
• השוואת עלויות: אם AHP+ZB מפחיתים את העלויות ביותר מ-30% לעומת FRs נוזליים, זה כדאי כלכלית.

1. הכנה בקנה מידה גדול:

• לשתף פעולה עם ספקים לפיתוח מאסטרבצ'ים של AHP/ZB מפוזרים מראש (מבוססי DMF) לייצור פשוט יותר.

ו. סיכום

בעזרת תהליכי פיזור מבוקרים, AHP ו-ZB יכולים לשמש כמעכבי בעירה יעילים עבור ציפויי TPU/DMF, בתנאי ש:

1. שינוי פני השטח + פיזור גזירה גבוההמיושם כדי למנוע הצטברות חלקיקים.
2. AHP (ראשוני) + ZB (סינרגיסט)מאזן בין יעילות לעלות.
3. עֲבוּרשקיפות/גמישות גבוההלפי הדרישות, חומרי גלם נוזליים המכילים זרחן-חנקן (למשל, Levagard 4090N) נותרים עדיפים.

חברת Sichuan Taifeng New Fire Retardant Co., Ltd. (ISO & REACH)

Email: lucy@taifeng-fr.com