Analisis jeung Optimasi Formulasi Flame-Retardant pikeun PVC Coatings

Analisis jeung Optimasi Formulasi Flame-Retardant pikeun PVC Coatings

Klién nyiptakeun tenda PVC sareng kedah nerapkeun palapis anu tahan seuneu. Rumus ayeuna diwangun ku 60 bagian résin PVC, 40 bagian TOTM, 30 bagian aluminium hypophosphite (jeung 40% eusi fosfor), 10 bagian MCA, 8 bagian séng borate, babarengan jeung dispersants. Sanajan kitu, kinerja retardant seuneu goréng, sarta dispersi tina retardants seuneu ogé inadequate. Di handap ieu analisa alesan sareng usulan pangaluyuan kana rumus.

I. Alesan inti pikeun Retardancy Seuneu Miskin

1. Sistim Retardant seuneu teu saimbang jeung Balukar Sinergis Lemah

• Kaleuleuwihan aluminium hypophosphite (30 bagian):
  Sanaos aluminium hypophosphite mangrupikeun tahan seuneu dumasar-fosfor efisien (40% eusi fosfor), tambihan kaleuleuwihan (> 25 bagian) tiasa nyababkeun:
• Paningkatan seukeut dina viskositas sistem, ngajadikeun dispersi hésé tur ngabentuk aglomerated hotspots nu ngagancangkeun ngaduruk ("wick effect").
• Ngurangan kateguhan bahan sareng gangguan ngabentuk pilem kusabab pangisi anorganik anu kaleuleuwihan.
• Eusi MCA luhur (10 bagian):
  MCA (basis nitrogén) biasana dianggo salaku sinergis. Lamun dosage nu ngaleuwihan 5 bagian, éta condong migrasi ka beungeut cai, saturating efisiensi seuneu-retardant sarta berpotensi interfering kalawan retardants seuneu lianna.
• Kurangna sinergis konci:
  Samentara séng borat miboga éfék nu ngahalangan haseup, henteuna sanyawa dumasar antimoni (misalna antimoni trioksida) atawa oksida logam (misalna aluminium hidroksida) nyegah kabentukna sistem sinergis "fosfor-nitrogen-antimony", hasilna teu cukup fase gas retardancy seuneu.

2. Mmatch Antara Pamilihan Plasticizer jeung Goals Retardancy seuneu

• TOTM (trioctyl trimellitate) boga retardancy seuneu kawates:
  TOTM unggul dina résistansi panas tapi jauh kurang éféktif dina rétardancy seuneu dibandingkeun éster fosfat (contona, TOTP). Pikeun aplikasi tahan seuneu anu luhur sapertos palapis tenda, TOTM henteu tiasa nyayogikeun kamampuan charring sareng panghalang oksigén anu cekap.
• Total plasticizer teu cukup (ngan 40 bagian):
  résin PVC ilaharna merlukeun 60-75 bagéan plasticizer pikeun plasticization pinuh. Eusi plasticizer low ngakibatkeun viskositas lebur tinggi, salajengna exacerbating isu dispersi retardant seuneu.

3. Sistim dispersi teu epektip ngarah kana Distribusi Retardant seuneu henteu rata

• Dispersant anu ayeuna tiasa janten jinis tujuan umum (contona, asam stearat atanapi lilin PE), anu henteu efektif pikeun tahan seuneu anorganik beban tinggi (aluminium hypophosphite + séng borat jumlahna 48 bagian), nyababkeun:
• Aglomerasi partikel tahan seuneu, nyiptakeun bintik-bintik lemah lokal dina lapisan.
• Aliran ngalembereh goréng nalika ngolah, ngahasilkeun panas geser anu nyababkeun dékomposisi prématur.

4. Kasaluyuan Miskin Antara Retardants seuneu jeung PVC

• Bahan anorganik sapertos aluminium hypophosphite sareng séng borat gaduh bédana polaritas anu signifikan sareng PVC. Tanpa modifikasi permukaan (misalna, agén gandeng silane), separation fase lumangsung, ngurangan efisiensi seuneu-retardant.

II. Pendekatan Desain Inti

1. Ganti Plasticizer primér kalawan TOTP

• Leverage intrinsik retardansi seuneu na alus teuing (eusi fosfor ≈9%) jeung pangaruh plasticizing.

2. Optimalkeun Rasio Retardant Seuneu sareng Sinergi

• Ngajaga aluminium hypophosphite salaku sumber inti fosfor tapi nyata ngurangan dosage na pikeun ngaronjatkeun dispersi jeung ngaleutikan "efek wick".
• Tetep séng borat salaku sinergis konci (ngamajukeun charring sarta suprési haseup).
• Tetep MCA salaku sinergis nitrogén tapi ngurangan dosage na pikeun nyegah migrasi.
• Nepangkeunaluminium hidroksida ultrafine (ATH)salaku komponén multifungsi:
• Retardancy seuneu:Dékomposisi endotermik (dehidrasi), pendinginan, sareng éncér gas anu gampang kaduruk.
• Penekanan haseup:Nyata ngurangan generasi haseup.
• Pangeusi:Turunkeun biaya (dibandingkeun sareng tahan seuneu anu sanés).
• Ningkatkeun dispersi sareng aliran (kelas ultrafine):Leuwih gampang pikeun bubarkeun ti ATH konvensional, ngaminimalkeun kanaékan viskositas.

3. Solusi Kuat pikeun Masalah Dispersi

• Ngaronjatkeun eusi plasticizer sacara signifikan:Mastikeun plasticization PVC pinuh sarta ngurangan viskositas sistem.
• Paké efisiensi tinggi super-dispersants:Husus dirancang pikeun beban tinggi, bubuk anorganik gampang aglomerated (aluminium hypophosphite, ATH).
• Optimalkeun pamrosésan (pra-campuran penting pisan):Mastikeun wetting teleb tur dispersi tina retardants seuneu.

4. Mastikeun stabilitas Processing Dasar

• Tambahkeun stabilizers panas cukup jeung pelumas luyu.

III. Dirévisi Seuneu-Retardant PVC Formula

IV. Catetan Rumus sareng Poin konci

1. TOTP nyaéta Yayasan Inti

• 65-75 bagianmastikeun:
• Plasticization pinuh: PVC merlukeun plasticizer cukup pikeun lemes, formasi pilem kontinyu.
• Pangurangan viskositas: Kritis pikeun ningkatkeun panyebaran tina tahan seuneu anorganik beban tinggi.
• Retardancy seuneu intrinsik: TOTP sorangan mangrupikeun plasticizer tahan seuneu anu pohara efektif.

2. Sinergi Retardant seuneu

• Sinergi PNB-Al:Aluminium hypophosphite (P) + MCA (N) nyadiakeun base PN sinergi. Séng borat (B, Zn) ningkatkeun charring sarta suprési haseup. Ultrafine ATH (Al) nawarkeun cooling endothermic masif jeung suprési haseup. TOTP ogé nyumbang fosfor. Ieu nyiptakeun sistem sinergis multi-unsur.
• Peran ATH:25–35 bagian tina ultrafine ATH mangrupikeun kontributor utama pikeun retardansi seuneu sareng suprési haseup. Dékomposisi éndotermikna nyerep panas, sedengkeun uap cai anu dileupaskeun ngéncerkeun oksigén sareng gas anu gampang kaduruk.Ultrafine sareng ATH anu dirawat permukaan penting pisanpikeun ngaminimalkeun dampak viskositas sareng ningkatkeun kasaluyuan PVC.
• Ngurangan aluminium hypophosphite:Turunkeun tina 30 ka 15-20 bagian pikeun ngagampangkeun beban sistem bari ngajaga kontribusi fosfor.
• Ngurangan MCA:Turunkeun tina 10 ka 4-6 bagian pikeun nyegah migrasi.

3. Solusi dispersi - Kritis pikeun Kasuksesan

• Super-dispersant (3-4 bagian):Penting pikeun nanganan beban anu luhur (50-70 bagian total pangisi anorganik!), Sistem anu sesah disperse (aluminium hypophosphite + ultrafine ATH + séng borat).Dispersants biasa (misalna kalsium stearate, PE wax) teu cukup!Investasi dina super-dispersant efisiensi tinggi sareng nganggo jumlah anu cekap.
• Eusi plasticizer (65-75 bagian):Sapertos di luhur, ngirangan viskositas sadayana, nyiptakeun lingkungan anu langkung saé pikeun dispersi.
• Pelumas (1-2 bagian):Kombinasi pelincir internal / éksternal ensures aliran alus salila Pergaulan jeung palapis, nyegah nempel.

4. Ngolah - Protocol Pra-campuran ketat

• Lengkah 1 (garing-campuran bubuk anorganik):
• Tambahkeun aluminium hypophosphite, ultrafine ATH, séng borat, MCA, sarta sakabeh super-dispersant ka mixer-speed tinggi.
• Campur dina 80-90 ° C pikeun 8-10 menit. Tujuan: Pastikeun super-dispersant pinuh jas unggal partikel, megatkeun aglomerates.Waktos sareng suhu kritis!
• Lengkah 2 (Pembentukan Slurry):
• Tambahkeun lolobana TOTP (misalna, 70–80%), kabéh penstabil panas, jeung pelumas internal kana campuran ti Lengkah 1.
• Campur dina 90-100 ° C salila 5-7 menit pikeun ngabentuk seragam, flowable slurry seuneu-retardant. Pastikeun bubuk pinuh dibasahan ku plasticizers.
• Lengkah 3 (Tambahkeun PVC sareng komponén sésana):
• Tambahkeun résin PVC, sésana TOTP, pelumas éksternal (jeung antioksidan / stabilizers UV, lamun ditambahkeun dina tahap ieu).
• Campur dina 100-110 ° C salila 7-10 menit nepi ka ngahontal "titik garing" (ngalir bébas, euweuh gumpalan).Hindarkeun overmixing pikeun nyegah degradasi PVC.
• Cooling:Discharge jeung tiis campuran ka <50°C pikeun nyegah clumping.

5. Processing saterusna

• Paké campuran garing tiis pikeun calendering atawa palapis.
• Kontrol suhu pamrosésan sacara ketat (suhu ngalembereh disarankeun ≤170–175°C) pikeun nyegah gagalna penstabil atanapi dékomposisi prématur tina retardants seuneu (contona, ATH).

V. Hasil nu Dipiharep jeung Pancegahan

• Retardancy seuneu:Dibandingkeun jeung rumus aslina (TOTM + tinggi aluminium hypophosphite / MCA), rumus ieu dirévisi (TOTP + dioptimalkeun P / N / B / babandingan Al) kedah nyata ngaronjatkeun retardansi seuneu, utamana dina kinerja kaduruk nangtung sarta suprési haseup. Sasaran standar sapertos CPAI-84 pikeun tenda. Tes konci: ASTM D6413 (kaduruk nangtung).
• Dispersi:Super-dispersant + plasticizer tinggi + dioptimalkeun pre-mixing kedah greatly ngaronjatkeun dispersi, ngurangan agglomeration sarta ngaronjatkeun uniformity palapis.
• Kamampuhan prosés:TOTP sareng pelumas anu nyukupan kedah mastikeun pamrosesan anu lancar, tapi ngawaskeun viskositas sareng nempel nalika produksi saleresna.
• Ongkos:TOTP jeung super-dispersants mahal, tapi ngurangan aluminium hypophosphite na MCA offset sababaraha waragad. ATH relatif murah.

Panginget kritis:

• Uji coba skala leutik heula!Nguji di lab tur saluyukeun dumasar kana bahan sabenerna (utamana ATH jeung kinerja super-dispersant) jeung alat.
• Pilihan bahan:
• ATH:Kedah ngagunakeun ultrafine (D50 ≤2µm), permukaan-diolah (misalna silane) sasmita. Taroskeun suppliers pikeun rekomendasi PVC-cocog.
• Super-dispersants:Kedah nganggo jinis efisiensi tinggi. Ngawartosan panyadia ngeunaan aplikasi (PVC, pangisi anorganik beban tinggi, rétardancy seuneu bébas halogén).
• TOTP:Pastikeun kualitas luhur.
• Uji coba:Ngalaksanakeun tés retardansi seuneu anu ketat per standar target. Ogé evaluate sepuh / lalawanan cai (kritis pikeun tenda outdoor!). Stabiliser UV sareng antioksidan penting.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com