Formulasi Retardant Seuneu Bebas Halogén pikeun Sistem Palapis TPU Ngagunakeun Pangleyur DMF
Pikeun sistem palapis TPU ngagunakeun Dimétil Formamide (DMF) salaku pangleyur, pamakéan aluminium hypophosphite (AHP) jeung séng borat (ZB) salaku retardants seuneu merlukeun evaluasi sistematis. Di handap ieu analisa lengkep sareng rencana palaksanaan:
I. Analisis Feasibility of Aluminium Hypophosphite (AHP)
1. mékanisme Retardant seuneu jeung Kauntungannana
- Mékanisme:
- Terurai dina suhu luhur pikeun ngahasilkeun asam fosfat jeung métafosfat, ngamajukeun formasi char dina TPU (condensed-phase flame retardancy).
- Ngaleupaskeun radikal PO· pikeun ngaganggu réaksi ranté durukan (rétardancy seuneu fase-gas).
- Kaunggulan:
- Halogén bébas, haseup low, karacunan low, patuh kana RoHS / REACH.
- stabilitas termal alus (suhu dékomposisi ≈300 ° C), cocog pikeun prosés drying TPU (ilaharna <150 ° C).
2. Tantangan jeung Solusi Aplikasi
| Tangtangan | Solusi |
| Dispersi goréng dina DMF | Anggo AHP anu dirobih permukaan (contona, agén kopling silane KH-550). Prosés pra-dispersi: Ball-mill AHP kalawan DMF na dispersant (misalna, BYK-110) kana ukuran partikel <5μm. |
| Sarat loading tinggi (20-30%) | Kombinasi sinergis sareng ZB atanapi melamine cyanurate (MCA) pikeun ngirangan beban total ka 15-20%. |
| Ngurangan transparansi palapis | Anggo AHP ukuran nano (ukuran partikel <1μm) atanapi campur sareng tahan seuneu transparan (contona, fosfat organik). |
3. Disarankeun Formulasi jeung Prosés
- Conto rumusan:
- Dasar TPU/DMF: 100 phr
- AHP anu dirobih permukaan: 20 phr
- Séng borat (ZB): 5 phr (sinérgi suprési haseup)
- Dispersant (BYK-110): 1,5 phr
- Poin konci prosés:
- Pra-campuran AHP sareng dispersant sareng DMF parsial dina geser tinggi (≥3000 rpm, 30 mnt), teras campur sareng bubur TPU.
- Post-palapis drying: 120-150 ° C, manjangkeun waktu ku 10% pikeun mastikeun évaporasi DMF lengkep.
II. Analisis Feasibility of Séng Borate (ZB)
1. mékanisme Retardant seuneu jeung Kauntungannana
- Mékanisme:
- Ngabentuk lapisan kaca B₂O₃ dina suhu luhur, ngahalangan oksigén jeung panas (condensed-phase retardancy seuneu).
- Ngaleupaskeun cai kabeungkeut (~ 13%), éncér gas anu gampang kaduruk sareng niiskeun sistem.
- Kaunggulan:
- Pangaruh sinergis kuat sareng AHP atanapi aluminium trihydroxide (ATH).
- suprési haseup alus teuing, idéal pikeun aplikasi low-haseup.
2. Tantangan jeung Solusi Aplikasi
| Tangtangan | Solusi |
| Stabilitas dispersi goréng | Paké ZB ukuran nano (<500nm) jeung agén wetting (misalna, TegoDispers 750W). |
| Efisiensi tahan seuneu rendah (peryogi beban tinggi) | Paké salaku sinergis (5-10%) kalawan retardants seuneu primér (misalna, AHP atawa fosfor organik). |
| Ngurangan kalenturan palapis | Ngimbangan ku plasticizers (misalna, DOP atawa poliéster polyols). |
3. Disarankeun Formulasi jeung Prosés
- Conto rumusan:
- Dasar TPU/DMF: 100 phr
- Nano-ukuran ZB: 8 ph
- AHP: 15 ph
- Agen wetting (Tego 750W): 1 phr
- Poin konci prosés:
- Pra-disperse ZB di DMF via panggilingan bead (ukuran partikel ≤2μm) saméméh Pergaulan jeung slurry TPU.
- Manjangkeun waktos drying (misalna 30 mnt) pikeun nyegah sésa Uap mangaruhan retardancy seuneu.
III. Evaluasi Sinergis AHP + ZB System
1. Sinergis Seuneu Retardant Balukar
- Sinergi Fase Gas & Fase Kondensasi:
- AHP nyadiakeun fosfor pikeun charring, bari ZB stabilizes lapisan char na suppresses afterglow.
- LOI digabungkeun: 28-30%, UL94 V-0 (1.6mm) achievable.
- Penekanan haseup:
- ZB ngurangan émisi haseup ku> 50% (test Cone Calorimeter).
2. Performance Balancing Rekomendasi
- Kompensasi Harta Mékanis:
- Tambahkeun 2-3% TPU plasticizer (misalna, polycaprolactone polyol) pikeun ngajaga kalenturan (elongation> 300%).
- Paké powders ultrafine (AHP / ZB <2μm) pikeun ngaleutikan leungitna kakuatan tensile.
- Kontrol stabilitas prosés:
- Ngajaga viskositas slurry dina 2000-4000 cP (Brookfield RV, spindle 4, 20 rpm) pikeun palapis seragam.
IV. Ngabandingkeun jeung Pangleyur-Dumasar Flame Retardants
| Parameter | Sistim AHP + ZB | Cairan Fosfor-Nitrogen FR (misalna Levagard 4090N) |
| Ngamuat | 20-30% | 15-25% |
| Kasusah dispersi | Merlukeun pra-perlakuan (geser luhur / modifikasi permukaan) | Disolusi langsung, teu perlu dispersi |
| Ongkos | Rendah (~$3-5/kg) | Luhur (~ $10-15/kg) |
| Dampak Lingkungan | Halogén bébas, karacunan low | Bisa ngandung halogén (gumantung produk) |
| Transparansi palapis | Semi-translucent kana opak | Kacida transparan |
V. Léngkah-léngkah Palaksanaan Disarankeun
- Uji Skala Lab:
- Evaluate AHP/ZB individual tur dina kombinasi (loading gradién: 10%, 15%, 20%).
- Assess stabilitas dispersi (euweuh sedimentasi sanggeus 24h), parobahan viskositas, sarta palapis uniformity.
- Validasi Skala Pilot:
- Optimalkeun kaayaan drying (waktos / suhu) jeung uji retardansi seuneu (UL94, LOI) jeung sipat mékanis.
- Bandingkeun waragad: Lamun AHP + ZB ngurangan waragad ku> 30% vs FRs cair, éta ékonomis giat.
- Persiapan Skala-Up:
- Kolaborasi sareng panyadia pikeun ngembangkeun masterbatches AHP / ZB anu tos kasebar (basis DMF) pikeun produksi saderhana.
VI. kacindekan
Kalayan prosés dispersi anu dikontrol, AHP sareng ZB tiasa dianggo salaku tahan seuneu anu épéktip pikeun palapis TPU / DMF, upami:
- Modifikasi permukaan + dispersi geser tinggiDipaké pikeun nyegah aglomerasi partikel.
- AHP (primer) + ZB (sinergis)ngimbangan efisiensi sareng biaya.
- Pikeuntransparansi tinggi / kalenturansyarat, FRs fosfor-nitrogén cair (misalna Levagard 4090N) tetep leuwih hade.
Sichuan Taifeng New Flame Retardant Co., Ltd.(ISO & REACH)
Email: lucy@taifeng-fr.com
waktos pos: May-22-2025
