Analisis lan Optimization saka Flame-Retardant Formulasi kanggo PVC Coatings
Klien nggawe tenda PVC lan kudu ngetrapake lapisan tahan api. Rumus saiki kasusun saka 60 bagean PVC resin, 40 bagean TOTM, 30 bagean aluminium hypophosphite (karo 40% fosfor isi), 10 bagean MCA, 8 bagean seng borat, bebarengan karo dispersants. Nanging, kinerja flame-retardant kurang, lan panyebaran flame retardants uga ora nyukupi. Ing ngisor iki ana analisis alasan lan pangaturan sing diusulake kanggo rumus kasebut.
I. Inti Alasan kanggo Miskin Flame Retardancy
1. Sistem Flame Retardant sing ora seimbang kanthi Efek Sinergis sing Lemah
- Kakehan aluminium hypophosphite (30 bagean):
Sanajan aluminium hypophosphite minangka tahan api adhedhasar fosfor sing efisien (isi fosfor 40%), tambahan sing berlebihan (>25 bagean) bisa nyebabake: - Tambah tajem ing viskositas sistem, nggawe sawur angel lan mbentuk hotspot aglomerated sing akselerasi kobong ("efek wick").
- Suda kateguhan materi lan cacat mbentuk film amarga ngisi anorganik sing berlebihan.
- Isi MCA dhuwur (10 bagean):
MCA (basis nitrogen) biasane digunakake minangka sinergis. Nalika dosis ngluwihi 5 bagean, iku cenderung kanggo pindhah menyang lumahing, saturating efisiensi geni-retardant lan duweni potensi ngganggu retardants semangat liyane. - Kurang sinergis utama:
Nalika seng borat duweni efek nyuda kumelun, ora ana senyawa antimon (contone, antimon trioksida) utawa oksida logam (contone, aluminium hidroksida) nyegah pembentukan sistem sinergis "fosfor-nitrogen-antimony", nyebabake retardasi nyala fase gas ora cukup.
2. Ora cocog Antarane Pilihan Plasticizer lan Gol Retardancy Flame
- TOTM (trioctyl trimellitate) nduweni retardasi nyala sing winates:
TOTM unggul ing tahan panas nanging kurang efektif ing retardasi nyala dibandhingake karo ester fosfat (contone, TOTP). Kanggo aplikasi tahan api sing dhuwur kaya lapisan tenda, TOTM ora bisa nyedhiyakake kapabilitas charring lan oksigen sing cukup. - Total plasticizer ora cukup (mung 40 bagean):
Resin PVC biasane mbutuhake 60-75 bagean saka plasticizer kanggo plasticization lengkap. Isi plasticizer sing sithik nyebabake viskositas leleh sing dhuwur, luwih akeh masalah dispersi tahan api.
3. Sistem sawur ora efektif anjog kanggo Distribusi Retardant Flame ora rata
- Dispersant saiki bisa uga minangka jinis tujuan umum (contone, asam stearat utawa lilin PE), sing ora efektif kanggo tahan api anorganik kanthi beban dhuwur (aluminium hypophosphite + zinc borate kanthi total 48 bagean), nyebabake:
- Agglomerasi partikel tahan api, nggawe bintik-bintik lemah lokal ing lapisan kasebut.
- Aliran leleh sing ora apik sajrone proses, ngasilake panas geser sing nyebabake dekomposisi durung wayahe.
4. Kompatibilitas Miskin Antarane Flame Retardants lan PVC
- Bahan anorganik kayata aluminium hypophosphite lan seng borat duwe beda polaritas sing signifikan karo PVC. Tanpa modifikasi permukaan (contone, agen kopling silane), pamisahan fase kedadeyan, nyuda efisiensi tahan api.
II. Pendekatan Desain Inti
1. Ganti Plasticizer Primer karo TOTP
- Mupangat retardancy nyala intrinsik sing apik banget (isi fosfor ≈9%) lan efek plasticizing.
2. Ngoptimalake Rasio Retardant Flame lan Sinergi
- Simpen aluminium hypophosphite minangka sumber fosfor inti nanging kanthi signifikan nyuda dosis kanggo nambah dispersi lan nyilikake "efek wick."
- Tetep seng borat minangka sinergis kunci (promosi charring lan dipatèni asap).
- Simpen MCA minangka sinergis nitrogen nanging nyuda dosis kanggo nyegah migrasi.
- nepangakenaluminium hidroksida ultrafine (ATH)minangka komponen multifungsi:
- Retardancy geni:Dekomposisi endotermik (dehidrasi), pendinginan, lan pengenceran gas sing gampang kobong.
- Smoke suppression:Ngartekno nyuda generasi kumelun.
- Pangisi:Mundhut biaya (dibandhingake karo retardants geni liyane).
- Dispersi lan aliran sing luwih apik (kelas ultrafine):Luwih gampang disperse tinimbang ATH konvensional, nyuda viskositas tambah.
3. Solusi Kuwat kanggo Masalah Sawur
- Tambah isi plasticizer kanthi signifikan:Mesthekake plasticization PVC lengkap lan nyuda viskositas sistem.
- Gunakake super-dispersants kanthi efisiensi dhuwur:Dirancang khusus kanggo wêdakakêna anorganik kanthi muatan dhuwur, gampang diglomerasi (aluminium hypophosphite, ATH).
- Ngoptimalake pangolahan (pre-mixing penting):Priksa manawa teles lan panyebaran flame retardants.
4. Njamin Stabilitas Processing dhasar
- Tambah stabilisator panas lan pelumas sing cocog.
III. Revisi Formula PVC Flame-Retardant
| Komponen | Tipe/Fungsi | Dianjurake Parts | Cathetan / Optimization Points |
| resin PVC | Dasar resin | 100 | - |
| TOTP | Plasticizer tahan api primer (sumber P) | 65–75 | Owah-owahan inti!Nyedhiyakake retardasi nyala intrinsik sing apik lan plastikisasi kritis. Dosis dhuwur njamin nyuda viskositas. |
| Aluminium hypophosphite | Fosfor primer tahan api (sumber asam) | 15–20 | Dosis suda sacara signifikan!Nahan peran fosfor inti nalika nyuda viskositas lan masalah dispersi. |
| Ultrafine ATH | Pengisi tahan api/penekan asap/agen endotermik | 25–35 | Tambahan kunci!Pilih ultrafine (D50=1–2µm), surface-treated (contone, silane) grades. Nyedhiyakake pendinginan, nyuda asap, lan ngisi. Mbutuhake sawur kuwat. |
| Seng borat | Sinergis / suppressant kumelun / char promotor | 8–12 | Ditahan. Bisa karo P lan Al kanggo nambah charring lan dipatèni kumelun. |
| MCA | Nitrogen synergist (sumber gas) | 4–6 | Dosis suda sacara signifikan!Digunakake mung minangka sumber nitrogen tambahan kanggo nyegah migrasi. |
| Super-dispersant kanthi efisiensi dhuwur | Aditif kritis | 3.0–4.0 | Dianjurake: polyester, polyurethane, utawa jinis polyacrylate sing diowahi (contone, BYK-163, TEGO Dispers 655, Efka 4010, utawa SP-1082 domestik). Dosis kudu cukup! |
| Stabiliser panas | Nyegah degradasi sajrone pangolahan | 3.0–5.0 | Rekomendasi stabilisator komposit Ca/Zn kanthi efisiensi dhuwur (ramah lingkungan). Nyetel dosis adhedhasar kegiatan lan suhu pangolahan. |
| Pelumas (internal/eksternal) | Ngapikake aliran pangolahan, nyegah tancep | 1.0–2.0 | Kombinasi sing disaranake: |
| Aditif liyane (contone, antioksidan, penstabil UV) | Minangka perlu | - | Kanggo nggunakake kémah ing njaba ruangan, banget nyaranake stabilisator UV (contone, benzotriazole, 1-2 bagean) lan antioksidan (contone, 1010, 0,3-0,5 bagean). |
IV. Cathetan Formula lan Titik Kunci
1. TOTP minangka Yayasan Inti
- 65-75 bageannjamin:
- Plastikisasi lengkap: PVC mbutuhake plasticizer sing cukup kanggo pembentukan film sing alus lan terus-terusan.
- Pengurangan viskositas: Penting kanggo nambah panyebaran tahan api anorganik sing dhuwur.
- Retardancy geni intrinsik: TOTP dhewe minangka plasticizer tahan api sing efektif banget.
2. Flame Retardant Synergy
- Sinergi PNB-Al:Aluminium hypophosphite (P) + MCA (N) nyedhiyakake sinergi PN basa. Seng borat (B, Zn) nambah charring lan dipatèni asap. Ultrafine ATH (Al) nawakake pendinginan endotermik sing gedhe lan nyuda asap. TOTP uga nyumbang fosfor. Iki nggawe sistem sinergis multi-elemen.
- Peran ATH:25–35 bagéan saka ultrafine ATH minangka kontributor utama kanggo retardansi nyala lan nyuda asap. Dekomposisi endotermik nyerep panas, dene uap banyu sing dibebasake ngencerake oksigen lan gas sing gampang kobong.ATH ultrafine lan permukaan-dianggep kritiskanggo nyilikake impact viskositas lan nambah kompatibilitas PVC.
- Aluminium hypophosphite dikurangi:Diturunake saka 30 nganti 15-20 bagean kanggo nggampangake beban sistem nalika njaga kontribusi fosfor.
- MCA sing dikurangi:Diturunake saka 10 nganti 4-6 bagean kanggo nyegah migrasi.
3. Solusi sawur - Kritis kanggo Sukses
- Super-dispersant (3-4 bagean):Penting kanggo nangani beban dhuwur (50-70 bagean total pangisi anorganik!), Sistem sing angel disebarake (aluminium hypophosphite + ultrafine ATH + seng borat).Dispersants biasa (contone, calcium stearate, PE wax) ora cukup!Investasi ing super-dispersants kanthi efisiensi dhuwur lan gunakake jumlah sing cukup.
- Isi plasticizer (65-75 bagean):Kaya ing ndhuwur, nyuda viskositas sakabèhé, nggawe lingkungan sing luwih apik kanggo dispersi.
- Pelumas (1-2 bagean):Kombinasi pelumas internal / eksternal njamin aliran sing apik sajrone nyampur lan nutupi, nyegah nempel.
4. Pangolahan - Protokol Pre-Mixing Ketat
- Langkah 1 (garing-campuran bubuk anorganik):
- Tambah aluminium hypophosphite, ultrafine ATH, seng borat, MCA, lan kabeh super-dispersant menyang mixer kacepetan dhuwur.
- Nyampur ing 80-90 ° C kanggo 8-10 menit. Sasaran: Mesthekake super-dispersant nutupi saben partikel, ngrusak aglomerat.Wektu lan suhu kritis!
- Langkah 2 (Pembuatan slurry):
- Tambahake sebagian besar TOTP (contone, 70-80%), kabeh penstabil panas, lan pelumas internal menyang campuran saka Langkah 1.
- Nyampur ing 90-100 ° C kanggo 5-7 menit kanggo mbentuk seragam, flowable slurry flame-retardant. Priksa manawa wêdakakêna wis dibasahi kanthi plasticizer.
- Langkah 3 (Tambah PVC lan komponen sing isih ana):
- Tambah resin PVC, sisa TOTP, pelumas eksternal (lan penstabil antioksidan/UV, yen ditambahake ing tahap iki).
- Nyampur ing 100-110 ° C kanggo 7-10 menit nganti tekan "titik garing" (free-flows, ora clumps).Aja overmixing kanggo nyegah degradasi PVC.
- pendinginan:Discharge lan adhem campuran nganti <50 ° C kanggo nyegah clumping.
5. Processing sakteruse
- Gunakake campuran garing sing adhem kanggo calendering utawa lapisan.
- Ngontrol suhu pangolahan kanthi ketat (suhu leleh sing disaranake ≤170–175°C) kanggo ngindhari kegagalan stabilizer utawa dekomposisi prematur tahan api (contone, ATH).
V. Asil samesthine lan pancegahan
- Retardancy geni:Dibandhingake karo rumus asli (TOTM + aluminium hypophosphite / MCA dhuwur), iki rumus diubah (TOTP + optimized P / N / B / rasio Al) kudu Ngartekno nambah retardansi semangat, utamané ing kinerja diobong vertikal lan dipatèni kumelun. Standar target kaya CPAI-84 kanggo tarub. Tes utama: ASTM D6413 (bakar vertikal).
- dispersi:Super-dispersant + plasticizer dhuwur + optimized wis nyawiji kudu nemen nambah sawur, ngurangi aglomerasi lan nambah uniformity lapisan.
- Kapabilitas proses:TOTP lan pelumas sing nyukupi kudu njamin proses sing lancar, nanging ngawasi viskositas lan nempel sajrone produksi nyata.
- biaya:TOTP lan super-dispersants larang, nanging suda aluminium hypophosphite lan MCA nutup kerugian sawetara biaya. ATH relatif murah.
Pangeling kritis:
- Uji coba skala cilik dhisik!Tes ing laboratorium lan setel adhedhasar bahan nyata (utamane ATH lan kinerja super-dispersant) lan peralatan.
- Pilihan bahan:
- ATH:Kudu nggunakake ultrafine (D50 ≤2µm), permukaan-diobati (contone, silane). Hubungi supplier kanggo rekomendasi sing cocog karo PVC.
- Super-dispersants:Kudu nggunakake jinis efisiensi dhuwur. Informasi marang pemasok babagan aplikasi kasebut (PVC, pangisi anorganik kanthi beban dhuwur, retardasi nyala tanpa halogen).
- TOTP:Njamin kualitas dhuwur.
- Testing:Nindakake tes tahan api sing ketat miturut standar target. Uga ngevaluasi tuwa / tahan banyu (kritis kanggo tenda ruangan!). Stabiliser UV lan antioksidan penting.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Wektu kirim: Jul-25-2025
