Analiżi u Ottimizzazzjoni tal-Formulazzjoni Ritardant tal-Fjamma għall-Kisi tal-PVC

Analiżi u Ottimizzazzjoni tal-Formulazzjoni Ritardant tal-Fjamma għall-Kisi tal-PVC

Il-klijent jimmanifattura tined tal-PVC u jeħtieġ li japplika kisi ritardanti tal-fjammi. Il-formula attwali tikkonsisti minn 60 parti reżina tal-PVC, 40 parti TOTM, 30 parti ipofosfita tal-aluminju (b'kontenut ta' fosfru ta' 40%), 10 partijiet MCA, 8 partijiet borat taż-żingu, flimkien ma' dispersanti. Madankollu, il-prestazzjoni ritardanti tal-fjammi hija fqira, u t-tixrid tar-ritardanti tal-fjammi huwa wkoll inadegwat. Hawn taħt hawn analiżi tar-raġunijiet u aġġustament propost għall-formula.

I. Raġunijiet Ewlenin għal Retardanza Ħażina tal-Fjamma

1. Sistema Ritardant tal-Fjammi Żbilanċjata b'Effetti Sinerġistiċi Dgħajfa

• Ipofosfita tal-aluminju eċċessiva (30 parti):
  Għalkemm l-ipofosfita tal-aluminju hija ritardant tan-nar effiċjenti bbażat fuq il-fosfru (kontenut ta' fosfru ta' 40%), iż-żieda eċċessiva (>25 parti) tista' twassal għal:
• Żieda qawwija fil-viskożità tas-sistema, li tagħmel it-tixrid diffiċli u tifforma hotspots agglomerati li jaċċelleraw il-ħruq (“effett ta' wick”).
• Ebusija mnaqqsa tal-materjal u proprjetajiet indeboliti tal-formazzjoni tal-film minħabba mili inorganiku eċċessiv.
• Kontenut għoli ta' MCA (10 partijiet):
  L-MCA (ibbażat fuq in-nitroġenu) tipikament jintuża bħala sinerġist. Meta d-dożaġġ jaqbeż il-5 partijiet, għandu t-tendenza li jemigra lejn il-wiċċ, u b'hekk jissatura l-effiċjenza tar-ritardanti tal-fjammi u potenzjalment jinterferixxi ma' ritardanti oħra tal-fjammi.
• Nuqqas ta' sinerġisti ewlenin:
  Filwaqt li l-borat taż-żingu għandu effetti ta' soppressjoni tad-duħħan, in-nuqqas ta' komposti bbażati fuq l-antimonju (eż., triossidu tal-antimonju) jew ossidu tal-metall (eż., idrossidu tal-aluminju) jipprevjeni l-formazzjoni ta' sistema sinerġistika "fosfru-nitroġenu-antimonju", li tirriżulta f'ritardanza insuffiċjenti tal-fjammi fil-fażi tal-gass.

2. Nuqqas ta' Tqabbil bejn l-Għażla tal-Plastifikanti u l-Għanijiet tar-Ritardanza tal-Fjamma

• TOTM (trioctyl trimellitate) għandu ritardanza limitata tal-fjammi:
  TOTM jeċċella fir-reżistenza għas-sħana iżda huwa ħafna inqas effettiv fir-ritardanza tal-fjammi meta mqabbel mal-esteri tal-fosfat (eż., TOTP). Għal applikazzjonijiet ta' ritardanza għolja tal-fjammi bħal kisi ta' tined, TOTM ma jistax jipprovdi kapaċitajiet suffiċjenti ta' ħruq u barriera għall-ossiġnu.
• Plastifikatur totali insuffiċjenti (40 parti biss):
  Ir-reżina tal-PVC tipikament teħtieġ 60–75 parti ta' plastifikanti għal plastifikar sħiħ. Kontenut baxx ta' plastifikanti jwassal għal viskożità għolja tat-tidwib, u dan jaggrava aktar il-problemi ta' tixrid tar-ritardanti tal-fjammi.

3. Sistema ta' Tixrid Ineffettiva li Twassal għal Distribuzzjoni Irregolari tar-Ritardant tal-Fjammi

• Id-dispersant attwali jista' jkun tat-tip għal skopijiet ġenerali (eż., aċidu steariku jew xama' tal-PE), li mhuwiex effettiv għal ritardanti tal-fjammi inorganiċi b'tagħbija għolja (ipofosfit tal-aluminju + borat taż-żingu li jammontaw għal 48 parti), u jikkawża:
• Agglomerazzjoni ta' partiċelli ritardanti tal-fjammi, li toħloq punti dgħajfa lokalizzati fil-kisi.
• Fluss ħażin tat-tidwib waqt l-ipproċessar, li jiġġenera sħana shear li twassal għal dekompożizzjoni prematura.

4. Kompatibilità Fqira Bejn Ir-Ritardanti tal-Fjammi u l-PVC

• Materjali inorganiċi bħall-ipofosfit tal-aluminju u l-borat taż-żingu għandhom differenzi sinifikanti fil-polarità mal-PVC. Mingħajr modifikazzjoni tal-wiċċ (eż., aġenti ta' akkoppjar tas-silan), isseħħ separazzjoni tal-fażi, u b'hekk titnaqqas l-effiċjenza ritardanti tal-fjammi.

II. Approċċ tad-Disinn Ewlieni

1. Ibdel il-Plastifikanti Primarju bit-TOTP

• Uża r-ritardanza intrinsika eċċellenti tagħha għall-fjammi (kontenut ta' fosfru ≈9%) u l-effett plastifikanti.

2. Ottimizza l-Proporzjonijiet u s-Sinerġija tar-Ritardant tal-Fjammi

• Żomm l-ipofosfit tal-aluminju bħala s-sors ewlieni tal-fosfru iżda naqqas b'mod sinifikanti d-dożaġġ tiegħu biex ittejjeb it-tixrid u timminimizza l-"effett tal-wick".
• Żomm il-borat taż-żingu bħala sinerġist ewlieni (li jippromwovi l-ħruq u s-soppressjoni tad-duħħan).
• Żomm l-MCA bħala sinerġist tan-nitroġenu iżda naqqas id-dożaġġ tiegħu biex tevita l-migrazzjoni.
• Introduċiidrossidu tal-aluminju ultrafin (ATH)bħala komponent multifunzjonali:
• Ritardanza tal-fjammi:Dekompożizzjoni endotermika (deidratazzjoni), tkessiħ, u dilwizzjoni ta' gassijiet fjammabbli.
• Soppressjoni tad-duħħan:Inaqqas b'mod sinifikanti l-ġenerazzjoni tad-duħħan.
• Mili:Inaqqas l-ispejjeż (meta mqabbel ma' ritardanti oħra tal-fjammi).
• Tixrid u fluss imtejba (grad ultrafin):Aktar faċli biex jinfirex milli l-ATH konvenzjonali, u b'hekk jitnaqqas iż-żieda fil-viskożità.

3. Soluzzjonijiet b'saħħithom għal kwistjonijiet ta' tifrix

• Żid b'mod sinifikanti l-kontenut tal-plastifikanti:Aċċerta ruħek li l-PVC ikun plastifikat bis-sħiħ u tnaqqas il-viskożità tas-sistema.
• Uża super-dispersanti b'effiċjenza għolja:Iddisinjat speċifikament għal trab inorganiku b'tagħbija għolja u li jista' jiġi agglomerat faċilment (ipofosfit tal-aluminju, ATH).
• Ottimizza l-ipproċessar (it-taħlit minn qabel huwa kritiku):Aċċerta ruħek li r-ritardanti tal-fjammi jixxarbu u jitferrxu sew.

4. Żgura Stabbiltà Bażika tal-Ipproċessar

• Żid biżżejjed stabilizzaturi tas-sħana u lubrikanti xierqa.

III. Formula Riveduta tal-PVC Ritardant tal-Fjamma

IV. Noti dwar il-Formula u Punti Ewlenin

1. TOTP hija l-Fondazzjoni Ewlenija

• 65–75 partijiżgura:
• Plastifikazzjoni sħiħa: Il-PVC jeħtieġ plastifikanti biżżejjed għall-formazzjoni ta' film artab u kontinwu.
• Tnaqqis tal-viskożità: Kritiku għat-titjib tat-tixrid ta' ritardanti tal-fjammi inorganiċi b'tagħbija għolja.
• Ritardanza intrinsika tal-fjammi: It-TOTP innifsu huwa plastifikanti ritardanti tal-fjammi effettiv ħafna.

2. Sinerġija Ritardanti tal-Fjammi

• Sinerġija PNB-Al:L-ipofosfit tal-aluminju (P) + MCA (N) jipprovdu sinerġija bażika tal-PN. Il-borat taż-żingu (B, Zn) itejjeb il-ħruq u s-soppressjoni tad-duħħan. L-ATH ultrafin (Al) joffri tkessiħ endotermiku massiv u soppressjoni tad-duħħan. It-TOTP jikkontribwixxi wkoll il-fosfru. Dan joħloq sistema sinerġistika b'ħafna elementi.
• Ir-rwol tal-ATH:25–35 parti ta' ATH ultrafin huwa kontributur ewlieni għar-reżistenza għall-fjammi u s-soppressjoni tad-duħħan. Id-dekompożizzjoni endotermika tiegħu tassorbi s-sħana, filwaqt li l-fwar tal-ilma rilaxxat jiddilwixxi l-ossiġnu u l-gassijiet fjammabbli.ATH ultrafin u ttrattat bil-wiċċ huwa kritikubiex jitnaqqas l-impatt tal-viskożità u tittejjeb il-kompatibilità tal-PVC.
• Ipofosfit tal-aluminju mnaqqas:Tnaqqas minn 30 għal 15–20 parti biex tittaffa l-piż tas-sistema filwaqt li jinżamm il-kontribut tal-fosfru.
• MCA mnaqqsa:Tnaqqas minn 10 għal 4–6 partijiet biex jipprevjeni l-migrazzjoni.

3. Soluzzjoni ta' Tixrid – Kritika għas-Suċċess

• Super-dispersant (3–4 partijiet):Essenzjali għall-immaniġġjar ta' tagħbija għolja (50–70 parti fillers inorganiċi totali!), sistema diffiċli biex tixxerred (ipofosfit tal-aluminju + ATH ultrafin + borat taż-żingu).Dispersanti ordinarji (eż., stearat tal-kalċju, xama' tal-PE) mhumiex biżżejjed!Investi f'super-dispersanti b'effiċjenza għolja u uża ammonti adegwati.
• Kontenut ta' plastifikanti (65–75 parti):Kif intqal hawn fuq, inaqqas il-viskożità ġenerali, u joħloq ambjent aħjar għat-tixrid.
• Lubrikanti (1–2 partijiet):Taħlita ta' lubrikanti interni/esterni tiżgura fluss tajjeb waqt it-taħlit u l-kisi, u tevita li l-prodott jeħel.

4. Ipproċessar – Protokoll Strett ta’ Taħlit minn Qabel

• Pass 1 (Trab inorganiku mħallat niexef):
• Żid l-ipofosfit tal-aluminju, l-ATH ultrafin, il-borat taż-żingu, l-MCA, u s-super-dispersanti kollha ma' mixer b'veloċità għolja.
• Ħallat f'temperatura ta' 80–90°C għal 8–10 minuti. Mira: Kun żgur li s-super-dispersant jiksi kompletament kull partiċella, u jkisser l-agglomerati.Il-ħin u t-temperatura huma kritiċi!
• Pass 2 (Formazzjoni ta' taħlita):
• Żid il-biċċa l-kbira tat-TOTP (eż., 70–80%), l-istabilizzaturi tas-sħana kollha, u l-lubrikanti interni mat-taħlita mill-Pass 1.
• Ħallat f'temperatura ta' 90–100°C għal 5–7 minuti biex tifforma taħlita uniformi, li tiċċirkola u li tirreżisti l-fjammi. Kun żgur li t-trabijiet ikunu mxarrba kompletament bil-plastifikanti.
• Pass 3 (Żid il-PVC u l-komponenti li jifdal):
• Żid ir-reżina tal-PVC, it-TOTP li jifdal, il-lubrikanti esterni (u l-antiossidanti/stabilizzaturi UV, jekk miżjuda f'dan l-istadju).
• Ħallat f'temperatura ta' 100–110°C għal 7–10 minuti sakemm tilħaq il-"punt niexef" (tnixxija libera, mingħajr ċapep).Evita li tħallat iżżejjed biex tevita d-degradazzjoni tal-PVC.
• Tkessiħ:Ħalli u kessaħ it-taħlita għal <50°C biex tevita li tingħaqad.

5. Ipproċessar Sussegwenti

• Uża t-taħlita niexfa mkessħa għall-kalandrar jew il-kisi.
• Ikkontrolla t-temperatura tal-ipproċessar b'mod strett (temperatura tat-tidwib rakkomandata ≤170–175°C) biex tevita ħsara fl-istabbilizzatur jew dekompożizzjoni prematura ta' ritardanti tal-fjammi (eż., ATH).

V. Riżultati Mistennija u Prekawzjonijiet

• Ritardanza tal-fjammi:Meta mqabbla mal-formula oriġinali (TOTM + ipofosfit/MCA b'livell għoli ta' aluminju), din il-formula riveduta (TOTP + proporzjonijiet ottimizzati ta' P/N/B/Al) għandha ttejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-fjammi, speċjalment fil-prestazzjoni tal-ħruq vertikali u s-soppressjoni tad-duħħan. Standards fil-mira bħas-CPAI-84 għat-tined. Testijiet ewlenin: ASTM D6413 (ħruq vertikali).
• Tixrid:Super-dispersant + plastifikanti għolja + taħlit minn qabel ottimizzat għandu jtejjeb ħafna t-tixrid, inaqqas l-agglomerazzjoni u jtejjeb l-uniformità tal-kisi.
• Proċessabilità:TOTP u lubrikanti adegwati għandhom jiżguraw ipproċessar bla xkiel, iżda mmonitorja l-viskożità u t-twaħħil waqt il-produzzjoni attwali.
• Spiża:TOTP u super-dispersanti huma għaljin, iżda l-ipofosfit tal-aluminju mnaqqas u l-MCA jikkumpensaw għal xi spejjeż. L-ATH huwa relattivament irħis.

Tifkiriet Kritiċi:

• Provi fuq skala żgħira l-ewwel!Ittestja fil-laboratorju u aġġusta abbażi tal-materjali attwali (speċjalment il-prestazzjoni tal-ATH u s-super-dispersant) u t-tagħmir.
• Għażla tal-materjal:
• ATH:Irid jintuża gradi ultrafini (D50 ≤2µm), ittrattati bil-wiċċ (eż., silane). Ikkonsulta l-fornituri għal rakkomandazzjonijiet kompatibbli mal-PVC.
• Super-dispersanti:Irid jintuża tip ta' effiċjenza għolja. Informa lill-fornituri dwar l-applikazzjoni (PVC, fillers inorganiċi b'tagħbija għolja, reżistenza għall-fjammi mingħajr aloġenu).
• TOTP:Żgura kwalità għolja.
• Ittestjar:Agħmel testijiet rigorużi tar-reżistenza għall-fjammi skont l-istandards fil-mira. Evalwa wkoll ir-reżistenza għat-tixjiħ/ilma (kritika għat-tined ta' barra!). L-istabilizzaturi UV u l-antiossidanti huma essenzjali.

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