Analyse en optimalisaasje fan flammefertragende formulearring foar PVC-coatings

Analyse en optimalisaasje fan flammefertragende formulearring foar PVC-coatings

De klant makket PVC-tinten en moat in flammefertragende coating oanbringe. De hjoeddeiske formule bestiet út 60 dielen PVC-hars, 40 dielen TOTM, 30 dielen aluminiumhypofosfyt (mei 40% fosforynhâld), 10 dielen MCA, 8 dielen sinkboraat, tegearre mei dispergeermiddels. De flammefertragende prestaasjes binne lykwols min, en de fersprieding fan 'e flammefertragers is ek net genôch. Hjirûnder is in analyze fan 'e redenen en in foarstelde oanpassing fan 'e formule.

I. Kearnredenen foar minne flamfertraging

1. Unbalansearre flamfertragend systeem mei swakke synergistyske effekten

• Oermjittich aluminiumhypofosfyt (30 dielen):
  Hoewol aluminiumhypofosfyt in effisjinte flammefertrager op basis fan fosfor is (40% fosforynhâld), kin tefolle tafoeging (>25 dielen) liede ta:
• In skerpe tanimming fan 'e systeemviskositeit, wêrtroch fersprieding lestich wurdt en agglomerearre hotspots foarme wurde dy't it ferbaarnen fersnelle ("wick-effekt").
• Fermindere materiaaltaaiheid en beheinde filmfoarmjende eigenskippen fanwegen tefolle anorganyske filler.
• Heech MCA-ynhâld (10 dielen):
  MCA (op basis fan stikstof) wurdt typysk brûkt as in synergist. As de dosaasje mear as 5 dielen is, hat it de neiging om nei it oerflak te migrearjen, wêrtroch't de effisjinsje fan flammefertragers verzadigd wurdt en mooglik oare flammefertragers beynfloedet.
• Gebrek oan wichtige synergisten:
  Wylst sinkboraat reekûnderdrukkende effekten hat, foarkomt de ôfwêzigens fan ferbiningen op basis fan antimoon (bgl. antimoontriokside) of metaalokside (bgl. aluminiumhydrokside) de foarming fan in synergistysk systeem "fosfor-stikstof-antimoon", wat resulteart yn ûnfoldwaande flammefertraging yn 'e gasfaze.

2. Mismatch tusken seleksje fan weekmakers en doelen foar flamfertraging

• TOTM (trioctyl trimellitaat) hat beheinde flammefertraging:
  TOTM blinkt út yn waarmtebestriding, mar is folle minder effektyf yn flammefertraging yn ferliking mei fosfaatesters (bygelyks TOTP). Foar tapassingen mei hege flammefertraging lykas tintecoatings kin TOTM net genôch ferkoaling en soerstofbarriêremooglikheden leverje.
• Unfoldwaande totale weekmaker (mar 40 dielen):
  PVC-hars fereasket typysk 60-75 dielen weekmaker foar folsleine weekmaking. In leech weekmakergehalte liedt ta in hege smeltviskositeit, wat de problemen mei de fersprieding fan flammefertragers fierder fergruttet.

3. Ineffektyf ferspriedingssysteem dat liedt ta ûngelikense fersprieding fan flammefertragende middels

• It hjoeddeiske dispergeermiddel kin in algemien type wêze (bygelyks stearinezuur of PE-waaks), dat net effektyf is foar anorganyske flammefertragers mei hege lading (aluminiumhypofosfyt + sinkboraat yn totaal 48 dielen), wêrtroch't:
• Agglomeraasje fan flammefertragende dieltsjes, wêrtroch lokalisearre swakke plakken yn 'e coating ûntsteane.
• Minne smeltstream tidens ferwurking, wêrtroch skuorwaarmte ûntstiet dy't te betiid ûntbining feroarsaket.

4. Minne kompatibiliteit tusken flamfertragers en PVC

• Anorganyske materialen lykas aluminiumhypofosfyt en sinkboraat hawwe wichtige polariteitsferskillen mei PVC. Sûnder oerflakmodifikaasje (bygelyks silaankoppelingsmiddels) fynt fazeskieding plak, wêrtroch't de flammefertragende effisjinsje ferminderet.

II. Kearnûntwerpoanpak

1. Ferfange primêre weekmaker mei TOTP

• Meitsje gebrûk fan syn poerbêste yntrinsike flamfertraging (fosforynhâld ≈9%) en plastifiserende effekt.

2. Optimalisearje flammefertragende ferhâldingen en synergie

• Behâld aluminiumhypofosfyt as de kearnfosforboarne, mar ferminderje de dosaasje signifikant om de fersprieding te ferbetterjen en it "wieteffekt" te minimalisearjen.
• Behâld sinkboraat as in wichtige synergist (befoarderet ferkooling en reekûnderdrukking).
• Behâld MCA as in stikstofsynergist, mar ferminderje de dosaasje om migraasje te foarkommen.
• Yntrodusearjeultrafyn aluminiumhydrokside (ATH)as in multifunksjoneel ûnderdiel:
• Flamfertraging:Endotermyske ûntbining (útdroeging), koeling en ferdunning fan brânbere gassen.
• Rookûnderdrukking:Ferminderet de rookgeneraasje signifikant.
• Filler:Ferleget kosten (yn ferliking mei oare flammefertragers).
• Ferbettere fersprieding en stream (ultrafine kwaliteit):Makliker te fersprieden as konvinsjonele ATH, wêrtroch de viskositeitsferheging minimalisearre wurdt.

3. Sterke oplossingen foar ferspriedingsproblemen

• Ferheegje it ynhâld fan weekmakers signifikant:Soargje foar folsleine PVC-plastifikaasje en ferminderje systeemviskositeit.
• Brûk hege-effisjinsje superdisperganten:Spesifyk ûntworpen foar anorganyske poeders mei hege lading, maklik agglomerearje (aluminiumhypofosfyt, ATH).
• Optimalisearje ferwurking (foarming is krúsjaal):Soargje foar deeglike bevochtiging en fersprieding fan flammefertragers.

4. Soargje foar basisferwurkingsstabiliteit

• Foegje genôch waarmtestabilisatoren en passende smeermiddels ta.

III. Herziene formule foar flammefertragende PVC

IV. Formule-notysjes en wichtige punten

1. TOTP is de kearnstifting

• 65–75 ûnderdielensoarget foar:
• Folsleine plastifisearring: PVC fereasket genôch plastifisearmiddel foar sêfte, trochgeande filmfoarming.
• Viskositeitsreduksje: Kritysk foar it ferbetterjen fan fersprieding fan anorganyske flammefertragers mei hege lading.
• Yntrinsike flammefertraging: TOTP sels is in tige effektive flammefertragende weekmaker.

2. Flamfertragende Synergy

• PNB-Al synergie:Aluminiumhypofosfyt (P) + MCA (N) soargje foar basis-PN-synergie. Sinkboraat (B, Zn) ferbetteret ferkoaling en reekûnderdrukking. Ultrafyne ATH (Al) biedt massive endotermyske koeling en reekûnderdrukking. TOTP draacht ek fosfor by. Dit makket in synergistysk systeem mei meardere eleminten.
• De rol fan ATH:25–35 dielen ultrafyne ATH drage wichtich by oan flammefertraging en reekûnderdrukking. De endotermyske ûntbining dêrfan absorbearret waarmte, wylst frijkommende wetterdamp soerstof en brânbere gassen ferdunt.Ultrafyne en oerflakbehannele ATH is krityskom de ynfloed fan viskositeit te minimalisearjen en de kompatibiliteit fan PVC te ferbetterjen.
• Redusearre aluminiumhypofosfyt:Ferlege fan 30 nei 15–20 dielen om de systeemlêst te ferminderjen, wylst de fosforbydrage behâlden wurdt.
• Fermindere MCA:Ferlege fan 10 nei 4–6 dielen om migraasje te foarkommen.

3. Dispersionoplossing - Kritysk foar sukses

• Superdispergermiddel (3–4 dielen):Essensjeel foar it omgean mei it hege-belaste (50–70 dielen totaal anorganyske fillers!), lestich te fersprieden systeem (aluminiumhypofosfyt + ultrafyne ATH + sinkboraat).Gewoane dispergeermiddels (bygelyks kalsiumstearaat, PE-waaks) binne net genôch!Ynvestearje yn hege-effisjinsje superdispergeermiddels en brûk foldwaande hoemannichten.
• Weekmakkerynhâld (65–75 dielen):Lykas hjirboppe, ferminderet de totale viskositeit, wêrtroch in bettere omjouwing foar fersprieding ûntstiet.
• Smeermiddels (1–2 dielen):In kombinaasje fan ynterne/eksterne smeermiddels soarget foar in goede stream by it mingen en coaten, wêrtroch't it oanbakken foarkomt.

4. Ferwurking - Strikt foarmingsprotokol

• Stap 1 (Droege mingde anorganyske poeders):
• Foegje aluminiumhypofosfiet, ultrafyne ATH, sinkboraat, MCA, en alle superdispergeringsmiddel ta oan in hege-snelheidsmixer.
• Mingje by 80–90 °C foar 8–10 minuten. Doel: Soargje derfoar dat superdispergeringsmiddel elk dieltsje folslein bedekt, wêrtroch agglomeraten brutsen wurde.Tiid en temperatuer binne krúsjaal!
• Stap 2 (Slurryfoarming):
• Foegje it measte fan 'e TOTP (bgl. 70–80%), alle waarmtestabilisatoren en ynterne smeermiddels ta oan it mingsel fan stap 1.
• Mingje by 90–100 °C foar 5–7 minuten om in unifoarme, streambere flammefertragende slurry te foarmjen. Soargje derfoar dat de poeders folslein bevochtigd binne troch weekmakkers.
• Stap 3 (Foegje PVC en oerbleaune komponinten ta):
• Foegje PVC-hars, oerbleaune TOTP, eksterne smeermiddels (en antioksidanten/UV-stabilisatoren) ta, as se yn dit stadium tafoege binne.
• Mingje by 100–110 °C foar 7–10 minuten oant it it "droege punt" berikt is (frij streamend, gjin klonten).Foarkom oermjittich mingen om PVC-degradaasje te foarkommen.
• Koeling:Lit it mingsel útlekke en koel it ôf oant <50 °C om klontfoarming te foarkommen.

5. Folgjende ferwurking

• Brûk it ôfkuolle droege mingsel foar kalanderjen of coaten.
• Kontrolearje de ferwurkingstemperatuer strikt (oanrikkemandearre smelttemperatuer ≤170–175 °C) om te foarkommen dat de stabilisator mislearret of foartidige ûntbining fan flammefertragers (bygelyks ATH).

V. Ferwachte resultaten en foarsoarchsmaatregels

• Flamfertraging:Yn ferliking mei de orizjinele formule (TOTM + hege aluminiumhypofosfiet/MCA), moat dizze revisearre formule (TOTP + optimalisearre P/N/B/Al-ferhâldingen) de flamfertraging signifikant ferbetterje, benammen yn fertikale ferbaarningsprestaasjes en reekûnderdrukking. Doelnormen lykas CPAI-84 foar tinten. Wichtige testen: ASTM D6413 (fertikale ferbaarning).
• Fersprieding:Super-dispergeermiddel + hege weekmaker + optimalisearre foarming moat de fersprieding sterk ferbetterje, agglomeraasje ferminderje en de uniformiteit fan 'e coating ferbetterje.
• Ferwurkberens:Foldwaande TOTP en smeermiddels moatte soargje foar in soepele ferwurking, mar kontrolearje de viskositeit en kleefkracht tidens de werklike produksje.
• Kosten:TOTP en superdispergeringsmiddels binne djoer, mar fermindere aluminiumhypofosfyt en MCA kompensearje guon fan 'e kosten. ATH is relatyf goedkeap.

Krityske herinneringen:

• Earst lytse proeven!Test yn it laboratoarium en oanpasse op basis fan werklike materialen (benammen ATH en super-dispersant prestaasjes) en apparatuer.
• Materiaal seleksje:
• ATH:Moatte ultrafijne (D50 ≤2µm), oerflakbehannele (bygelyks silaan) kwaliteiten brûke. Rieplachtsje leveransiers foar PVC-kompatibele oanbefellings.
• Super-dispergeermiddels:Moatte hege-effisjinsje typen brûke. Ynformearje leveransiers oer de tapassing (PVC, anorganyske fillers mei hege lading, halogeenfrije flamfertraging).
• TOTP:Soargje foar hege kwaliteit.
• Testen:Fier strang flammefertragingstests út neffens de doelnormen. Evaluearje ek ferâldering/wetterbestindigens (kritysk foar bûtentinten!). UV-stabilisatoren en antioksidanten binne essensjeel.

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