English

Nijs

Formuleringskonverzje foar halogeenfrij flamfertragend PVC-lear

Formuleringskonverzje foar halogeenfrij flamfertragend PVC-lear

Ynlieding

De klant produseart flammefertragend PVC-lear en earder brûkte antimoontriokside (Sb₂O₃). Se wolle no Sb₂O₃ eliminearje en oerskeakelje nei halogeenfrije flammefertragers. De hjoeddeiske formulearring omfettet PVC, DOP, EPOXY, BZ-500, ST, HICOAT-410 en antimoon. De oergong fan in op antimoon basearre PVC-learformulering nei in halogeenfrij flammefertragend systeem is in wichtige technologyske upgrade. Dizze ferskowing foldocht net allinich oan hieltyd strangere miljeuregeljouwing (bygelyks RoHS, REACH), mar ferbetteret ek it "griene" imago fan it produkt en de konkurrinsjefermogen op 'e merk.

Wichtige útdagings

  1. Ferlies fan synergistysk effekt:
    • Sb₂O₃ is op himsels gjin sterke flammefertrager, mar hat poerbêste synergistyske flammefertragende effekten mei chloor yn PVC, wêrtroch't de effisjinsje signifikant ferbettere wurdt. It fuortheljen fan antimoon fereasket it finen fan in alternatyf halogeenfrij systeem dat dizze synergie replikearret.
  2. Flamfertragende effisjinsje:
    • Halogeenfrije flamfertragers fereaskje faak hegere ladingen om lykweardige flamfertragerwurdearringen te berikken (bygelyks UL94 V-0), wat ynfloed kin hawwe op meganyske eigenskippen (sêftens, treksterkte, ferlinging), ferwurkingsprestaasjes en kosten.
  3. PVC Lear Eigenskippen:
    • PVC-lear freget poerbêste sêftens, oanfieling, oerflakteôfwerking (reliëf, glâns), waarsbestinding, migraasjebestriding en fleksibiliteit by lege temperatueren. De nije formule moat dizze eigenskippen behâlde of goed oerienkomme.
  4. Ferwurkingsprestaasjes:
    • Hege ladingen fan halogeenfrije fillers (bygelyks ATH) kinne ynfloed hawwe op de smeltstream en ferwurkingsstabiliteit.
  5. Kostenoerwagings:
    • Guon heech-effisjinte halogeenfrije flamfertragers binne djoer, wêrtroch in lykwicht tusken prestaasjes en kosten nedich is.

Seleksjestrategy foar halogeenfrije flamfertragende systemen (foar PVC keunstmjittich lear)

1. Primêre flammefertragers - Metaalhydroksiden

  • Aluminiumtrihydrokside (ATH):
    • Meast foarkommende, kosten-effektyf.
    • Mekanisme: Endothermyske ûntbining (~200 °C), it frijkommen fan wetterdamp om brânbere gassen en soerstof te ferdunnen, wylst in beskermjende oerflaklaach foarme wurdt.
    • Neidielen: Lege effisjinsje, hege lading fereaske (40–70 phr), ferminderet sêftens, ferlinging en ferwurkberens signifikant; ûntbiningstemperatuer is leech.
  • Magnesiumhydrokside (MDH):
    • Hegere ûntbiningstemperatuer (~340 °C), better geskikt foar PVC-ferwurking (160–200 °C).
    • Neidielen: Fergelykbere hege ladingen (40–70 phr) nedich; wat hegere kosten as ATH; kin in hegere fochtopname hawwe.

Strategy:

  • Jou foarkar oan MDH of in ATH/MDH-mingsel (bygelyks 70/30) om kosten, oanpasberens oan ferwurkingstemperatuer en flamfertraging yn lykwicht te bringen.
  • Oerflakbehannele (bgl. silaan-keppele) ATH/MDH ferbetteret de kompatibiliteit mei PVC, ferminderet de degradaasje fan eigenskippen en fergruttet flamfertraging.

2. Flamfertragende synergisten

Om primêre flammefertragende loads te ferminderjen en de effisjinsje te ferbetterjen, binne synergisten essensjeel:

  • Fosfor-stikstof flamfertragers: Ideaal foar halogeenfrije PVC-systemen.
    • Ammoniumpolyfosfaat (APP): Befoarderet ferkoaling, en foarmet in intumeszente isolearjende laach.
      • Opmerking: Brûk hege-temperatuerbestindige kwaliteiten (bygelyks Fase II, >280 °C) om ûntbining tidens ferwurking te foarkommen. Guon APP's kinne ynfloed hawwe op de transparânsje en wetterbestindigens.
    • Aluminiumdiethylfosfinaat (ADP): Heech effisjint, lege lading (5–20 phr), minimale ynfloed op eigenskippen, goede termyske stabiliteit.
      • Neidiel: Hegere kosten.
    • Fosfaatesters (bygelyks RDP, BDP, TCPP): Funksje as weekmakende flammefertragers.
      • Foardielen: Dûbele rol (weekmakker + flammefertrager).
      • Neidielen: Lytse molekulen (bygelyks TCPP) kinne migrearje/flechtigje; RDP/BDP hawwe in legere plastifiseeringseffisjinsje as DOP en kinne de fleksibiliteit by lege temperatuer ferminderje.
  • Sinkboraat (ZB):
    • Goedkeap, multifunksjoneel (flamfertrager, reekûnderdrukker, koalbefoarderer, anty-drippen). Synergisearret goed mei ATH/MDH en fosfor-stikstofsystemen. Typyske lading: 3–10 phr.
  • Sinkstannaat/hydroksystannaat:
    • Uitstekende rookûnderdrukkers en flamfertragende synergisten, benammen foar chloorhâldende polymearen (bygelyks PVC). Kin de synergistyske rol fan antimoon foar in part ferfange. Typyske lading: 2–8 phr.
  • Molybdeenferbiningen (bygelyks MoO₃, ammoniummolybdaat):
    • Sterke rookûnderdrukkers mei flammefertragende synergie. Typyske lading: 2–5 ph.
  • Nano-fillers (bygelyks Nanoclay):
    • Lege ladingen (3–8 phr) ferbetterje flamfertraging (koalfoarming, fermindere waarmteôfgiftesnelheid) en meganyske eigenskippen. Fersprieding is krúsjaal.

3. Rookûnderdrukkers

PVC produseart swiere reek by ferbaarning. Halogeenfrije formulearringen fereaskje faak reekûnderdrukking. Sinkboraat, sinkstannaat en molybdeenferbiningen binne poerbêste karren.

Foarstelde halogeenfrije flamfertragende formule (basearre op orizjinele formule fan klant)

Doel: UL94 V-0 (1,6 mm of dikker) berikke mei behâld fan sêftens, ferwurkberens en wichtige eigenskippen.

Oannames:

  • Oarspronklike formulearring:
    • DOP: 50–70 phr (weekmakker).
    • ST: Wierskynlik stearinezuur (smeermiddel).
    • HICOAT-410: Ca/Zn-stabilisator.
    • BZ-500: Wierskynlik in smeermiddel/ferwurkingshulpmiddel (om te befêstigjen).
    • EPOXY: Epoksidisearre soja-oalje (ko-stabilisator/weekmakker).
    • Antimoan: Sb₂O₃ (te ferwiderjen).

1. Oanrikkemandearre formulearringsraamwurk (per 100 phr PVC-hars)

Komponint Funksje Ynladen (phr) Notysjes
PVC-hars Basispolymeer 100 Middel/heech molekulêr gewicht foar lykwichtige ferwurking/eigenskippen.
Primêre weekmaker Sêftens 40–60 Opsje A (Kosten/Prestaasjebalâns): Partiële fosfaatester (bgl. RDP/BDP, 10–20 phr) + DOTP/DINP (30–50 phr). Opsje B (Prioriteit by lege temperatuer): DOTP/DINP (50–70 phr) + effisjinte PN-flamfertrager (bgl. ADP, 10–15 phr). Doel: Oarspronklike sêftens oerienkomme.
Primêre flammefertrager Flamfertraging, rookûnderdrukking 30–50 Oerflakbehannele MDH of MDH/ATH-mingsel (bygelyks 70/30). Hege suverens, fyn dieltsjegrutte, oerflakbehannele. Oanpasse lading foar doelflamfertraging.
PN Synergist Hege-effisjinsje flammefertraging, koalbefoardering 10–20 Kar 1: Hege-temperatuer APP (Faze II). Kar 2: ADP (hegere effisjinsje, legere lading, hegere kosten). Kar 3: Fosfaatester-weekmakkers (RDP/BDP) - oanpasse as se al brûkt wurde as weekmakkers.
Synergist/Rookûnderdrukker Ferbettere flammefertraging, reekreduksje 5–15 Oanrikkemandearre kombinaasje: Sinkboraat (5–10 phr) + sinkstannaat (3–8 phr). Opsjoneel: MoO₃ (2–5 phr).
Ca/Zn-stabilisator (HICOAT-410) Termyske stabiliteit 2.0–4.0 Kritysk! In wat hegere lading kin nedich wêze yn ferliking mei Sb₂O₃-formuleringen.
Epoksidearre sojaboanoalje (EPOXY) Ko-stabilisator, weekmaker 3.0–8.0 Bewarje foar stabiliteit en prestaasjes by lege temperatueren.
Smeermiddels Ferwurkingshulpmiddel, skimmelfrijlitting 1.0–2.5 ST (stearinezuur): 0.5–1.5 phr. BZ-500: 0.5–1.0 phr (oanpasse op basis fan funksje). Optimalisearje foar hege fillerladingen.
Ferwurkingshulpmiddel (bygelyks ACR) Smeltsterkte, stream 0.5–2.0 Essensjeel foar formules mei hege fillerynhâld. Ferbetteret oerflakteôfwerking en produktiviteit.
Oare tafoegings As nedich – Kleurstoffen, UV-stabilisatoren, biociden, ensfh.

2. Foarbyldformulering (Optimalisaasje fereasket)

Komponint Type Ynladen (phr)
PVC-hars K-wearde ~65–70 100.0
Primêre weekmaker DOTP/DINP 45.0
Fosfaatester Weekmakker RDP 15.0
Oerflakbehannele MDH – 40.0
Hege-temperatuer APP Faze II 12.0
Sinkboraat ZB 8.0
Sinkstannaat ZS 5.0
Ca/Zn Stabilisator HICOAT-410 3.5
Epoksidearre sojaboonoalje EPOXY 5.0
Stearinezuur ST 1.0
BZ-500 Smeermiddel 1.0
ACR-ferwurkingshelp – 1.5
Kleurstoffen, ensfh. – As nedich

Krityske ymplemintaasjestappen

  1. Befêstigje details oer grûnstoffen:
    • Ferdúdlikje de gemyske identiteiten fanBZ-500enST(rieplachtsje de datasheets fan leveransiers).
    • Ferifiearje krekte ladingen fanDOP,EPOXY, enHICOAT-410.
    • Definiearje klanteasken: Doel flammefertraging (bygelyks UL94-dikte), sêftens (hurdens), tapassing (auto's, meubels, tassen?), spesjale behoeften (kâldebestindigens, UV-stabiliteit, slijtvastheid?), kostengrinzen.
  2. Selektearje spesifike flammefertragende kwaliteiten:
    • Freegje by leveransiers halogeenfrije flamfertragende samples oan, oanpast foar PVC-lear.
    • Jou prioriteit oan oerflakbehannele ATH/MDH foar bettere fersprieding.
    • Brûk foar APP hege-temperatuerbestindige kwaliteiten.
    • Foar fosfaatesters, foarkar RDP/BDP boppe TCPP foar legere migraasje.
  3. Testen en optimalisaasje op laboratoariumskaal:
    • Tariede lytse partijen mei ferskillende ladingen (bgl., oanpasse MDH/APP/ZB/ZS-ferhâldingen).
    • Mingjen: Brûk hege-snelheidsmixers (bygelyks, Henschel) foar in unifoarme fersprieding. Foegje earst floeistoffen (weekmakkers, stabilisatoren) ta, dan poeiers.
    • Ferwurkingsproeven: Test op produksjeapparatuer (bygelyks, Banbury-mixer + kalander). Monitorearje plastifikaasjetiid, smeltviskositeit, koppel, oerflakkwaliteit.
    • Prestaasjetesten:
      • Flamfertraging: UL94, LOI.
      • Mechanyske eigenskippen: Hurdens (Shore A), treksterkte, ferlinging.
      • Sêftens/hângefoel: Subjektive + hurdens testen.
      • Fleksibiliteit by lege temperatuer: Kâlde bûgingstest.
      • Termyske stabiliteit: Kongo-reade test.
      • Uterlik: Kleur, glâns, reliëf.
      • (Opsjoneel) Rôktichtens: NBS-rôkkeamer.
  4. Problemen oplosse en lykwichtich meitsje:
Probleem Oplossing
Unfoldwaande flammefertraging Ferheegje MDH/ATH of APP; foegje ADP ta; optimalisearje ZB/ZS; soargje foar fersprieding.
Minne meganyske eigenskippen (bygelyks lege ferlinging) Ferminderje MDH/ATH; ferheegje PN-synergist; brûk oerflakbehannele fillers; oanpasse weekmakers.
Ferwurkingsproblemen (hege viskositeit, minne oerflak) Optimalisearje smeermiddels; ferheegje ACR; kontrolearje minging; oanpasse temperatueren/snelheden.
Hege kosten Optimalisearje ladingen; brûk kosten-effektive ATH/MDH-mingsels; evaluearje alternativen.
  1. Pilot & Produksje: Nei laboratoariumoptimalisaasje, fier pilotproeven út om stabiliteit, konsistinsje en kosten te ferifiearjen. Allinnich opskalearje nei falidaasje.

Konklúzje

De oergong fan lear op basis fan antimoon nei halogeenfrij flamfertragend PVC is mooglik, mar fereasket systematyske ûntwikkeling. De kearnaanpak kombinearret metaalhydroxiden (leafst oerflakbehannele MDH), fosfor-stikstofsynergisten (APP of ADP), en multifunksjonele rookûnderdrukkers (sinkboraat, sinkstannaat). Tagelyk is it optimalisearjen fan weekmakkers, stabilisators, smeermiddels en ferwurkingshulpmiddels kritysk.

Kaaien foar sukses:

  1. Definiearje dúdlike doelen en beheiningen (flamfertraging, eigenskippen, kosten).
  2. Selektearje bewiisde halogeenfrije flamfertragers (oerflakbehannele fillers, hege-temperatuer APP).
  3. Fier strang laboratoariumtests út (flamfertraging, eigenskippen, ferwurking).
  4. Soargje foar unifoarme minging en proseskompatibiliteit.

    More info., you can contact lucy@taifeng-fr.com

Pleatsingstiid: 12 augustus 2025
Druk op Enter om te sykjen of ESC om te sluten