Formulazione ignifuga senza alogeni per u sistema di rivestimentu in TPU chì utilizza solvente DMF

Formulazione ignifuga senza alogeni per u sistema di rivestimentu in TPU chì utilizza solvente DMF

Per i sistemi di rivestimentu in TPU chì utilizanu Dimetil Formamide (DMF) cum'è solvente, l'usu di ipofosfitu d'aluminiu (AHP) è boratu di zincu (ZB) cum'è ritardanti di fiamma richiede una valutazione sistematica. Quì sottu hè un'analisi dettagliata è un pianu d'implementazione:

I. Analisi di fattibilità di l'ipofosfitu d'aluminiu (AHP)

1. Meccanismu ignifugu è vantaghji

• Meccanismu:
• Si decompone à alte temperature per generà acidi fosforichi è metafosforichi, prumove a furmazione di carbone in TPU (ritardante di fiamma in fase condensata).
• Libera radicali PO· per interrompe e reazzioni di a catena di combustione (ritardanza di fiamma in fase gassosa).
• Vantaghji:
• Senza alogeni, bassa emissione di fumi, bassa tossicità, cunforme à RoHS/REACH.
• Bona stabilità termica (temperatura di decomposizione ≈300°C), adatta per i prucessi di asciugatura di TPU (tipicamente <150°C).

2. Sfide è Soluzioni di l'Applicazione

3. Formulazione è prucessu cunsigliati

• Esempiu di Formulazione:
• Base TPU/DMF: 100 phr
• AHP mudificatu in superficia: 20 phr
• Boratu di zincu (ZB): 5 phr (sinergia di suppressione di fumu)
• Dispersante (BYK-110): 1,5 phr
• Punti chjave di u prucessu:
• Premischiate AHP cù disperdente è DMF parziale sottu à un altu cisaillementu (≥3000 rpm, 30 min), poi mischiate cù a sospensione di TPU.
• Asciugatura dopu u rivestimentu: 120-150 °C, allungà u tempu di 10% per assicurà una evaporazione cumpleta di DMF.

II. Analisi di fattibilità di u boratu di zincu (ZB)

1. Meccanismu ignifugu è vantaghji

• Meccanismu:
• Forma una strata di vetru B₂O₃ à alte temperature, bluccendu l'ossigenu è u calore (ritardanza di fiamma in fase condensata).
• Libera acqua ligata (~13%), diluisce i gas inflammabili è rinfresca u sistema.
• Vantaghji:
• Forte effettu sinergicu cù AHP o triidrossidu d'aluminiu (ATH).
• Eccellente soppressione di fumu, ideale per applicazioni à bassa fumazione.

2. Sfide è Soluzioni di l'Applicazione

3. Formulazione è prucessu cunsigliati

• Esempiu di Formulazione:
• Base TPU/DMF: 100 phr
• ZB di dimensioni nanometriche: 8 phr
• AHP: 15 phr
• Umidificante (Tego 750W): 1 phr
• Punti chjave di u prucessu:
• Predisperse ZB in DMF via macinazione à perle (dimensione di e particelle ≤2μm) prima di mischjà cù a sospensione di TPU.
• Allungate u tempu di asciugatura (per esempiu, 30 min) per evità chì l'umidità residuale affetti a resistenza à a fiamma.

III. Valutazione sinergica di u sistema AHP + ZB

1. Effetti sinergichi ignifughi

• Sinergia in Fase Gassosa è in Fase Condensata:
• L'AHP furnisce u fosforu per a carbonizazione, mentre chì u ZB stabilizza u stratu di carbonizazione è sopprime l'incandescenza.
• LOI cumminatu: 28-30%, UL94 V-0 (1,6 mm) ottenibile.
• Soppressione di u fumu:
• ZB riduce l'emissione di fume di >50% (test di u calorimetru di conu).

2. Raccomandazioni per l'equilibriu di e prestazioni

• Compensazione di e proprietà meccaniche:
• Aghjunghjite 2-3% di plastificante TPU (per esempiu, policaprolattone poliol) per mantene a flessibilità (allungamentu > 300%).
• Aduprate polveri ultrafine (AHP/ZB <2μm) per minimizà a perdita di resistenza à a trazione.
• Cuntrollu di Stabilità di u Prucessu:
• Mantene a viscosità di a pasta à 2000-4000 cP (Brookfield RV, mandrinu 4, 20 rpm) per un rivestimentu uniforme.

IV. Paragone cù i ritardanti di fiamma liquidi à basa di solventi

V. Passi d'implementazione cunsigliati

1. Test in scala di laburatoriu:

• Valutate AHP/ZB individualmente è in cumbinazione (caricu di gradiente: 10%, 15%, 20%).
• Valutate a stabilità di a dispersione (nisuna sedimentazione dopu à 24 ore), i cambiamenti di viscosità è l'uniformità di u rivestimentu.

1. Validazione à scala pilota:

• Ottimizate e cundizioni di asciugatura (tempu/temperatura) è pruvate a resistenza à a fiamma (UL94, LOI) è e proprietà meccaniche.
• Paragunate i costi: Se AHP + ZB riduce i costi di > 30% paragunatu à i FR liquidi, hè ecunomicamente fattibile.

1. Preparazione di Scale-Up:

• Collaborate cù i fornitori per sviluppà masterbatches AHP/ZB pre-dispersi (basati nantu à DMF) per una pruduzzione simplificata.

VI. Cunclusione

Cù prucessi di dispersione cuntrullata, AHP è ZB ponu serve cum'è ritardanti di fiamma efficaci per i rivestimenti TPU/DMF, à cundizione:

1. Mudificazione di a superficia + dispersione à altu tagliuhè applicatu per impedisce l'agglomerazione di particelle.
2. AHP (primariu) + ZB (sinergistu)equilibra l'efficienza è u costu.
3. Peralta trasparenza/flessibilitàI requisiti, i FR liquidi di fosforu-azotu (per esempiu, Levagard 4090N) restanu preferibili.

Sichuan Taifeng New Flame Retardant Co., Ltd. (ISO è REACH)

Email: lucy@taifeng-fr.com