Halogenfräi Flammhemmend Formuléierung fir TPU Beschichtungssystem mat DMF Léisungsmëttel

Halogenfräi Flammhemmend Formuléierung fir TPU Beschichtungssystem mat DMF Léisungsmëttel

Fir TPU-Beschichtungssystemer, déi Dimethylformamid (DMF) als Léisungsmëttel benotzen, erfuerdert d'Benotzung vun Aluminiumhypophosphit (AHP) a Zinkborat (ZB) als Flammhemmendmëttel eng systematesch Evaluatioun. Hei ënnendrënner ass eng detailléiert Analyse an en Ëmsetzungsplang:

I. Machbarkeetsanalyse vun Aluminiumhypophosphit (AHP)

1. Flammhemmend Mechanismus a Virdeeler

• Mechanismus:
• Zersetzt sech bei héijen Temperaturen fir Phosphor- a Metaphosphorsäure ze produzéieren, wat d'Bildung vu Kuelestoff an TPU (Flammhetzlechkeet an der kondenséierter Phas) fördert.
• Léisst PO· Radikale fräi, fir d'Verbrennungskettenreaktiounen ze ënnerbriechen (Gasphas-Flammhetzlechkeet).
• Virdeeler:
• Halogenfräi, wéineg Rauch, niddreg Toxizitéit, konform mat RoHS/REACH.
• Gud thermesch Stabilitéit (Zersetzungstemperatur ≈300°C), gëeegent fir TPU-Trocknungsprozesser (typesch <150°C).

2. Erausfuerderungen a Léisunge vun der Applikatioun

3. Recommandéiert Formuléierung a Prozess

• Beispillformuléierung:
• TPU/DMF Basis: 100 phr
• Uewerflächenmodifizéiert AHP: 20 phr
• Zinkborat (ZB): 5 phr (Synergie fir Rauchënnerdréckung)
• Dispergéierungsmëttel (BYK-110): 1,5 phr
• Prozess Schlësselpunkten:
• AHP mat Dispergatiounsmëttel a partieller DMF ënner héijer Scherkraaft (≥3000 rpm, 30 min) virmëschen, dann mat TPU-Schläim vermëschen.
• Dréchnen nom Beschichtung: 120-150°C, Zäit ëm 10% verlängeren fir eng komplett DMF-Verdampfung ze garantéieren.

II. Machbarkeetsanalyse vu Zinkborat (ZB)

1. Flammhemmend Mechanismus a Virdeeler

• Mechanismus:
• Bilt eng B₂O₃-Glasschicht bei héijen Temperaturen, wouduerch Sauerstoff an Hëtzt blockéiert ginn (Flammhetzlechkeet an der kondenséierter Phas).
• Léisst gebonnent Waasser fräi (~13%), verdënnt brennbar Gaser a killt de System of.
• Virdeeler:
• Staarken synergisteschen Effekt mat AHP oder Aluminiumtrihydroxid (ATH).
• Excellent Rauchënnerdréckung, ideal fir Uwendungen mat wéineg Rauch.

2. Erausfuerderungen a Léisunge vun der Applikatioun

3. Recommandéiert Formuléierung a Prozess

• Beispillformuléierung:
• TPU/DMF Basis: 100 phr
• Nano-Gréisst ZB: 8 phr
• AHP: 15 Phr
• Befeuchtung (Tego 750W): 1 phr
• Prozess Schlësselpunkten:
• ZB an DMF virum Mëschen mat TPU-Schlamm virum Vermëschen iwwer Perlfräsen (Partikelgréisst ≤2μm).
• Verlängert d'Dréchzäit (z.B. 30 Minutten), fir ze vermeiden, datt Reschtfiichtegkeet d'Flammhetzegkeet beaflosst.

III. Synergistesch Evaluatioun vum AHP + ZB System

1. Synergistesch flammhemmend Effekter

• Gasphas- & Kondensphas-Synergie:
• AHP liwwert Phosphor fir d'Verkuelung, während ZB d'Verkuelungsschicht stabiliséiert an d'Nofgloe ënnerdréckt.
• Kombinéiert LOI: 28-30%, UL94 V-0 (1,6 mm) erreechbar.
• Rauchënnerdréckung:
• ZB reduzéiert d'Rauchemissioun ëm >50% (Kegelkalorimetertest).

2. Empfehlungen fir d'Performance-Balance

• Kompensatioun fir mechanesch Eegeschaften:
• Füügt 2-3% TPU-Weichmacher (z.B. Polycaprolactonpolyol) derbäi, fir d'Flexibilitéit ze erhalen (Dehnung >300%).
• Benotzt ultrafein Pulver (AHP/ZB <2μm) fir de Verloscht vun der Zuchfestigkeit ze minimiséieren.
• Prozessstabilitéitskontroll:
• Halt d'Viskositéit vun der Schlamm bei 2000-4000 cP (Brookfield RV, Spindel 4, 20 rpm) fir eng gläichméisseg Beschichtung.

IV. Vergläich mat flëssege Flammhemmendmëttel op Léisungsmëttelbasis

V. Recommandéiert Ëmsetzungsschrëtt

1. Tester op Laborniveau:

• Evaluéiert AHP/ZB eenzel an a Kombinatioun (Gradientbelaaschtung: 10%, 15%, 20%).
• Bewäert d'Dispersiounsstabilitéit (keng Sedimentatioun no 24 Stonnen), d'Ännerungen an d'Uniformitéit vun der Beschichtung.

1. Validatioun am Pilotprojet:

• Optiméiert d'Trocknungsbedingungen (Zäit/Temperatur) a test d'Flammhetzbarkeet (UL94, LOI) an d'mechanesch Eegeschaften.
• Käschte vergläichen: Wann AHP+ZB d'Käschten ëm >30% am Verglach mat flëssege FR reduzéiert, ass et wirtschaftlech rentabel.

1. Virbereedung fir d'Opskaléierung:

• Mat Fournisseuren zesummeschaffen, fir virdispergéiert AHP/ZB-Masterbatchen (op DMF-Basis) fir eng vereinfacht Produktioun z'entwéckelen.

VI. Schlussfolgerung

Mat kontrolléierten Dispersiounsprozesser kënnen AHP an ZB als effektiv Flammhemmend Mëttel fir TPU/DMF Beschichtungen déngen, virausgesat:

1. Uewerflächenmodifikatioun + Héichschéierdispersioungëtt ugewannt fir d'Agglomeratioun vu Partikelen ze verhënneren.
2. AHP (primär) + ZB (Synergist)bréngt Effizienz a Käschten am Gläichgewiicht.
3. Firhéich Transparenz/FlexibilitéitUfuerderungen, bleiwen flësseg Phosphor-Stickstoff-FRs (z.B. Levagard 4090N) virzezéien.

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

Email: lucy@taifeng-fr.com