Pag-analisar ug Pag-optimize sa Flame-Retardant nga Pagporma alang sa PVC Coatings

Pag-analisar ug Pag-optimize sa Flame-Retardant nga Pagporma alang sa PVC Coatings

Ang kliyente naggama og PVC nga mga tolda ug kinahanglan nga mag-aplay og usa ka coating nga makapugong sa kalayo. Ang kasamtangan nga pormula naglangkob sa 60 ka bahin PVC resin, 40 ka bahin TOTM, 30 ka bahin aluminum hypophosphite (nga adunay 40% phosphorus sulod), 10 ka bahin MCA, 8 ka bahin zinc borate, uban sa dispersants. Bisan pa, dili maayo ang performance sa flame retardant, ug dili usab igo ang pagsabwag sa flame retardant. Sa ubos usa ka pagtuki sa mga hinungdan ug usa ka gisugyot nga pagbag-o sa pormula.

I. Panguna nga mga Rason sa Dili Maayo nga Pag-atras sa Pagdilaab

1. Imbalanced Flame Retardant System nga adunay Huyang nga Synergistic Effects

• Sobra nga aluminum hypophosphite (30 ka bahin):
  Bisan tuod ang aluminum hypophosphite usa ka episyente nga phosphorus-based flame retardant (40% phosphorus content), ang sobra nga pagdugang (>25 ka bahin) mahimong mosangpot sa:
• Ang usa ka mahait nga pagtaas sa viscosity sa sistema, nga nagpalisud sa pagsabwag ug nagporma og mga agglomerated hotspots nga nagpadali sa pagsunog ("wick effect").
• Ang pagkunhod sa pagkagahi sa materyal ug pagkadaot sa mga kabtangan sa paghimo sa pelikula tungod sa sobra nga dili organikong filler.
• Taas nga sulud sa MCA (10 ka bahin):
  Ang MCA (base sa nitrogen) kasagarang gigamit isip usa ka synergist. Kung ang dosis molapas sa 5 nga mga bahin, kini lagmit nga molalin ngadto sa ibabaw, usa ka pagkaayo sa flame-retardant ug mahimo’g makabalda sa ubang mga retardant sa siga.
• Kakulang sa mga yawe nga synergists:
  Samtang ang zinc borate adunay mga epekto sa pagsumpo sa aso, ang pagkawala sa antimony-based (pananglitan, antimony trioxide) o metal oxide (eg, aluminum hydroxide) compounds makapugong sa pagporma sa usa ka "phosphorus-nitrogen-antimony" synergistic system, nga moresulta sa dili igo nga gas-phase flame retardancy.

2. Mismatch Tali sa Plasticizer Selection ug Flame Retardancy Goals

• Ang TOTM (trioctyl trimellitate) adunay limitado nga flame retardancy:
  Ang TOTM milabaw sa pagbatok sa kainit apan dili kaayo epektibo sa pagpahunong sa siga kon itandi sa mga phosphate ester (pananglitan, TOTP). Para sa taas nga flame-retardancy nga aplikasyon sama sa tent coatings, ang TOTM dili makahatag ug igong charring ug oxygen-barrier nga kapabilidad.
• Dili igo nga kinatibuk-ang plasticizer (40 ra ka bahin):
  Ang PVC resin kasagarang nagkinahanglan og 60-75 ka bahin sa plasticizer para sa hingpit nga plasticization. Ang mubu nga sulud sa plasticizer nagdala sa taas nga pagkatunaw sa viscosity, nga labi nga nagpalala sa mga isyu sa pagkatibulaag sa siga.

3. Dili Epektibo nga Sistema sa Dispersion Nga Nagtultol sa Dili parehas nga Pag-apod-apod sa Flame Retardant

• Ang kasamtangan nga dispersant mahimong usa ka kinatibuk-ang katuyoan nga tipo (pananglitan, stearic acid o PE wax), nga dili epektibo alang sa high-load nga dili organikong flame retardant (aluminum hypophosphite + zinc borate nga adunay total nga 48 ka bahin), hinungdan:
• Ang agglomeration sa flame retardant nga mga partikulo, nga nagmugna sa mga lokal nga huyang nga lugar sa coating.
• Ang dili maayo nga pag-agos sa pagkatunaw sa panahon sa pagproseso, nga nagpatunghag init nga paggunting nga nagpahinabog ahat nga pagkadunot.

4. Dili Maayo nga Pagkaangay Tali sa Flame Retardants ug PVC

• Ang dili organikong mga materyales sama sa aluminum hypophosphite ug zinc borate adunay dakong kalainan sa polarity sa PVC. Kung walay pagbag-o sa nawong (pananglitan, silane coupling agents), mahitabo ang pagbulag sa hugna, nga makapakunhod sa kaepektibo sa flame-retardant.

II. Panguna nga Disenyo nga Pamaagi

1. Ilisan ang Primary Plasticizer sa TOTP

• Gamita ang maayo kaayo nga intrinsic flame retardancy niini (phosphorus content ≈9%) ug plasticizing effect.

2. I-optimize ang Flame Retardant Ratio ug Synergy

• Ipabilin ang aluminum hypophosphite isip kinauyokan nga tinubdan sa phosphorus apan makunhuran ang dosis niini aron mapalambo ang dispersion ug mamenosan ang "wick effect."
• Hupti ang zinc borate isip usa ka importante nga synergist (pagpasiugda sa charring ug pagsumpo sa aso).
• Hupti ang MCA isip nitrogen synergist apan pagpakunhod sa dosis niini aron mapugngan ang paglalin.
• Ipailaultrafine aluminum hydroxide (ATH)ingon usa ka multifunctional nga sangkap:
• Kakulang sa siga:Endothermic decomposition (dehydration), pagpabugnaw, ug pagtunaw sa masunog nga mga gas.
• Pagpugong sa aso:Mahinungdanon nga makunhuran ang paghimo sa aso.
• tigpuno:Gipamub-an ang gasto (itandi sa ubang mga flame retardant).
• Gipauswag nga pagkatibulaag ug pag-agos (ultrafine nga grado):Mas dali nga isabwag kaysa naandan nga ATH, nga gipamubu ang pagtaas sa viscosity.

3. Lig-on nga mga Solusyon alang sa mga Isyu sa Pagkatag

• Mahinungdanon nga pagdugang sa sulud sa plasticizer:Pagsiguro sa bug-os nga PVC plasticization ug pagpakunhod sa viscosity sa sistema.
• Gamita ang high-efficiency super-dispersants:Partikular nga gidisenyo alang sa taas nga karga, dali nga matipon nga dili organikong mga pulbos (aluminum hypophosphite, ATH).
• Pag-optimize sa pagproseso (pre-mixing kritikal):Siguruha ang hingpit nga pagkabasa ug pagkatag sa mga flame retardant.

4. Siguruha ang Basic Processing Stability

• Idugang ang igo nga heat stabilizer ug angay nga mga lubricant.

III. Gibag-o nga Flame-Retardant PVC nga Pormula

IV. Mga Tala sa Formula ug Pangunang Punto

1. Ang TOTP mao ang Core Foundation

• 65–75 ka bahinnagsiguro:
• Bug-os nga plasticization: Ang PVC nagkinahanglan og igong plasticizer alang sa humok, padayon nga pagporma sa pelikula.
• Pagkunhod sa viscosity: Kritikal alang sa pagpaayo sa pagsabwag sa mga high-load nga dili organikong flame retardant.
• Intrinsic flame retardant: Ang TOTP mismo usa ka epektibo kaayo nga flame-retardant plasticizer.

2. Flame Retardant Synergy

• PNB-Al synergy:Ang aluminum hypophosphite (P) + MCA (N) naghatag og base PN synergy. Ang zinc borate (B, Zn) nagpalambo sa charring ug pagsumpo sa aso. Ang Ultrafine ATH (Al) nagtanyag daghang endothermic cooling ug pagsumpo sa aso. Ang TOTP nag-amot usab sa phosphorus. Naghimo kini usa ka multi-element nga synergistic nga sistema.
• Papel sa ATH:Ang 25–35 ka bahin sa ultrafine ATH maoy usa ka dakong kontribyutor sa pagpahinay sa siga ug pagsumpo sa aso. Ang endothermic decomposition niini mosuhop sa kainit, samtang ang gipagawas nga alisngaw sa tubig motunaw sa oksiheno ug masunog nga mga gas.Ang ultrafine ug surface-treated nga ATH kritikalaron maminusan ang epekto sa viscosity ug mapaayo ang pagkaangay sa PVC.
• Gipamub-an ang aluminum hypophosphite:Gipaubos gikan sa 30 ngadto sa 15-20 ka bahin aron mapagaan ang palas-anon sa sistema samtang nagmintinar sa kontribusyon sa phosphorus.
• Gipamubu nga MCA:Gipaubos gikan sa 10 ngadto sa 4-6 ka bahin aron malikayan ang paglalin.

3. Dispersion Solution – Kritikal alang sa Kalampusan

• Super-dispersant (3–4 ka bahin):Mahinungdanon alang sa pagdumala sa taas nga karga (50-70 ka bahin nga kinatibuk-an nga dili organikong mga tigpuno!), lisud nga pagkatibulaag nga sistema (aluminum hypophosphite + ultrafine ATH + zinc borate).Ang mga ordinaryong dispersant (pananglitan, calcium stearate, PE wax) dili igo!Pagpuhunan sa high-efficiency super-dispersant ug gamita ang igong kantidad.
• Ang sulud sa plasticizer (65–75 ka bahin):Sama sa naa sa ibabaw, gipakunhod ang kinatibuk-ang viscosity, nga naghimo sa usa ka mas maayo nga palibot alang sa pagkatibulaag.
• Lubricants (1–2 ka bahin):Ang kombinasyon sa internal/external nga mga lubricant nagsiguro sa maayo nga pag-agos sa panahon sa pagsagol ug pag-coat, pagpugong sa pagdikit.

4. Pagproseso – Estrikto nga Pre-Mixing Protocol

• Lakang 1 (Dry-mix inorganic powder):
• Idugang ang aluminum hypophosphite, ultrafine ATH, zinc borate, MCA, ug tanan nga super-dispersant sa usa ka high-speed mixer.
• Pag-mix sa 80-90 ° C sulod sa 8-10 ka minuto. Tumong: Siguruha nga ang mga super-dispersant bug-os nga magsul-ob sa matag partikulo, makaguba sa mga agglomerates.Ang oras ug temperatura kritikal!
• Lakang 2 (Pagporma sa slurry):
• Idugang ang kadaghanan sa TOTP (pananglitan, 70–80%), tanang heat stabilizer, ug internal lubricant sa sagol gikan sa Step 1.
• Pagsagol sa 90–100°C sulod sa 5–7 ka minuto aron maporma ang uniporme, madagayday nga flame-retardant slurry. Siguruha nga ang mga pulbos hingpit nga nabasa sa mga plasticizer.
• Lakang 3 (Idugang ang PVC ug nahabilin nga mga sangkap):
• Idugang ang PVC resin, nahabilin nga TOTP, mga external lubricant (ug mga antioxidant/UV stabilizer, kung idugang niini nga yugto).
• Sagola sa 100–110°C sulod sa 7–10 ka minuto hangtod maabot ang “dry point” (free-flowing, walay pungpong).Likayi ang overmixing aron malikayan ang PVC degradation.
• Pagpabugnaw:I-discharge ug pabugnawa ang sagol ngadto sa <50°C aron malikayan ang pagkumpol.

5. Sunod-sunod nga Pagproseso

• Gamita ang cooled dry blend para sa calendering o coating.
• Estrikto nga kontrola ang temperatura sa pagproseso (girekomendar nga temperatura sa pagtunaw ≤170–175°C) aron malikayan ang pagkapakyas sa stabilizer o ahat nga pagkadunot sa mga flame retardant (pananglitan, ATH).

V. Gipaabot nga mga Resulta ug Pag-amping

• Kakulang sa siga:Kung itandi sa orihinal nga pormula (TOTM + taas nga aluminyo hypophosphite / MCA), kini nga gibag-o nga pormula (TOTP + na-optimize nga P / N / B / Al nga mga ratios) kinahanglan nga makapauswag sa pagkahinay sa siga, labi na sa bertikal nga pagsunog sa performance ug pagsumpo sa aso. Target nga mga sumbanan sama sa CPAI-84 alang sa mga tolda. Pangunang mga pagsulay: ASTM D6413 (vertical burn).
• Pagkatag:Ang super-dispersant + high plasticizer + optimized nga pre-mixing kinahanglan nga labi nga mapauswag ang pagkatibulaag, pagkunhod sa agglomeration ug pagpaayo sa pagkakapareho sa coating.
• Pagproseso:Ang igo nga TOTP ug mga lubricant kinahanglan nga masiguro ang hapsay nga pagproseso, apan bantayan ang viscosity ug pagdikit sa panahon sa aktwal nga produksiyon.
• Gasto:Ang TOTP ug mga super-dispersant mahal, apan ang pagkunhod sa aluminum hypophosphite ug MCA nag-offset sa pipila ka gasto. Ang ATH kay barato kaayo.

Mga Kritikal nga Pahinumdom:

• Mga ginagmay nga pagsulay una!Pagsulay sa lab ug pag-adjust base sa aktuwal nga mga materyales (labi na ang ATH ug super-dispersant nga pasundayag) ug kagamitan.
• Pagpili sa materyal:
• ATH:Kinahanglang mogamit ug ultrafine (D50 ≤2µm), surface-treated (eg, silane) nga mga grado. Konsultaha ang mga suppliers alang sa PVC-compatible nga mga rekomendasyon.
• Mga super-dispersant:Kinahanglan nga gamiton ang mga tipo nga high-efficiency. Ipahibalo sa mga suppliers ang bahin sa aplikasyon (PVC, high-load inorganic fillers, halogen-free flame retardancy).
• TOTP:Pagsiguro sa taas nga kalidad.
• Pagsulay:Pagpahigayon og estrikto nga flame retardancy tests kada target standards. Pagtimbang-timbang usab sa pagkatigulang/pagbatok sa tubig (kritikal alang sa mga tolda sa gawas!). Ang mga UV stabilizer ug antioxidant kinahanglanon.

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