Halogen-Free Flame Retardant Formulation para sa TPU Coating System Gamit ang DMF Solvent

Halogen-Free Flame Retardant Formulation para sa TPU Coating System Gamit ang DMF Solvent

Alang sa TPU coating systems nga naggamit sa Dimethyl Formamide (DMF) isip solvent, ang paggamit sa aluminum hypophosphite (AHP) ug zinc borate (ZB) isip flame retardants nagkinahanglan og sistematikong evaluation. Sa ubos usa ka detalyado nga pagtuki ug plano sa pagpatuman:

I. Pagtuki sa Kahimoan sa Aluminum Hypophosphite (AHP)

1. Flame Retardant Mechanism ug Bentaha

• Mekanismo:
• Nadugta sa taas nga temperatura aron makamugna og phosphoric ug metaphosphoric acid, nga nagpasiugda sa char formation sa TPU (condensed-phase flame retardancy).
• Nagpagawas sa PO· radicals aron mabalda ang mga reaksyon sa kadena sa pagkasunog (gas-phase flame retardancy).
• Mga bentaha:
• Halogen-free, ubos nga aso, ubos nga toxicity, compliant sa RoHS/REACH.
• Maayo nga thermal stability (decomposition temperature ≈300°C), angay alang sa TPU drying process (kasagaran <150°C).

2. Mga Hagit ug Solusyon sa Aplikasyon

3. Girekomendar nga Pagporma ug Proseso

• Pananglitan nga Pagporma:
• TPU/DMF base: 100 phr
• Gibag-o sa nawong nga AHP: 20 phr
• Zinc borate (ZB): 5 phr (smoke suppression synergy)
• Dispersant (BYK-110): 1.5 phr
• Mga Pangunang Punto sa Proseso:
• Pre-mix ang AHP nga adunay dispersant ug partial DMF ubos sa taas nga paggunting (≥3000 rpm, 30 min), dayon isagol sa TPU slurry.
• Pag-uga sa post-coating: 120-150 ° C, ipalawig ang oras sa 10% aron masiguro ang kompleto nga pag-alis sa DMF.

II. Pagtuki sa Kahimoan sa Zinc Borate (ZB)

1. Flame Retardant Mechanism ug Bentaha

• Mekanismo:
• Nagporma og B₂O₃ nga lut-od nga bildo sa taas nga temperatura, nga nagbabag sa oksiheno ug kainit (condensed-phase flame retardancy).
• Nagpagawas sa gigapos nga tubig (~ 13%), nagtunaw sa mga masunog nga gas ug nagpabugnaw sa sistema.
• Mga bentaha:
• Kusog nga synergistic nga epekto sa AHP o aluminum trihydroxide (ATH).
• Maayo kaayo nga pagsumpo sa aso, maayo alang sa mga aplikasyon nga ubos ang aso.

2. Mga Hagit ug Solusyon sa Aplikasyon

3. Girekomendar nga Pagporma ug Proseso

• Pananglitan nga Pagporma:
• TPU/DMF base: 100 phr
• Nano-kadako nga ZB: 8 phr
• AHP: 15 ph
• Wetting agent (Tego 750W): 1 phr
• Mga Pangunang Punto sa Proseso:
• Pre-disperse ZB sa DMF pinaagi sa bead milling (particle size ≤2μm) sa dili pa isagol sa TPU slurry.
• Palugwayan ang oras sa pagpauga (pananglitan, 30 min) aron malikayan ang nahabilin nga kaumog nga makaapekto sa pagkahinay sa siga.

III. Synergistic Evaluation sa AHP + ZB System

1. Synergistic Flame Retardant Effects

• Gas-Phase ug Condensed-Phase Synergy:
• Ang AHP naghatag og phosphorus alang sa charring, samtang ang ZB nagpalig-on sa char layer ug nagpugong sa afterglow.
• Gihiusa nga LOI: 28-30%, UL94 V-0 (1.6mm) makab-ot.
• Pagpugong sa aso:
• Gipamenos sa ZB ang pagbuga sa aso sa> 50% (Cone Calorimeter test).

2. Mga Rekomendasyon sa Pagbalanse sa Pagganap

• Kompensasyon sa Mechanical Property:
• Idugang ang 2-3% nga TPU plasticizer (pananglitan, polycaprolactone polyol) aron mapadayon ang pagka-flexible (elongation> 300%).
• Gamita ang mga ultrafine powder (AHP/ZB <2μm) aron mamenosan ang pagkawala sa kusog sa tensile.
• Pagkontrol sa Kalig-on sa Proseso:
• Hupti ang slurry viscosity sa 2000-4000 cP (Brookfield RV, spindle 4, 20 rpm) para sa uniporme nga coating.

IV. Pagtandi sa Solvent-Based Liquid Flame Retardants

V. Girekomendar nga mga Lakang sa Implementasyon

1. Pagsulay sa Lab-Scale:

• Timbang-timbanga ang AHP/ZB sa tagsa-tagsa ug sa kombinasyon (gradient loading: 10%, 15%, 20%).
• Susiha ang kalig-on sa dispersion (walay sedimentation human sa 24h), pagbag-o sa viscosity, ug pagkaparehas sa coating.

1. Pag-validate sa Pilot-Scale:

• I-optimize ang mga kondisyon sa pagpa-uga (oras/temperatura) ug sulayi ang pag-atras sa kalayo (UL94, LOI) ug mekanikal nga mga kabtangan.
• Itandi ang mga gasto: Kung ang AHP+ZB makunhuran ang mga gasto sa>30% kumpara sa mga likido nga FR, kini mahimo nga ekonomikanhon.

1. Pagpangandam sa Scale-Up:

• Pakigtambayayong sa mga suppliers aron maugmad ang mga nauna nang natibulaag nga AHP/ZB masterbatches (DMF-based) para sa gipasimple nga produksiyon.

VI. Panapos

Uban sa kontrolado nga mga proseso sa pagkatibulaag, ang AHP ug ZB mahimong magsilbing epektibong flame retardant alang sa TPU/DMF coatings, nga gihatag:

1. Pagbag-o sa nawong + pagsabwag sa taas nga pagguntinggigamit aron malikayan ang pagtipon sa mga partikulo.
2. AHP (primary) + ZB (synergist)nagbalanse sa kahusayan ug gasto.
3. Kaytaas nga transparency/flexibilitymga kinahanglanon, ang mga liquid phosphorus-nitrogen FRs (eg, Levagard 4090N) nagpabilin nga mas maayo.

Sichuan Taifeng Bag-ong Flame Retardant Co., Ltd.(ISO & REACH)

Email: lucy@taifeng-fr.com