Soluție sistematică pentru reducerea densității fumului din pelicula TPU

Soluție sistematică pentru reducerea densității fumului din pelicula TPU (actuală: 280; țintă: <200)
(Formulă actuală: Hipofosfit de aluminiu 15 phr, MCA 5 phr, Borat de zinc 2 phr)

I. Analiza problemelor principale

1. Limitări ale formulării actuale:

• Hipofosfit de aluminiuSuprimă în principal răspândirea flăcării, dar are o suprimare limitată a fumului.
• MCAUn agent ignifug în fază gazoasă, eficient pentru post-incandescență (deja atingând obiectivul), dar insuficient pentru reducerea fumului de ardere.
• Borat de zincPromovează formarea carbonizării, dar este subdozat (doar 2 phr), nereușind să formeze un strat de carbon suficient de dens pentru a suprima fumul.

1. Cerință cheie:

• Reduce densitatea fumului de ardere prinsuprimarea fumului îmbunătățită prin carbonizaresaumecanisme de diluție în fază gazoasă.

II. Strategii de optimizare

1. Ajustați rapoartele de formulare existente

• Hipofosfit de aluminiuCreștere la18–20 phr(îmbunătățește rezistența la flacără în fază condensată; monitorizează flexibilitatea).
• MCACreștere la6–8 fraze(intensifică acțiunea în fază gazoasă; cantitățile excesive pot degrada procesarea).
• Borat de zincCreștere la3–4 fraze(întărește formarea carbonizării).

Exemplu de formulare ajustată:

• Hipofosfit de aluminiu: 18 phr
• MCA: 7 fraze
• Borat de zinc: 4 phr

2. Introducerea de antifum de înaltă eficiență

• Compuși de molibden(de exemplu, molibdat de zinc sau molibdat de amoniu):
• RolCatalizează formarea carbonizării, creând o barieră densă pentru a bloca fumul.
• Dozare2–3 phr (acționează sinergic cu boratul de zinc).
• Nanoargilă (montmorillonit):
• RolBarieră fizică pentru reducerea eliberării de gaze inflamabile.
• Dozare3–5 phr (modificat la suprafață pentru dispersie).
• Ignifuge pe bază de silicon:
• RolÎmbunătățește calitatea carbonizării și suprimă fumul.
• Dozare1–2 phr (evită pierderea transparenței).

3. Optimizarea sistemului sinergic

• Borat de zincAdăugați 1–2 phr pentru a acționa sinergic cu hipofosfitul de aluminiu și boratul de zinc.
• Polifosfat de amoniu (APP)Adăugați 1–2 phr pentru a intensifica acțiunea în fază gazoasă cu MCA.

III. Formulare completă recomandată

Rezultate așteptate:

• Densitatea fumului de ardere≤200 (prin sinergie de cărbune + fază gazoasă).
• Densitatea fumului post-luminosMențineți ≤200 (MCA + borat de zinc).

IV. Note cheie privind optimizarea proceselor

1. Temperatura de procesareMențineți o temperatură de 180–200°C pentru a preveni descompunerea prematură a substanței ignifuge.
2. Dispersare:

• Folosiți amestecarea la viteză mare (≥2000 rpm) pentru o distribuție uniformă a nanoargilei/molibdatului.
• Adăugați 0,5–1 phr de agent de cuplare silanic (de exemplu, KH550) pentru a îmbunătăți compatibilitatea cu umplutura.

1. Formarea filmuluiPentru turnare, reduceți viteza de răcire pentru a facilita formarea stratului de carbon.

V. Pași de validare

1. Testare de laboratorPreparați probele conform formulei recomandate; efectuați teste de ardere verticală UL94 și teste de densitate a fumului (ASTM E662).
2. Echilibrul de performanțăTestați rezistența la tracțiune, alungirea și transparența.
3. Optimizare iterativăDacă densitatea fumului rămâne ridicată, ajustați treptat molibdatul sau nanoargila (±1 phr).

VI. Cost și fezabilitate

• Impactul costurilorMolibdatul de zinc (~50¥/kg) + nanoargila (~30¥/kg) cresc costul total cu <15% la o încărcare ≤10%.
• Scalabilitate industrialăCompatibil cu procesarea standard a TPU; nu este nevoie de echipament specializat.

VII. Concluzie

Decreșterea boratului de zinc + adăugarea de molibdat + nanoargilă, un sistem cu triplă acțiune (formarea carbonului + diluarea gazului + barieră fizică) poate atinge densitatea țintă a fumului de ardere (≤200). Prioritizați testareamolibdat + nanoargilăcombinație, apoi ajustați fin raporturile pentru echilibrul cost-performanță.