Systemowe rozwiązanie redukujące gęstość dymu folii TPU

Systematyczne rozwiązanie mające na celu redukcję gęstości dymu folii TPU (obecnie: 280; cel: <200)
(Obecna formuła: Podfosforyn glinu 15 phr, MCA 5 phr, boran cynku 2 phr)

I. Analiza problemu podstawowego

1. Ograniczenia obecnej formulacji:

• Podfosforyn glinu:Głównie zapobiega rozprzestrzenianiu się płomieni, lecz ma ograniczone właściwości tłumienia dymu.
• MCA:Środek zmniejszający palność w fazie gazowej, skuteczny w przypadku poświaty (spełniający już cel), ale niewystarczający do redukcji dymu spalania.
• Boran cynku: Wspomaga powstawanie zwęgleń, ale jest stosowany w niewystarczającej dawce (tylko 2 phr), przez co nie tworzy wystarczająco gęstej warstwy zwęgleń, aby stłumić dym.

1. Kluczowe wymagania:

• Zmniejsz gęstość dymu spalania poprzezwzmocnione tłumienie dymuLubmechanizmy rozcieńczania fazy gazowej.

II. Strategie optymalizacji

1. Dostosuj istniejące proporcje formulacji

• Podfosforyn glinu:Zwiększyć do18–20 phr(zwiększa ognioodporność fazy skondensowanej; monitoruje elastyczność).
• MCA:Zwiększyć do6–8 phr(wzmacnia działanie w fazie gazowej; nadmierne ilości mogą pogorszyć przetwarzanie).
• Boran cynku:Zwiększyć do3–4 phr(wzmacnia formowanie się zwęgleń).

Przykładowa skorygowana formuła:

• Podfosforyn glinu: 18 phr
• MCA: 7 phr
• Boran cynku: 4 phr

2. Wprowadzenie wysokowydajnych środków tłumiących dym

• Związki molibdenu(np. molibdenian cynku lub molibdenian amonu):
• Rola:Katalizuje powstawanie osadu węglowego, tworząc gęstą barierę blokującą dym.
• Dawkowanie: 2–3 phr (działa synergicznie z boranem cynku).
• Nanoglinka (montmorylonit):
• Rola:Bariera fizyczna ograniczająca uwalnianie gazów łatwopalnych.
• Dawkowanie: 3–5 phr (powierzchnia zmodyfikowana w celu uzyskania dyspersji).
• Środki zmniejszające palność na bazie silikonu:
• Rola:Poprawia jakość węgla drzewnego i tłumienie dymu.
• Dawkowanie: 1–2 phr (zapobiega utracie przezroczystości).

3. Synergiczna optymalizacja systemu

• Boran cynku:Dodaj 1–2 phr, aby uzyskać synergię z podfosforynem glinu i boranem cynku.
• Polifosforan amonu (APP):Dodaj 1–2 phr, aby wzmocnić działanie MCA w fazie gazowej.

III. Zalecana kompleksowa formuła

Oczekiwane rezultaty:

• Gęstość dymu spalania: ≤200 (poprzez synergię fazy węglowej i gazowej).
• Gęstość dymu poświatowego: Utrzymuj ≤200 (MCA + boran cynku).

IV. Kluczowe uwagi dotyczące optymalizacji procesów

1. Temperatura przetwarzania: Utrzymywać temperaturę 180–200°C, aby zapobiec przedwczesnemu rozkładowi środka zmniejszającego palność.
2. Dyspersja:

• Stosować mieszadło o dużej prędkości (≥2000 obr./min) w celu równomiernego rozprowadzenia nanoglinki/molibdenianu.
• Aby poprawić kompatybilność wypełniacza, należy dodać środek sprzęgający silanowy w stężeniu 0,5–1 phr (np. KH550).

1. Formacja filmowa:W przypadku odlewania należy zmniejszyć szybkość chłodzenia, aby ułatwić formowanie się warstwy zwęglonej.

V. Kroki walidacji

1. Badania laboratoryjne: Przygotuj próbki zgodnie z zalecaną formułą; przeprowadź testy pionowego spalania i gęstości dymu UL94 (ASTM E662).
2. Równowaga wydajności: Badanie wytrzymałości na rozciąganie, wydłużenia i przezroczystości.
3. Optymalizacja iteracyjna: Jeśli gęstość dymu pozostaje wysoka, stopniowo dostosuj ilość molibdenianu lub nanoglinki (±1 phr).

VI. Koszt i wykonalność

• Wpływ na koszty:Molibdenian cynku (~50 jenów/kg) + nanoglinka (~30 jenów/kg) zwiększają całkowity koszt o <15% przy obciążeniu ≤10%.
• Skalowalność przemysłowa:Kompatybilny ze standardowym przetwarzaniem TPU; nie wymaga specjalistycznego sprzętu.

VII. Wnioski

Przezzwiększenie ilości boranu cynku + dodanie molibdenianu + nanoglinki, system potrójnego działania (tworzenie się węgla + rozcieńczanie gazu + bariera fizyczna) może osiągnąć docelową gęstość dymu spalania (≤200). Priorytetem jest testowaniemolibdenian + nanoglinkakombinację, a następnie dopracowanie proporcji w celu uzyskania równowagi między kosztami a wydajnością.