Soluzione sistematica per ridurre la densità del fumo del film TPU

Soluzione sistematica per ridurre la densità del fumo del film TPU (attuale: 280; obiettivo: <200)
(Formula attuale: Ipofosfito di alluminio 15 phr, MCA 5 phr, Borato di zinco 2 phr)

I. Analisi delle questioni fondamentali

1. Limitazioni della formulazione attuale:

• Ipofosfito di alluminio: Sopprime principalmente la propagazione delle fiamme ma ha una soppressione limitata del fumo.
• MCA: Un ritardante di fiamma in fase gassosa efficace per la post-incandescenza (che soddisfa già l'obiettivo) ma insufficiente per la riduzione del fumo di combustione.
• borato di zinco: Favorisce la formazione di carbone ma è sottodosato (solo 2 phr), non riuscendo a formare uno strato di carbone sufficientemente denso da sopprimere il fumo.

1. Requisito chiave:

• Ridurre la densità del fumo di combustione tramitesoppressione del fumo potenziataOmeccanismi di diluizione in fase gassosa.

II. Strategie di ottimizzazione

1. Regolare i rapporti di formulazione esistenti

• Ipofosfito di alluminio: Aumentare a18–20 ore(migliora la resistenza alla fiamma in fase condensata; flessibilità del monitor).
• MCA: Aumentare a6–8 ore(aumenta l'azione della fase gassosa; quantità eccessive possono degradare l'elaborazione).
• borato di zinco: Aumentare a3–4 ore(rafforza la formazione di carbonella).

Esempio di formulazione modificata:

• Ipofosfito di alluminio: 18 phr
• MCA: 7 ore
• Borato di zinco: 4 phr

2. Introdurre soppressori di fumo ad alta efficienza

• Composti di molibdeno(ad esempio, molibdato di zinco o molibdato di ammonio):
• Ruolo: Catalizza la formazione di carbone, creando una barriera densa per bloccare il fumo.
• Dosaggio: 2–3 phr (agisce in sinergia con il borato di zinco).
• Nanoargilla (montmorillonite):
• Ruolo: Barriera fisica per ridurre il rilascio di gas infiammabili.
• Dosaggio: 3–5 phr (superficie modificata per dispersione).
• Ritardanti di fiamma a base di silicone:
• Ruolo: Migliora la qualità della carbonizzazione e la soppressione del fumo.
• Dosaggio: 1–2 phr (evita la perdita di trasparenza).

3. Ottimizzazione del sistema sinergico

• borato di zinco: Aggiungere 1–2 phr per creare sinergia con l'ipofosfito di alluminio e il borato di zinco.
• Polifosfato di ammonio (APP): Aggiungere 1–2 phr per potenziare l'azione in fase gassosa con MCA.

III. Formulazione completa raccomandata

Risultati attesi:

• Densità del fumo di combustione: ≤200 (tramite sinergia char + fase gassosa).
• Densità del fumo residuo: Mantenere ≤200 (MCA + borato di zinco).

IV. Note chiave sull'ottimizzazione dei processi

1. Temperatura di lavorazione: Mantenere una temperatura di 180–200 °C per evitare la decomposizione prematura del ritardante di fiamma.
2. Dispersione:

• Utilizzare una miscelazione ad alta velocità (≥2000 giri/min) per una distribuzione uniforme di nanoargilla/molibdato.
• Aggiungere 0,5–1 phr di agente accoppiante silanico (ad esempio, KH550) per migliorare la compatibilità del riempitivo.

1. Formazione del film: Per la fusione, ridurre la velocità di raffreddamento per facilitare la formazione dello strato di carbone.

V. Fasi di convalida

1. Test di laboratorio: Preparare i campioni secondo la formulazione consigliata; condurre test di combustione verticale e densità del fumo UL94 (ASTM E662).
2. Equilibrio delle prestazioni: Testare la resistenza alla trazione, l'allungamento e la trasparenza.
3. Ottimizzazione iterativa: Se la densità del fumo rimane elevata, regolare gradualmente il molibdato o la nanoargilla (±1 phr).

VI. Costi e fattibilità

• Impatto sui costi: Il molibdato di zinco (~¥50/kg) + nanoclay (~¥30/kg) aumentano il costo totale di <15% con un carico ≤10%.
• Scalabilità industriale: Compatibile con la lavorazione TPU standard; non sono necessarie attrezzature specializzate.

VII. Conclusion

Diaumento del borato di zinco + aggiunta di molibdato + nanoclay, un sistema a tripla azione (formazione di carbone + diluizione del gas + barriera fisica) può raggiungere la densità di fumo di combustione target (≤200). Dare priorità al test delmolibdato + nanoargillacombinazione, quindi perfezionare i rapporti per un equilibrio tra costi e prestazioni.