ПВХ жабындарына арналған отқа төзімді формуланы талдау және оңтайландыру

ПВХ жабындарына арналған отқа төзімді формуланы талдау және оңтайландыру

Клиент ПВХ шатырларын шығарады және отқа төзімді жабынды қолдану керек. Ағымдағы формула 60 бөліктен ПВХ шайырынан, 40 бөліктен TOTM, 30 бөлік алюминий гипофосфитінен (40% фосформен), 10 бөліктен MCA, 8 бөлік мырыш бораттан және дисперсенттермен бірге тұрады. Дегенмен, жалынға төзімділік көрсеткіштері нашар, ал жалынға төзімді заттардың дисперсиясы да жеткіліксіз. Төменде себептерді талдау және формулаға ұсынылған түзету берілген.

I. Нашар жалынға төзімділіктің негізгі себептері

1. Әлсіз синергетикалық әсерлері бар теңгерімсіз жалынға қарсы жүйе

• Артық алюминий гипофосфиті (30 бөлік):
  Алюминий гипофосфиті фосфор негізіндегі тиімді отқа төзімді зат (фосфордың мөлшері 40%) болғанымен, шамадан тыс қосу (>25 бөлік) мыналарға әкелуі мүмкін:
• Жүйе тұтқырлығының күрт жоғарылауы, дисперсияны қиындатады және жануды тездететін агломерацияланған ыстық нүктелерді құрайды («фитілі әсер»).
• Шамадан тыс бейорганикалық толтырғыштың әсерінен материалдың қаттылығының төмендеуі және қабық түзу қасиеттерінің бұзылуы.
• Жоғары MCA мазмұны (10 бөлік):
  MCA (азот негізіндегі) әдетте синергист ретінде пайдаланылады. Доза 5 бөліктен асқанда, ол жалынға қарсы тиімділікті қанықтыра отырып, басқа жалынға қарсы заттармен ықтимал кедергі келтіре отырып, бетіне ауысуға бейім.
• Негізгі синергетиктердің болмауы:
  Мырыш бораты түтін басатын әсерге ие болғанымен, сурьма негізіндегі (мысалы, үш тотығы сурьма) немесе металл оксиді (мысалы, алюминий гидроксиді) қосылыстарының болмауы «фосфор-азот-сурьма» синергетикалық жүйесінің түзілуіне кедергі жасайды, нәтижесінде газ фазасының жалынға төзімділігі жеткіліксіз болады.

2. Пластификаторды таңдау мен жалынға төзімділік мақсаттары арасындағы сәйкессіздік

• TOTM (триоктил тримеллитаты) шектеулі жалынға төзімділікке ие:
  TOTM ыстыққа төзімділікпен ерекшеленеді, бірақ фосфат эфирлерімен (мысалы, TOTP) салыстырғанда жалынға төзімділікте әлдеқайда аз тиімді. Шатыр жабындары сияқты жоғары жалынға төзімді қолданбалар үшін TOTM жеткілікті күйдіру және оттегі барьерін қамтамасыз ете алмайды.
• Жалпы пластификатор жеткіліксіз (бар болғаны 40 бөлік):
  ПВХ шайыры әдетте толық пластиктену үшін пластификатордың 60-75 бөлігін қажет етеді. Пластификатордың төмен мөлшері балқыманың жоғары тұтқырлығына алып келеді, бұл отқа төзімді дисперсия мәселелерін одан әрі күшейтеді.

3. Жалынның біркелкі емес таралуына әкелетін тиімсіз дисперсиялық жүйе

• Ағымдағы дисперсант жалпы мақсаттағы түрі болуы мүмкін (мысалы, стеарин қышқылы немесе PE балауызы), ол жоғары жүктемелі бейорганикалық жалынға қарсы заттар (алюминий гипофосфиті + мырыш борат жалпы саны 48 бөлік) үшін тиімсіз, себебі:
• Жалынға төзімді бөлшектердің агломерациясы, жабынның локализацияланған әлсіз жерлерін жасау.
• Өңдеу кезінде нашар балқыма ағыны, ерте ыдырауды тудыратын ығысу жылуын тудырады.

4. Жалынға қарсы заттар мен ПВХ арасындағы нашар үйлесімділік

• Алюминий гипофосфиті және мырыш бораты сияқты бейорганикалық материалдардың ПВХ-мен айтарлықтай полярлық айырмашылықтары бар. Беттік модификациясыз (мысалы, силанды біріктіру агенттері) фазалардың бөлінуі орын алып, жалынға төзімділік тиімділігін төмендетеді.

II. Негізгі дизайн тәсілі

1. Негізгі пластификаторды TOTP-мен ауыстырыңыз

• Оның керемет жалынға төзімділігін (фосфор мөлшері ≈9%) және пластиктендіргіш әсерін пайдаланыңыз.

2. Жалынға төзімділік коэффициенттері мен синергияны оңтайландыру

• Алюминий гипофосфитін фосфордың негізгі көзі ретінде сақтаңыз, бірақ дисперсияны жақсарту және «фитиль әсерін» азайту үшін оның дозасын айтарлықтай азайтыңыз.
• Мырыш боратын негізгі синергист ретінде сақтаңыз (көмірленуді және түтінді басуды ынталандырады).
• MCA азот синергисті ретінде сақтаңыз, бірақ миграцияны болдырмау үшін оның дозасын азайтыңыз.
• Таныстыруөте жұқа алюминий гидроксиді (ATH)көп функциялы компонент ретінде:
• Жалынға төзімділік:Жанғыш газдардың эндотермиялық ыдырауы (дегидратация), салқындату және сұйылту.
• Түтін шығару:Түтіннің пайда болуын айтарлықтай азайтады.
• Толтырғыш:Шығындарды төмендетеді (басқа отқа төзімді заттармен салыстырғанда).
• Жақсартылған дисперсия және ағын (ультрафиндік дәреже):Тұтқырлықтың жоғарылауын азайта отырып, әдеттегі ATH-ге қарағанда оңай таралады.

3. Дисперсиялық мәселелердің күшті шешімдері

• Пластификатордың құрамын айтарлықтай арттырыңыз:Толық ПВХ пластиктенуін қамтамасыз етіңіз және жүйенің тұтқырлығын азайтыңыз.
• Жоғары тиімді супер-дисперсанттарды қолданыңыз:Жоғары жүктеме, оңай агломерацияланатын бейорганикалық ұнтақтар (алюминий гипофосфиті, ATH) үшін арнайы әзірленген.
• Өңдеуді оңтайландыру (алдын ала араластыру маңызды):Жалынға қарсы заттардың мұқият сулануын және таралуын қамтамасыз етіңіз.

4. Негізгі өңдеу тұрақтылығын қамтамасыз етіңіз

• Жеткілікті жылу тұрақтандырғыштары мен сәйкес майлау материалдарын қосыңыз.

III. Қайта қаралған отқа төзімді ПВХ формуласы

IV. Формула жазбалары және негізгі нүктелер

1. TOTP негізгі қор болып табылады

• 65-75 бөлікқамтамасыз етеді:
• Толық пластификация: ПВХ жұмсақ, үздіксіз пленка қалыптастыру үшін жеткілікті пластификаторды қажет етеді.
• Тұтқырлықты азайту: жоғары жүктемелі бейорганикалық отқа төзімді заттардың дисперсиясын жақсарту үшін маңызды.
• Өзіндік жалынға төзімділік: TOTP өзі жоғары тиімді отқа төзімді пластификатор болып табылады.

2. Жалынға төзімді синергия

• PNB-Al синергиясы:Алюминий гипофосфиті (P) + MCA (N) PN синергетикасының негізін қамтамасыз етеді. Мырыш бораты (B, Zn) көмір мен түтіннің басылуын жақсартады. Өте жұқа ATH (Al) ауқымды эндотермиялық салқындату мен түтінді басуды ұсынады. TOTP сонымен қатар фосфорды қосады. Бұл көп элементті синергетикалық жүйені жасайды.
• ATH рөлі:Өте жұқа ATH 25-35 бөлігі жалынға төзімділік пен түтіннің басылуына негізгі үлес қосады. Оның эндотермиялық ыдырауы жылуды сіңіреді, ал бөлінген су буы оттегі мен жанғыш газдарды сұйылтады.Ультра жұқа және бетімен өңделген ATH өте маңыздытұтқырлық әсерін азайту және ПВХ үйлесімділігін жақсарту.
• Тотықсыздандырылған алюминий гипофосфиті:Фосфор үлесін сақтай отырып, жүйе жүктемесін жеңілдету үшін 30-дан 15-20 бөлікке дейін төмендетілді.
• Азайтылған MCA:Көші-қонды болдырмау үшін 10-нан 4-6 бөлікке дейін төмендетілді.

3. Дисперсиялық шешім – табысқа жету үшін маңызды

• Супер-дисперсті (3-4 бөлік):Жоғары жүктемені (жалпы бейорганикалық толтырғыштардың 50-70 бөлігі!), дисперсті қиын жүйені (алюминий гипофосфиті + өте жұқа ATH + мырыш бораты) өңдеу үшін өте қажет.Қарапайым дисперсенттер (мысалы, кальций стеараты, PE балауызы) жеткіліксіз!Тиімділігі жоғары супер-дисперсанттарға инвестиция салыңыз және барабар мөлшерді пайдаланыңыз.
• Пластификатордың құрамы (65–75 бөлік):Жоғарыда көрсетілгендей, жалпы тұтқырлықты төмендетеді, дисперсия үшін жақсы орта жасайды.
• Майлау материалдары (1-2 бөлік):Ішкі/сыртқы майлау материалдарының комбинациясы араластыру және жабу кезінде жақсы ағынды қамтамасыз етеді, жабысып қалуды болдырмайды.

4. Өңдеу – Қатаң алдын ала араластыру протоколы

• 1-қадам (бейорганикалық ұнтақтарды құрғақ араластыру):
• Жоғары жылдамдықты араластырғышқа алюминий гипофосфитін, өте жұқа ATH, мырыш боратты, MCA және барлық супер-дисперсанттарды қосыңыз.
• 80–90°C температурада 8–10 минут араластырыңыз. Мақсат: супер-дисперсанттың агломераттарды бұзып, әрбір бөлшекті толығымен жабуын қамтамасыз ету.Уақыт пен температура өте маңызды!
• 2-қадам (қоспаның қалыптасуы):
• 1-қадамдағы қоспаға TOTP көп бөлігін (мысалы, 70–80%), барлық жылу тұрақтандырғыштарын және ішкі майлау материалдарын қосыңыз.
• Біртекті, ағынды отқа төзімді суспензия қалыптастыру үшін 90–100°C температурада 5–7 минут араластырыңыз. Ұнтақтардың пластификаторлармен толығымен суланғанына көз жеткізіңіз.
• 3-қадам (ПВХ және қалған компоненттерді қосыңыз):
• ПВХ шайыры, қалған TOTP, сыртқы майлау материалдарын (және осы кезеңде қосылса, антиоксиданттар/УК тұрақтандырғыштарын) қосыңыз.
• 100–110°C температурада «құрғақ нүктеге» жеткенше 7–10 минут араластырыңыз (еркін ағып, түйіршіктер жоқ).ПВХ деградациясын болдырмау үшін шамадан тыс араластырудан аулақ болыңыз.
• Салқындату:Қоспаны төгіп тастаңыз және жиналып қалмас үшін <50°C дейін салқындатыңыз.

5. Кейінгі өңдеу

• Салқындатылған құрғақ қоспаны каландрлеу немесе жабу үшін пайдаланыңыз.
• Тұрақтандырғыштың істен шығуын немесе жалынға қарсы заттардың (мысалы, ATH) мерзімінен бұрын ыдырауын болдырмау үшін өңдеу температурасын қатаң түрде бақылаңыз (ұсынылған балқыма температурасы ≤170–175°C).

V. Күтілетін нәтижелер мен сақтық шаралары

• Жалынға төзімділік:Түпнұсқа формуламен (TOTM + жоғары алюминий гипофосфиті/MCA) салыстырғанда, бұл қайта қаралған формула (TOTP + оңтайландырылған P/N/B/Al қатынасы) әсіресе тік жану өнімділігінде және түтінді басуда отқа төзімділікті айтарлықтай жақсартуы керек. Шатырларға арналған CPAI-84 сияқты мақсатты стандарттар. Негізгі сынақтар: ASTM D6413 (тік күйік).
• Дисперсия:Супер-дисперсент + жоғары пластификатор + оңтайландырылған алдын ала араластыру дисперсияны айтарлықтай жақсартуға, агломерацияны азайтуға және жабынның біркелкілігін жақсартуға тиіс.
• Өңделуі:Адекватты TOTP және майлау материалдары біркелкі өңдеуді қамтамасыз етуі керек, бірақ нақты өндіріс кезінде тұтқырлық пен жабысуды бақылайды.
• Құны:TOTP және супер-дисперсанттар қымбат, бірақ төмендетілген алюминий гипофосфиті мен MCA кейбір шығындарды өтейді. ATH салыстырмалы түрде арзан.

Сыни ескертулер:

• Алдымен кішігірім сынақтар!Зертханада сынап көріңіз және нақты материалдарға (әсіресе ATH және супер-дисперсті өнімділікке) және жабдыққа негізделген реттеңіз.
• Материалды таңдау:
• ATH:Өте жұқа (D50 ≤2µm), беті өңделген (мысалы, силан) сорттарын пайдалану керек. ПВХ-үйлесімді ұсыныстар үшін жеткізушілермен кеңесіңіз.
• Супер-дисперсанттар:Тиімділігі жоғары түрлерін қолдану керек. Қолдану туралы жеткізушілерге хабарлаңыз (ПВХ, жоғары жүктемелі бейорганикалық толтырғыштар, галогенсіз жалынға төзімділік).
• TOTP:Жоғары сапаны қамтамасыз етіңіз.
• Тестілеу:Мақсатты стандарттарға сәйкес отқа төзімділіктің қатаң сынақтарын өткізіңіз. Сондай-ақ қартаю/суға төзімділікті бағалаңыз (сыртқы шатырлар үшін өте маңызды!). Ультракүлгін тұрақтандырғыштар мен антиоксиданттар өте маңызды.

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