ПВХ жабындарына арналған жалынға төзімді формуланы талдау және оңтайландыру

ПВХ жабындарына арналған жалынға төзімді формуланы талдау және оңтайландыру

Тапсырыс беруші ПВХ шатырларын шығарады және оған жалынға төзімді жабын жағу қажет. Қазіргі формула дисперганттармен қатар 60 бөлік ПВХ шайырынан, 40 бөлік TOTM-нан, 30 бөлік алюминий гипофосфитінен (40% фосфор мөлшерімен), 10 бөлік MCA-дан, 8 бөлік мырыш боратынан тұрады. Дегенмен, жалынға төзімділік көрсеткіштері нашар, ал жалынға төзімді заттардың дисперсиясы да жеткіліксіз. Төменде себептердің талдауы және формулаға ұсынылған түзету келтірілген.

I. Жалынға төзімділіктің нашар болуының негізгі себептері

1. Әлсіз синергетикалық әсері бар теңгерімсіз жалынға төзімді жүйе

• Артық алюминий гипофосфиті (30 бөлік):
  Алюминий гипофосфиті тиімді фосфор негізіндегі жалынға төзімді зат болғанымен (фосфор мөлшері 40%), шамадан тыс қосу (>25 бөлік) мыналарға әкелуі мүмкін:
• Жүйенің тұтқырлығының күрт артуы, дисперсияны қиындатады және жануды жеделдететін агломерацияланған ыстық нүктелердің пайда болуы («фитил әсері»).
• Шамадан тыс бейорганикалық толтырғышқа байланысты материалдың беріктігінің төмендеуі және қабық түзу қасиеттерінің нашарлауы.
• Жоғары MCA құрамы (10 бөлік):
  MCA (азот негізіндегі) әдетте синергист ретінде қолданылады. Мөлшерлеме 5 бөліктен асқан кезде, ол бетіне ығысып, жалынға төзімділіктің тиімділігін төмендетеді және басқа жалынға төзімді заттармен өзара әрекеттесуі мүмкін.
• Негізгі синергистердің жетіспеушілігі:
  Мырыш бораты түтінді басатын әсерге ие болғанымен, сурьма негізіндегі (мысалы, сурьма триоксиді) немесе металл оксиді (мысалы, алюминий гидроксиді) қосылыстарының болмауы «фосфор-азот-сурьма» синергетикалық жүйесінің түзілуіне кедергі келтіреді, бұл газ фазасының жалынға төзімділігінің жеткіліксіздігіне әкеледі.

2. Пластификаторды таңдау мен жалынға төзімділік мақсаттары арасындағы сәйкессіздік

• TOTM (триоктил тримеллитат) жалынға төзімділігі шектеулі:
  TOTM ыстыққа төзімділігі жағынан жоғары, бірақ фосфат эфирлерімен (мысалы, TOTP) салыстырғанда жалынға төзімділігі жағынан әлдеқайда аз тиімді. Шатыр жабындары сияқты жоғары жалынға төзімді қолданбалар үшін TOTM жеткілікті күйдіру және оттегі тосқауылы мүмкіндіктерін қамтамасыз ете алмайды.
• Пластификатордың толық мөлшері жеткіліксіз (тек 40 бөлік):
  ПВХ шайырына әдетте толық пластификациялау үшін 60-75 бөлік пластификатор қажет. Пластификатордың төмен мөлшері балқудың жоғары тұтқырлығына әкеледі, бұл жалынға төзімді дисперсия мәселелерін одан әрі ушықтырады.

3. Тиімсіз дисперсия жүйесі жалынға төзімді заттардың біркелкі таралуына әкеледі

• Ағымдағы диспергатор жалпы мақсаттағы болуы мүмкін (мысалы, стеарин қышқылы немесе полиэтилен балауызы), ол жоғары жүктемелі бейорганикалық жалынға төзімді заттарға (алюминий гипофосфиті + мырыш бораты, барлығы 48 бөлік) тиімсіз, нәтижесінде келесі себептер туындайды:
• Жалынға төзімді бөлшектердің агломерациясы, жабынның жергілікті әлсіз жерлерін жасайды.
• Өңдеу кезінде балқыма ағынының нашар болуы, ығысу жылуын тудырады, бұл мезгілсіз ыдырауды тудырады.

4. Жалынға төзімді заттар мен ПВХ арасындағы үйлесімділіктің нашарлығы

• Алюминий гипофосфиті және мырыш бораты сияқты бейорганикалық материалдар ПВХ-мен полярлықта айтарлықтай айырмашылықтарға ие. Беткі қабатты өзгертпестен (мысалы, силан байланыстырушы агенттер) фазалық бөліну орын алады, бұл жалынға төзімділік тиімділігін төмендетеді.

II. Негізгі жобалау тәсілі

1. Бастапқы пластификаторды TOTP-мен ауыстырыңыз

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

2. Жалынға төзімділік коэффициенттерін және синергияны оңтайландырыңыз

• Алюминий гипофосфитін негізгі фосфор көзі ретінде сақтаңыз, бірақ дисперсияны жақсарту және «фитил әсерін» азайту үшін оның мөлшерін айтарлықтай азайтыңыз.
• Мырыш боратын негізгі синергист ретінде сақтаңыз (көміртекті және түтінді басуды ынталандырады).
• Азот синергисі ретінде MCA-ны сақтаңыз, бірақ миграцияны болдырмау үшін оның мөлшерін азайтыңыз.
• Таныстыруаса жұқа алюминий гидроксиді (ATH)көп функциялы компонент ретінде:
• Жалынға төзімділік:Жанғыш газдардың эндотермиялық ыдырауы (дегидратациясы), салқындауы және сұйылуы.
• Түтін басу:Түтіннің пайда болуын айтарлықтай азайтады.
• Толтырғыш:Басқа отқа төзімді заттармен салыстырғанда шығындарды азайтады.
• Жақсартылған дисперсия және ағын (ультра жұқа сұрыпты):Кәдімгі ATH-ға қарағанда оңай таралады, тұтқырлықтың артуын азайтады.

3. Дисперсиялық мәселелерге арналған тиімді шешімдер

• Пластификатордың мөлшерін айтарлықтай арттырыңыз:ПВХ толық пластиктенуін қамтамасыз етіңіз және жүйенің тұтқырлығын азайтыңыз.
• Жоғары тиімді супердисперсанттарды қолданыңыз:Жоғары жүктемелі, оңай агломерацияланатын бейорганикалық ұнтақтарға (алюминий гипофосфиті, ATH) арнайы жасалған.
• Өңдеуді оңтайландыру (алдын ала араластыру өте маңызды):Жалынға төзімді заттардың мұқият сулануын және шашырауын қамтамасыз етіңіз.

4. Негізгі өңдеудің тұрақтылығын қамтамасыз етіңіз

• Жылу тұрақтандырғыштары мен тиісті майлағыштарды жеткілікті мөлшерде қосыңыз.

III. Қайта қаралған жалынға төзімді ПВХ формуласы

IV. Формулаға қатысты ескертпелер және негізгі ойлар

1. TOTP - негізгі негіз

• 65–75 бөлікқамтамасыз етеді:
• Толық пластификация: ПВХ жұмсақ, үздіксіз қабықша түзілуі үшін жеткілікті пластификаторды қажет етеді.
• Тұтқырлықты төмендету: жоғары жүктемелі бейорганикалық жалынға төзімді заттардың дисперсиясын жақсарту үшін өте маңызды.
• Ішкі жалынға төзімділік: TOTP өзі өте тиімді жалынға төзімді пластификатор болып табылады.

2. Жалынға төзімді синергия

• PNB-Al синергиясы:Алюминий гипофосфиті (P) + MCA (N) негізгі PN синергиясын қамтамасыз етеді. Мырыш бораты (B, Zn) көмірленуді және түтін басуды күшейтеді. Ультра жұқа ATH (Al) эндотермиялық салқындатуды және түтін басуды қамтамасыз етеді. TOTP сонымен қатар фосфорға үлес қосады. Бұл көп элементті синергетикалық жүйені жасайды.
• АТФ рөлі:25–35 бөлік ультра жұқа ATH жалынға төзімділік пен түтінді басуға үлкен үлес қосады. Оның эндотермиялық ыдырауы жылуды сіңіреді, ал бөлінетін су буы оттегі мен тұтанғыш газдарды сұйылтады.Ультра жұқа және беттік өңделген ATH өте маңыздытұтқырлық әсерін азайту және ПВХ үйлесімділігін жақсарту үшін.
• Тотықсыздандырылған алюминий гипофосфиті:Фосфор үлесін сақтай отырып, жүйеге түсетін жүктемені жеңілдету үшін 30-дан 15-20 бөлікке дейін төмендетілді.
• MCA төмендетілді:Көші-қонның алдын алу үшін 10-нан 4-6 бөлікке дейін төмендетілді.

3. Дисперсиялық ерітінді – табысқа жету үшін маңызды

• Супердисперсант (3–4 бөлік):Жоғары жүктемелі (барлығы 50–70 бөлік бейорганикалық толтырғыштар!), дисперсиясы қиын жүйелерді (алюминий гипофосфиті + ультраұсақ АТФ + мырыш бораты) өңдеу үшін өте маңызды.Кәдімгі диспергенттер (мысалы, кальций стеараты, полиэтилен балауызы) жеткіліксіз!Жоғары тиімді супердисперсанттарға инвестиция салыңыз және жеткілікті мөлшерде пайдаланыңыз.
• Пластификатордың құрамы (65–75 бөлік):Жоғарыда айтылғандай, жалпы тұтқырлықты азайтады, дисперсия үшін жақсы орта жасайды.
• Майлағыштар (1-2 бөлік):Ішкі/сыртқы майлағыштардың үйлесімі араластыру және жабу кезінде жақсы ағынды қамтамасыз етеді, жабысып қалудың алдын алады.

4. Өңдеу – Қатаң алдын ала араластыру хаттамасы

• 1-қадам (Құрғақ қоспалы бейорганикалық ұнтақтар):
• Алюминий гипофосфитін, ультраұсақ АТФ-ны, мырыш боратын, MCA-ны және барлық аса диспергаторды жоғары жылдамдықты араластырғышқа қосыңыз.
• 80–90°C температурада 8–10 минут араластырыңыз. Мақсат: Супердисперсанттың әрбір бөлшекті толығымен жауып, агломераттарды бұзатынына көз жеткізіңіз.Уақыт пен температура өте маңызды!
• 2-қадам (Құйынды қалыптастыру):
• 1-қадамнан бастап қоспаға TOTP-ның көп бөлігін (мысалы, 70–80%), барлық жылу тұрақтандырғыштарын және ішкі майлағыштарды қосыңыз.
• Біркелкі, ағынды, жалынға төзімді қоспа пайда болғанша 90–100°C температурада 5–7 минут араластырыңыз. Ұнтақтардың пластификаторлармен толығымен суланғанына көз жеткізіңіз.
• 3-қадам (ПВХ және қалған компоненттерді қосыңыз):
• ПВХ шайырын, қалған TOTP, сыртқы майлағыштарды (және осы кезеңде қосылған болса, антиоксиданттарды/УК тұрақтандырғыштарын) қосыңыз.
• «Құрғақ нүктеге» жеткенше (еркін ағатын, кесектерсіз) 100–110°C температурада 7–10 минут араластырыңыз.ПВХ ыдырауын болдырмау үшін шамадан тыс араластырудан аулақ болыңыз.
• Салқындату:Қоспаның бітеліп қалуын болдырмау үшін оны төгіп тастаңыз және <50°C дейін суытыңыз.

5. Кейінгі өңдеу

• Салқындатылған құрғақ қоспаны каландрлеу немесе жабу үшін пайдаланыңыз.
• Тұрақтандырғыштың істен шығуына немесе жалынға төзімді заттардың (мысалы, ATH) мерзімінен бұрын ыдырауына жол бермеу үшін өңдеу температурасын қатаң бақылаңыз (ұсынылатын балқыту температурасы ≤170–175°C).

V. Күтілетін нәтижелер және сақтық шаралары

• Жалынға төзімділік:Бастапқы формуламен (TOTM + жоғары алюминий гипофосфиті/MCA) салыстырғанда, бұл қайта қаралған формула (TOTP + оңтайландырылған P/N/B/Al қатынасы) жалынға төзімділікті, әсіресе тік жану өнімділігі мен түтінді басу кезінде айтарлықтай жақсартуы керек. Шатырларға арналған CPAI-84 сияқты мақсатты стандарттар. Негізгі сынақтар: ASTM D6413 (тік жану).
• Дисперсия:Супер дисперсті + жоғары пластификатор + оңтайландырылған алдын ала араластыру дисперсияны айтарлықтай жақсартады, агломерацияны азайтады және жабынның біркелкілігін жақсартады.
• Өңдеу мүмкіндігі:Жеткілікті TOTP және майлағыштар тегіс өңдеуді қамтамасыз етуі керек, бірақ нақты өндіріс кезінде тұтқырлық пен жабысуды бақылауы керек.
• Құны:TOTP және супердисперсанттар қымбат, бірақ алюминий гипофосфиті мен MCA-ның төмендеуі кейбір шығындарды өтейді. ATH салыстырмалы түрде арзан.

Маңызды еске салғыштар:

• Алдымен шағын көлемді сынақтар!Зертханада сынақтан өткізіп, нақты материалдарға (әсіресе ATH және аса дисперсті өнімділікке) және жабдыққа негіздеп реттеңіз.
• Материалды таңдау:
• ATH:Өте жұқа (D50 ≤2µm), беті өңделген (мысалы, силан) маркаларын пайдалану керек. ПВХ-мен үйлесімді ұсыныстар алу үшін жеткізушілермен кеңесіңіз.
• Супердисперсанттар:Жоғары тиімділік түрлерін пайдалану керек. Қолданылуы туралы жеткізушілерге хабарлаңыз (ПВХ, жоғары жүктемелі бейорганикалық толтырғыштар, галогенсіз жалынға төзімділік).
• ТОП:Жоғары сапаны қамтамасыз етіңіз.
• Тестілеу:Мақсатты стандарттарға сәйкес қатаң жалынға төзімділік сынақтарын жүргізіңіз. Сондай-ақ, ескіру/су өткізбеушілікті бағалаңыз (сыртқы шатырлар үшін өте маңызды!). УК тұрақтандырғыштары мен антиоксиданттар өте маңызды.

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