Жаңалықтар

Галогенсіз жалынға төзімді ПВХ былғарыға арналған формуланы түрлендіру

Кіріспе

Тапсырыс беруші отқа төзімді ПВХ былғары және бұрын қолданылған сурьма триоксиді (Sb₂O₃) шығарады. Енді олар Sb₂O₃-ны жойып, галогенсіз жалынға қарсы құралдарға көшуді мақсат етеді. Қазіргі құрамға PVC, DOP, EPOXY, BZ-500, ST, HICOAT-410 және сурьма кіреді. Сурьма негізіндегі ПВХ былғары композициясынан галогенсіз отқа төзімді жүйеге көшу айтарлықтай технологиялық жаңартуды білдіреді. Бұл ауысым барған сайын қатал экологиялық ережелерге (мысалы, RoHS, REACH) сәйкес ғана емес, сонымен қатар өнімнің «жасыл» имиджін және нарықтағы бәсекеге қабілеттілігін арттырады.

Негізгі қиындықтар

Синергетикалық әсердің жоғалуы:
- Sb₂O₃ өздігінен күшті отқа төзімді емес, бірақ ПВХ құрамындағы хлормен тамаша синергетикалық жалынға төзімді әсерлер көрсетеді, бұл тиімділікті айтарлықтай арттырады. Сурьманы жою осы синергияны қайталайтын балама галогенсіз жүйені табуды талап етеді.
Жалынға төзімділік тиімділігі:
- Галогенсіз жалынға төзімді заттар механикалық қасиеттерге (жұмсақтық, созылу беріктігі, ұзарту), өңдеу өнімділігі мен құнына әсер етуі мүмкін балама отқа төзімділік көрсеткіштеріне (мысалы, UL94 V-0) жету үшін жиі жоғары жүктемелерді қажет етеді.
ПВХ былғары сипаттамалары:
- ПВХ былғары тамаша жұмсақтықты, қол сезімін, бетті әрлеуді (бедерлеу, жылтырлық), ауа-райына төзімділікті, миграцияға төзімділікті және төмен температурада икемділікті талап етеді. Жаңа формула осы қасиеттерді сақтауы немесе оған сәйкес келуі керек.
Өңдеу өнімділігі:
- Галогенсіз толтырғыштардың жоғары жүктемелері (мысалы, ATH) балқыма ағынына және өңдеудің тұрақтылығына әсер етуі мүмкін.
Шығындарды қарастыру:
- Кейбір жоғары тиімді галогенсіз жалынға қарсы заттар қымбат, бұл өнімділік пен құн арасындағы тепе-теңдікті қажет етеді.

Галогенсіз жалынға төзімді жүйелерді таңдау стратегиясы (ПВХ жасанды былғары үшін)

1. Бастапқы отқа төзімді заттар – металл гидроксидтері

Алюминий тригидроксиді (ATH):
- Ең кең таралған, үнемді.
- Механизмі: эндотермиялық ыдырау (~200°C), тұтанғыш газдар мен оттегін сұйылту үшін су буын босатып, қорғаныс бетінің қабатын қалыптастырады.
- Кемшіліктері: Төмен тиімділік, жоғары жүктеме қажет (40–70 phr), жұмсақтықты, ұзартуды және өңдеуді айтарлықтай төмендетеді; ыдырау температурасы төмен.
Магний гидроксиді (MDH):
- Жоғары ыдырау температурасы (~340°C), ПВХ өңдеуге жақсырақ (160–200°C).
- Кемшіліктері: Ұқсас жоғары жүктемелер (40–70 phr) қажет; ATH-ден сәл жоғары құны; ылғалды сіңіру қабілеті жоғары болуы мүмкін.

Стратегия:

Құнды, өңдеу температурасына бейімделуді және жалынға төзімділікті теңестіру үшін MDH немесе ATH/MDH қоспасын (мысалы, 70/30) артықшылық беріңіз.
Беттік өңделген (мысалы, силанмен біріктірілген) ATH/MDH ПВХ-мен үйлесімділікті жақсартады, мүліктің нашарлауын азайтады және жалынға төзімділігін арттырады.

2. Жалынға төзімді синергетиктер

Алғашқы жалынға төзімді жүктемелерді азайту және тиімділікті арттыру үшін синергетиктер маңызды:

Фосфор-азот жалынына қарсы заттар: галогенсіз ПВХ жүйелері үшін өте қолайлы.
- Аммоний полифосфаты (APP): тұтану оқшаулағыш қабатын құра отырып, көмірдің түзілуіне ықпал етеді.
  - Ескертпе: Өңдеу кезінде ыдырауды болдырмау үшін жоғары температураға төзімді сорттарды (мысалы, II фаза, >280°C) пайдаланыңыз. Кейбір қолданбалар мөлдірлікке және суға төзімділікке әсер етуі мүмкін.
- Алюминий диэтилфосфинаты (ADP): Жоғары тиімділік, төмен жүктеме (5–20 phr), қасиеттерге аз әсер ету, жақсы термиялық тұрақтылық.
  - Кемшілігі: жоғары құны.
- Фосфат эфирлері (мысалы, RDP, BDP, TCPP): Пластификаторлық жалынға қарсы заттар ретінде қызмет етеді.
  - Артықшылықтары: Қос рөл (пластификатор + жалынға қарсы).
  - Кемшіліктері: Кішкентай молекулалар (мысалы, TCPP) көшуі/ұшпалануы мүмкін; RDP/BDP DOP-қа қарағанда пластиктену тиімділігі төмен және төмен температура икемділігін төмендетуі мүмкін.
Мырыш бораты (ZB):
- Құны аз, көп функциялы (жалынға қарсы, түтін басатын, көмірді промотор, тамшыға қарсы). ATH/MDH және фосфор-азот жүйелерімен жақсы синергетикаланады. Әдеттегі жүктеме: 3–10 фр.
Мырыш тұрақты/гидрокси станат:
- Өте жақсы түтін басқыштар және отқа төзімді синергистер, әсіресе құрамында хлор бар полимерлер үшін (мысалы, ПВХ). Сурьманың синергетикалық рөлін ішінара ауыстыра алады. Әдеттегі жүктеме: 2–8 phr.
Молибден қосылыстары (мысалы, MoO₃, аммоний молибдаты):
- Жалынға қарсы синергиясы бар күшті түтін басқыштар. Әдеттегі жүктеме: 2–5 фр.
Нано толтырғыштар (мысалы, Nanoclay):
- Төмен жүктемелер (3–8 phr) жалынға төзімділікті (көмірдің пайда болуы, жылу шығару жылдамдығының төмендеуі) және механикалық қасиеттерді жақсартады. Дисперсия маңызды.

3. Түтінге қарсы заттар

ПВХ жану кезінде қатты түтін шығарады. Галогенсіз құрамдар көбінесе түтінді басуды қажет етеді. Мырыш бораты, мырыш станнаты және молибден қосылыстары тамаша таңдау болып табылады.

Ұсынылған галогенсіз жалынға төзімді рецептура (клиенттің бастапқы формуласына негізделген)

Мақсат: жұмсақтықты, өңдеуге қабілеттілікті және негізгі қасиеттерді сақтай отырып, UL94 V-0 (1,6 мм немесе одан қалың) қол жеткізіңіз.

Болжамдар:

Түпнұсқа тұжырымы:
- DOP: 50–70 phr (пластификатор).
- ST: ықтимал стеарин қышқылы (майлаушы).
- HICOAT-410: Ca/Zn тұрақтандырғышы.
- BZ-500: майлау/өңдеу көмекшісі болуы мүмкін (растау үшін).
- ЭПОКСИ: Эпоксидантталған соя майы (бірлескен тұрақтандырғыш/пластификатор).
- Сурьма: Sb₂O₃ (алып тастау керек).

1. Ұсынылатын формула негізі (100 phr ПВХ шайырына)

Құрамдас	Функция	Жүктелуде (phr)	Ескертпелер
ПВХ шайыры	Негізгі полимер	100	Теңгерімді өңдеу/қасиеттер үшін орташа/жоғары молекулалық салмақ.
Бастапқы пластификатор	Жұмсақтық	40–60	А нұсқасы (шығын/өнімділік балансы): ішінара фосфатты эфир (мысалы, RDP/BDP, 10–20 phr) + DOTP/DINP (30–50 phr). В опциясы (Төмен температура басымдығы): DOTP/DINP (50–70 phr) + тиімді PN отқа төзімді (мысалы, ADP, 10–15 phr). Мақсаты: Бастапқы жұмсақтықты сәйкестендіру.
Бастапқы жалынға төзімді	Жалынға төзімділік, түтіннің басылуы	30–50	Беткі өңделген MDH немесе MDH/ATH қоспасы (мысалы, 70/30). Жоғары тазалық, ұсақ бөлшектердің өлшемі, беті өңделген. Мақсатты жалынға төзімділік үшін жүктеуді реттеңіз.
PN Synergist	Жоғары тиімділік жалынға төзімділік, көмірді арттыру	10–20	1-таңдау: Жоғары температура APP (II кезең). 2 таңдау: ADP (жоғары тиімділік, төмен жүктеме, жоғары құны). 3-таңдау: Фосфатты эфир пластификаторлары (RDP/BDP) – пластификатор ретінде пайдаланылған болса, реттеңіз.
Synergist/түтін басатын құрал	Жақсартылған жалынға төзімділік, түтінді азайту	5–15	Ұсынылатын комбо: мырыш бораты (5–10 фр) + мырыш станнаты (3–8 фр). Қосымша: MoO₃ (2–5 phr).
Ca/Zn тұрақтандырғышы (HICOAT-410)	Термиялық тұрақтылық	2,0–4,0	Критикалық! Sb₂O₃ формулаларына қарағанда сәл жоғарырақ жүктеме қажет болуы мүмкін.
Эпоксидантталған соя майы (ЭПОКСИ)	Бірлескен тұрақтандырғыш, пластификатор	3,0–8,0	Тұрақтылық пен төмен температура өнімділігі үшін ұстаңыз.
Майлау материалдары	Өңдеуге көмекші, зең шығару	1,0–2,5	ST (стеарин қышқылы): 0,5-1,5 phr. BZ-500: 0,5–1,0 phr (функцияға қарай реттеңіз). Жоғары толтырғыш жүктемелері үшін оңтайландыру.
Өңдеу көмегі (мысалы, ACR)	Балқыту күші, ағын	0,5–2,0	Толтырғышы жоғары құрамдар үшін қажет. Беттің әрлеуін және өнімділігін жақсартады.
Басқа қоспалар	Қажетінше	–	Бояғыштар, УК тұрақтандырғыштар, биоцидтер және т.б.

2. Формуланың мысалы (оңтайландыруды қажет етеді)

Құрамдас	Түр	Жүктелуде (phr)
ПВХ шайыры	K-мәні ~65–70	100,0
Бастапқы пластификатор	DOTP/DINP	45,0
Фосфат эфирі пластификатор	RDP	15.0
Беттік өңделген MDH	–	40,0
Жоғары температура қолданбасы	II кезең	12.0
Цинк борат	ZB	8.0
Тұрақты мырыш	ZS	5.0
Ca/Zn тұрақтандырғышы	HICOAT-410	3.5
Эпоксидантталған соя майы	ЭПОКСИ	5.0
Стеарин қышқылы	ST	1.0
BZ-500	Майлаушы	1.0
ACR өңдеуге көмекші	–	1.5
Бояғыштар және т.б.	–	Қажетінше

Іске асырудың маңызды қадамдары

Шикізат мәліметтерін растау:
- Химиялық белгілерін анықтаңызBZ-500жәнеST(жеткізушінің деректер парақтарын қараңыз).
- Нақты жүктемелерді тексеріңізDOP,ЭПОКСИ, жәнеHICOAT-410.
- Клиенттің талаптарын анықтаңыз: Мақсатты жалынға төзімділік (мысалы, UL94 қалыңдығы), жұмсақтық (қаттылық), қолдану (автокөлік, жиһаз, сөмкелер?), арнайы қажеттіліктер (суыққа төзімділік, УК тұрақтылығы, тозуға төзімділік?), шығындар шегі.
Арнайы отқа төзімді сорттарын таңдаңыз:
- Жеткізушілерден ПВХ былғарыға арналған галогенсіз отқа төзімді үлгілерді сұраңыз.
- Жақсырақ дисперсия үшін беті өңделген ATH/MDH басымдылығын беріңіз.
- APP үшін жоғары температураға төзімді сорттарды пайдаланыңыз.
- Фосфат эфирлері үшін төменгі миграция үшін TCPP орнына RDP/BDP артықшылық беріңіз.
Зертханалық масштабты тестілеу және оңтайландыру:
- Әртүрлі жүктемелері бар шағын партияларды дайындаңыз (мысалы, MDH/APP/ZB/ZS қатынасын реттеңіз).
- Араластыру: Біркелкі дисперсия үшін жоғары жылдамдықты араластырғыштарды (мысалы, Henschel) пайдаланыңыз. Алдымен сұйықтықтарды (пластификаторлар, тұрақтандырғыштар), содан кейін ұнтақтарды қосыңыз.
- Өңдеу сынақтары: өндірістік жабдықта сынақ (мысалы, Banbury араластырғыш + каландрлеу). Пластификация уақытын, балқыманың тұтқырлығын, айналу моментін, бетінің сапасын бақылаңыз.
- Өнімділік сынағы:
  - Жалынға төзімділік: UL94, LOI.
  - Механикалық қасиеттері: Қаттылық (Шор А), созылу беріктігі, ұзарту.
  - Жұмсақтық/қол сезімі: субъективті + қаттылық сынақтары.
  - Төмен температурадағы икемділік: Суық иілу сынағы.
  - Термиялық тұрақтылық: Конго қызыл сынағы.
  - Сыртқы түрі: Түс, жылтыр, бедер.
  - (Қосымша) Түтіннің тығыздығы: NBS түтін камерасы.
Ақаулықтарды жою және теңдестіру:

Мәселе	Шешім
Жалынға төзімділік жеткіліксіз	MDH/ATH немесе APP арттыру; ADP қосу; ZB/ZS оңтайландыру; дисперсиясын қамтамасыз ету.
Нашар механикалық қасиеттер (мысалы, аз созылу)	MDH/ATH азайту; PN синергистін арттыру; беті өңделген толтырғыштарды қолданыңыз; пластификаторларды реттеңіз.
Өңдеу қиындықтары (жоғары тұтқырлық, нашар бет)	Майлау материалдарын оңтайландыру; ACR арттыру; араластыруды тексеру; температураларды/жылдамдықтарды реттеңіз.
Жоғары құны	Жүктемелерді оңтайландыру; үнемді ATH/MDH қоспаларын қолданыңыз; баламаларды бағалау.

Пилоттық және өндіріс: зертханалық оңтайландырудан кейін тұрақтылықты, тұрақтылықты және бағаны тексеру үшін сынақ сынақтарын өткізіңіз. Тексеруден кейін ғана масштабтаңыз.

Қорытынды

Сурьма негізіндегі галогенсіз жалынға төзімді ПВХ былғарыға көшу мүмкін, бірақ жүйелі дамуды қажет етеді. Негізгі тәсіл металл гидроксидтерін (жақсырақ бетімен өңделген MDH), фосфор-азот синергетиктерін (APP немесе ADP) және көп функциялы түтін басатын заттарды (мырыш бораты, мырыш станнаты) біріктіреді. Сонымен қатар пластификаторларды, тұрақтандырғыштарды, майлау материалдарын және өңдеу құралдарын оңтайландыру өте маңызды.

Сәттілік кілттері:

Нақты мақсаттар мен шектеулерді анықтаңыз (жалынға төзімділік, қасиеттері, құны).
Дәлелденген галогенсіз отқа төзімді заттарды таңдаңыз (беттік өңделген толтырғыштар, жоғары температуралық APP).
Қатаң зертханалық сынақтарды өткізіңіз (жалынға төзімділік, қасиеттер, өңдеу).
Біркелкі араластыруды және процестің үйлесімділігін қамтамасыз етіңіз.
More info., you can contact lucy@taifeng-fr.com

Жіберу уақыты: 12 тамыз 2025 ж