Жаңалықтар

Галогенсіз жалынға төзімді ПВХ былғарысының формуласын түрлендіру

Кіріспе

Тапсырыс беруші жалынға төзімді ПВХ былғарысын және бұрын қолданылған сурьма триоксидін (Sb₂O₃) шығарады. Олар қазір Sb₂O₃-ты алып тастауды және галогенсіз жалынға төзімді заттарға көшуді мақсат етеді. Қазіргі құрамға ПВХ, DOP, EPOXY, BZ-500, ST, HICOAT-410 және сурьма кіреді. Сурьма негізіндегі ПВХ былғары құрамынан галогенсіз жалынға төзімді жүйеге көшу айтарлықтай технологиялық жаңартуды білдіреді. Бұл өзгеріс тек қатаң экологиялық ережелерге (мысалы, RoHS, REACH) сәйкес келеді, сонымен қатар өнімнің «жасыл» имиджін және нарықтағы бәсекеге қабілеттілігін арттырады.

Негізгі қиындықтар

Синергетикалық әсердің жоғалуы:
- Sb₂O₃ өздігінен күшті жалынға төзімді емес, бірақ ПВХ-дағы хлормен бірге тамаша синергетикалық жалынға төзімді әсер көрсетеді, бұл тиімділікті айтарлықтай жақсартады. Сурьманы алып тастау үшін осы синергияны қайталайтын балама галогенсіз жүйені табу қажет.
Жалынға төзімділік тиімділігі:
- Галогенсіз жалынға төзімді заттар көбінесе жалынға төзімділіктің баламалы көрсеткіштеріне (мысалы, UL94 V-0) жету үшін жоғары жүктемелерді қажет етеді, бұл механикалық қасиеттерге (жұмсақтық, созылу беріктігі, созылу), өңдеу өнімділігіне және құнына әсер етуі мүмкін.
ПВХ былғары сипаттамалары:
- ПВХ былғары тамаша жұмсақтықты, қолмен сезілетін сезімді, беткі өңдеуді (бедерлеу, жылтыр), ауа райына төзімділікті, миграцияға төзімділікті және төмен температура икемділігін талап етеді. Жаңа құрам осы қасиеттерді сақтауы немесе оларға сәйкес келуі керек.
Өңдеу өнімділігі:
- Галогенсіз толтырғыштардың (мысалы, ATH) жоғары жүктемесі балқыма ағынына және өңдеу тұрақтылығына әсер етуі мүмкін.
Шығындарды ескеру:
- Кейбір жоғары тиімді галогенсіз жалынға төзімді заттар қымбат, бұл өнімділік пен баға арасындағы тепе-теңдікті қажет етеді.

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

1. Бастапқы жалынға төзімді заттар – металл гидроксидтері

Алюминий тригидроксиді (ATH):
- Ең көп таралған, үнемді.
- Механизм: Эндотермиялық ыдырау (~200°C), қорғаныш беткі қабатын түзе отырып, тұтанғыш газдар мен оттегін сұйылту үшін су буын бөліп шығару.
- Кемшіліктері: Төмен тиімділік, жоғары жүктеме қажет (40–70 phr), жұмсақтықты, созылуды және өңдеу мүмкіндігін айтарлықтай төмендетеді; ыдырау температурасы төмен.
Магний гидроксиді (MDH):
- Жоғары ыдырау температурасы (~340°C), ПВХ өңдеуге жақсырақ сәйкес келеді (160–200°C).
- Кемшіліктері: Ұқсас жоғары жүктемелер (40–70 phr) қажет; ATH-ға қарағанда сәл жоғары құны; ылғалды сіңіруі жоғары болуы мүмкін.

Стратегия:

Шығындарды, өңдеу температурасына бейімделуді және жалынға төзімділікті теңестіру үшін MDH немесе ATH/MDH қоспасын (мысалы, 70/30) таңдаңыз.
Беттік өңделген (мысалы, силанмен байланысқан) ATH/MDH ПВХ-мен үйлесімділікті жақсартады, қасиеттің тозуын азайтады және жалынға төзімділікті арттырады.

2. Жалынға төзімді синергисттер

Бастапқы жалынға төзімді жүктемелерді азайту және тиімділікті арттыру үшін синергисттер қажет:

Фосфор-азот жалынға төзімді заттар: Галогенсіз ПВХ жүйелері үшін өте қолайлы.
- Аммоний полифосфаты (APP): Күйдіруді күшейтеді, ісінетін оқшаулағыш қабат түзеді.
  - Ескертпе: Өңдеу кезінде ыдырауды болдырмау үшін жоғары температураға төзімді сорттарды (мысалы, II фаза, >280°C) пайдаланыңыз. Кейбір APP-лер мөлдірлікке және су өткізбеушілікке әсер етуі мүмкін.
- Алюминий диэтилфосфинаты (ADP): Жоғары тиімді, төмен жүктеме (5–20 phr), қасиеттерге минималды әсер етеді, жақсы термиялық тұрақтылық.
  - Кемшілігі: жоғары құны.
- Фосфат эфирлері (мысалы, RDP, BDP, TCPP): Пластификаторлық жалынға төзімді заттар ретінде қызмет етеді.
  - Артықшылықтары: Қос рөлді (пластификатор + жалынға төзімді).
  - Кемшіліктері: Кішкентай молекулалар (мысалы, TCPP) миграциялануы/ұшып кетуі мүмкін; RDP/BDP DOP-қа қарағанда төмен пластиктеу тиімділігіне ие және төмен температуралық икемділікті төмендетуі мүмкін.
Мырыш бораты (ZB):
- Арзан, көп функциялы (отқа төзімді, түтін басатын, көмір промоторы, тамшыламайтын). ATH/MDH және фосфор-азот жүйелерімен жақсы синергияланады. Әдеттегі жүктеме: 3–10 phr.
Мырыш станнаты/гидрокси станнаты:
- Әсіресе хлор құрамдас полимерлер (мысалы, ПВХ) үшін түтін басатын және жалынға төзімді синергисттер. Сурьманың синергетикалық рөлін ішінара алмастыра алады. Әдеттегі жүктеме: 2–8 phr.
Молибден қосылыстары (мысалы, MoO₃, аммоний молибдаты):
- Жалынға төзімді синергиясы бар күшті түтін басу құралдары. Әдеттегі жүктеме: 2–5 phr.
Нанотолтырғыштар (мысалы, Наноклей):
- Төмен жүктемелер (3–8 phr) жалынға төзімділікті (көмірдің түзілуі, жылу бөліну жылдамдығының төмендеуі) және механикалық қасиеттерді жақсартады. Дисперсия өте маңызды.

3. Темекіге қарсы құралдар

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

Ұсынылған галогенсіз жалынға төзімді формула (клиенттің бастапқы формуласына негізделген)

Мақсат: Жұмсақтығын, өңдеуге жарамдылығын және негізгі қасиеттерін сақтай отырып, UL94 V-0 (1,6 мм немесе одан қалыңырақ) деңгейіне жету.

Болжамдар:

Бастапқы формула:
- DOP: 50–70 phr (пластификатор).
- ST: Стеарин қышқылы (майлағыш) болуы мүмкін.
- HICOAT-410: Ca/Zn тұрақтандырғышы.
- BZ-500: Майлағыш/өңдеуге көмекші құрал болуы мүмкін (растау үшін).
- ЭПОКСИ: Эпоксидтелген соя майы (бірлескен тұрақтандырғыш/пластификатор).
- Сурьма: Sb₂O₃ (алып тастау керек).

1. Ұсынылған формула құрылымы (100 фран ПВХ шайырына)

Компонент	Функция	Жүктелуде (phr)	Ескертпелер
ПВХ шайыры	Негізгі полимер	100	Теңгерімді өңдеу/қасиеттер үшін орташа/жоғары молекулалық салмақ.
Бастапқы пластификатор	Жұмсақтық	40–60	А нұсқасы (Баға/Өнімділік балансы): Ішінара фосфат эфирі (мысалы, RDP/BDP, 10–20 phr) + DOTP/DINP (30–50 phr). B нұсқасы (Төмен температура басымдығы): DOTP/DINP (50–70 phr) + тиімді PN жалынға төзімді (мысалы, ADP, 10–15 phr). Мақсат: Бастапқы жұмсақтыққа сәйкес келу.
Бастапқы жалынға төзімді зат	Жалынға төзімділік, түтін басу	30–50	Беттік өңделген MDH немесе MDH/ATH қоспасы (мысалы, 70/30). Жоғары тазалық, ұсақ бөлшектердің өлшемі, беттік өңделген. Нысананың жалынға төзімділігіне арналған жүктемені реттеңіз.
PN синергисті	Жоғары тиімді жалынға төзімділік, көмірдің пайда болуын ынталандыру	10–20	1-таңдау: Жоғары температуралы APP (II кезең). 2-таңдау: ADP (жоғары тиімділік, төмен жүктеме, жоғары құны). 3-таңдау: Фосфат эфирінің пластификаторлары (RDP/BDP) – егер пластификатор ретінде бұрыннан қолданылса, реттеңіз.
Синергист/Түтінге қарсы дәрі	Жалынға төзімділікті арттыру, түтінді азайту	5–15	Ұсынылатын комбинация: мырыш бораты (5–10 phr) + мырыш станаты (3–8 phr). Қосымша: MoO₃ (2–5 phr).
Ca/Zn тұрақтандырғышы (HICOAT-410)	Термиялық тұрақтылық	2.0–4.0	Маңызды! Sb₂O₃ құрамдарымен салыстырғанда сәл жоғары жүктеме қажет болуы мүмкін.
Эпоксидтелген соя майы (ЭПОКС)	Бірлескен тұрақтандырғыш, пластификатор	3.0–8.0	Тұрақтылық пен төмен температурада жұмыс істеу үшін сақтаңыз.
Майлағыштар	Өңдеуге көмек, қалыптан босату	1.0–2.5	ST (стеарин қышқылы): 0,5–1,5 phr. BZ-500: 0,5–1,0 phr (функциясына байланысты реттеңіз). Толтырғыштардың жоғары жүктемесі үшін оңтайландырыңыз.
Өңдеу құралы (мысалы, ACR)	Балқу күші, ағын	0,5–2,0	Жоғары толтырғыш құрамдар үшін маңызды. Беткі өңдеуді және өнімділікті жақсартады.
Басқа қоспалар	Қажет болған жағдайда	–	Бояғыштар, ультракүлгін сәулелену тұрақтандырғыштары, биоцидтер және т.б.

2. Мысал формуласы (Оңтайландыруды қажет етеді)

Компонент	Түрі	Жүктелуде (phr)
ПВХ шайыры	K-мәні ~65–70	100.0
Бастапқы пластификатор	DOTP/DINP	45.0
Фосфат эфирінің пластификаторы	RDP	15.0
Беттік өңделген MDH	–	40.0
Жоғары температуралы қосымша	II кезең	12.0
Мырыш бораты	ZB	8.0
Мырыш станнаты	ZS	5.0
Ca/Zn тұрақтандырғышы	HICOAT-410	3.5
Эпоксидтелген соя майы	ЭПОКСИ	5.0
Стеарин қышқылы	ST	1.0
BZ-500	Майлағыш	1.0
ACR өңдеуге көмек	–	1.5
Бояғыштар және т.б.	–	Қажет болған жағдайда

Маңызды енгізу қадамдары

Шикізат мәліметтерін растаңыз:
- Химиялық заттардың сәйкестігін анықтаңызBZ-500жәнеST(жеткізушінің деректер парақтарын қараңыз).
- Жүктемелердің дәлдігін тексеріңізDOP,ЭПОКСИжәнеHICOAT-410.
- Клиенттің талаптарын анықтаңыз: жалынға төзімділік (мысалы, UL94 қалыңдығы), жұмсақтық (қаттылық), қолданылу (автокөлік, жиһаз, сөмкелер?), арнайы қажеттіліктер (суыққа төзімділік, ультракүлгін сәулелерге төзімділік, тозуға төзімділік?), шығындар шектеулері.
Жалынға төзімді заттардың нақты кластарын таңдаңыз:
- Жеткізушілерден ПВХ былғарысына арналған галогенсіз жалынға төзімді үлгілерді сұраңыз.
- Жақсырақ дисперсия алу үшін беттік өңделген ATH/MDH-ға басымдық беріңіз.
- APP үшін жоғары температураға төзімді сорттарды пайдаланыңыз.
- Фосфат эфирлері үшін миграцияны азайту үшін TCPP орнына RDP/BDP артықшылық береді.
Зертханалық масштабтағы тестілеу және оңтайландыру:
- Әртүрлі жүктемелермен шағын партияларды дайындаңыз (мысалы, MDH/APP/ZB/ZS қатынастарын реттеңіз).
- Араластыру: Біркелкі дисперсия үшін жоғары жылдамдықты араластырғыштарды (мысалы, Хеншель) пайдаланыңыз. Алдымен сұйықтықтарды (пластификаторлар, тұрақтандырғыштар), содан кейін ұнтақтарды қосыңыз.
- Өңдеу сынақтары: Өндірістік жабдықта сынақтан өткізу (мысалы, Banbury араластырғышы + каландрлеу). Пластификация уақытын, балқыманың тұтқырлығын, моментті, бетінің сапасын бақылау.
- Өнімділікті тексеру:
  - Жалынға төзімділік: UL94, LOI.
  - Механикалық қасиеттері: Қаттылық (А жағалауы), созылу беріктігі, созылу.
  - Жұмсақтық/қол сезімі: Субъективті + қаттылық сынақтары.
  - Төмен температурадағы икемділік: Суық иілу сынағы.
  - Термиялық тұрақтылық: Конго қызыл сынағы.
  - Сыртқы түрі: түсі, жылтырлығы, бедерлеуі.
  - (Қосымша) Түтін тығыздығы: NBS түтін камерасы.
Ақаулықтарды жою және теңгерім:

Мәселе	Шешім
Жалынға төзімділіктің жеткіліксіздігі	MDH/ATH немесе APP деңгейін арттырыңыз; ADP қосыңыз; ZB/ZS оңтайландырыңыз; дисперсияны қамтамасыз етіңіз.
Нашар механикалық қасиеттер (мысалы, төмен созылу)	MDH/ATH деңгейін төмендетіңіз; PN синергисін арттырыңыз; беті өңделген толтырғыштарды қолданыңыз; пластификаторларды реттеңіз.
Өңдеу қиындықтары (жоғары тұтқырлық, нашар беті)	Майлағыштарды оңтайландырыңыз; ACR деңгейін арттырыңыз; араластыруды тексеріңіз; температураны/жылдамдықты реттеңіз.
Жоғары құны	Жүктемелерді оңтайландырыңыз; үнемді ATH/MDH қоспаларын пайдаланыңыз; баламаларды бағалаңыз.

Пилоттық және өндірістік: Зертханалық оңтайландырудан кейін тұрақтылықты, бірізділікті және құнын тексеру үшін пилоттық сынақтар жүргізіңіз. Тек валидациядан кейін ғана масштабтау.

Қорытынды

Сурьма негізіндегі галогенсіз жалынға төзімді ПВХ былғарысына көшу мүмкін, бірақ жүйелі түрде әзірлеуді қажет етеді. Негізгі тәсіл металл гидроксидтерін (жақсырақ беткі өңделген MDH), фосфор-азот синергисттерін (APP немесе ADP) және көп функциялы түтін басатын заттарды (мырыш бораты, мырыш станаты) біріктіреді. Сонымен қатар, пластификаторларды, тұрақтандырғыштарды, майлағыштарды және өңдеу құралдарын оңтайландыру өте маңызды.

Табысқа жетудің кілттері:

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

Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 12 тамыз