DMF Solvent Kullanılarak TPU Kaplama Sistemi için Halojensiz Alev Geciktirici Formülasyon

DMF Solvent Kullanılarak TPU Kaplama Sistemi için Halojensiz Alev Geciktirici Formülasyon

Çözücü olarak Dimetil Formamid (DMF) kullanan TPU kaplama sistemlerinde, alev geciktirici olarak alüminyum hipofosfit (AHP) ve çinko borat (ZB) kullanımı sistematik bir değerlendirme gerektirir. Aşağıda ayrıntılı bir analiz ve uygulama planı yer almaktadır:

I. Alüminyum Hipofosfitin (AHP) Fizibilite Analizi

1. Alev Geciktirici Mekanizma ve Avantajları

• Mekanizma:
• Yüksek sıcaklıklarda ayrışarak fosforik ve metafosforik asitler oluşturur ve TPU'da kömürleşmeyi (yoğun faz alev geciktiriciliği) teşvik eder.
• Yanma zinciri reaksiyonlarını kesmek için PO· radikallerini serbest bırakır (gaz fazı alev geciktirici).
• Avantajları:
• Halojensiz, düşük dumanlı, düşük toksisiteli, RoHS/REACH uyumlu.
• İyi termal kararlılık (ayrışma sıcaklığı ≈300°C), TPU kurutma işlemlerine uygundur (genellikle <150°C).

2. Uygulama Zorlukları ve Çözümleri

3. Önerilen Formülasyon ve İşlem

• Örnek Formülasyon:
• TPU/DMF tabanı: 100 phr
• Yüzey modifiye AHP: 20 phr
• Çinko borat (ZB): 5 phr (duman bastırma sinerjisi)
• Dağıtıcı (BYK-110): 1,5 phr
• İşlemin Temel Noktaları:
• AHP'yi dispersan ve kısmi DMF ile yüksek kesme altında (≥3000 rpm, 30 dk) önceden karıştırın, ardından TPU bulamacıyla karıştırın.
• Kaplama sonrası kurutma: 120-150°C, DMF'nin tamamen buharlaşmasını sağlamak için süreyi %10 uzatın.

II. Çinko Borat (ZB)'ın Fizibilite Analizi

1. Alev Geciktirici Mekanizma ve Avantajları

• Mekanizma:
• Yüksek sıcaklıklarda oksijen ve ısıyı bloke eden bir B₂O₃ cam tabakası oluşturur (yoğun faz alev geciktirici).
• Bağlı suyu (~%13) serbest bırakır, yanıcı gazları seyreltir ve sistemi soğutur.
• Avantajları:
• AHP veya alüminyum trihidroksit (ATH) ile güçlü sinerjik etki.
• Mükemmel duman bastırma, düşük dumanlı uygulamalar için idealdir.

2. Uygulama Zorlukları ve Çözümleri

3. Önerilen Formülasyon ve İşlem

• Örnek Formülasyon:
• TPU/DMF tabanı: 100 phr
• Nano boyutlu ZB: 8 phr
• AHP: 15 phr
• Islatıcı madde (Tego 750W): 1 phr
• İşlemin Temel Noktaları:
• TPU bulamacıyla karıştırmadan önce ZB'yi boncuk öğütme yoluyla DMF'de önceden dağıtın (partikül boyutu ≤2μm).
• Alev geciktiriciliğini etkileyen kalıntı nemi önlemek için kurutma süresini uzatın (örneğin, 30 dakika).

III. AHP + ZB Sisteminin Sinerjik Değerlendirmesi

1. Sinerjik Alev Geciktirici Etkiler

• Gaz Fazı ve Yoğunlaşmış Faz Sinerjisi:
• AHP, kömürleşme için fosfor sağlarken, ZB kömürleşme tabakasını stabilize eder ve art parıltıyı bastırır.
• Kombine LOI: %28-30, UL94 V-0 (1,6 mm) elde edilebilir.
• Duman Bastırma:
• ZB, duman emisyonunu %50'den fazla azaltır (Koni Kalorimetresi testi).

2. Performans Dengeleme Önerileri

• Mekanik Mülkiyet Tazminatı:
• Esnekliği (uzama >%300) korumak için %2-3 oranında TPU plastikleştirici (örneğin polikaprolakton poliol) ekleyin.
• Çekme dayanımı kaybını en aza indirmek için ultra ince tozlar (AHP/ZB <2μm) kullanın.
• Proses Stabilite Kontrolü:
• Homojen bir kaplama için bulamaç viskozitesini 2000-4000 cP'de (Brookfield RV, mil 4, 20 rpm) koruyun.

IV. Solvent Bazlı Sıvı Alev Geciktiricilerle Karşılaştırma

V. Önerilen Uygulama Adımları

1. Laboratuvar Ölçekli Testler:

• AHP/ZB'yi ayrı ayrı ve kombinasyon halinde değerlendirin (eğim yüklemesi: %10, %15, %20).
• Dağılım kararlılığını (24 saat sonra tortulaşma olmaması), viskozite değişikliklerini ve kaplama homojenliğini değerlendirin.

1. Pilot Ölçekli Doğrulama:

• Kurutma koşullarını (zaman/sıcaklık) optimize edin ve alev geciktiriciliğini (UL94, LOI) ve mekanik özelliklerini test edin.
• Maliyetleri karşılaştırın: AHP+ZB, sıvı FR'lere kıyasla maliyetleri %30'dan fazla düşürüyorsa, ekonomik olarak uygulanabilirdir.

1. Ölçeklendirme Hazırlığı:

• Basitleştirilmiş üretim için önceden dağıtılmış AHP/ZB masterbatch'leri (DMF tabanlı) geliştirmek üzere tedarikçilerle iş birliği yapın.

VI. Sonuç

Kontrollü dispersiyon prosesleri ile AHP ve ZB, aşağıdaki koşullar sağlandığı takdirde TPU/DMF kaplamalar için etkili alev geciktiriciler olarak kullanılabilir:

1. Yüzey modifikasyonu + yüksek kesme dağılımıParçacıkların kümelenmesini önlemek için uygulanır.
2. AHP (birincil) + ZB (sinerjist)Verimlilik ve maliyeti dengeler.
3. İçinyüksek şeffaflık/esneklikGereksinimler göz önüne alındığında, sıvı fosfor-azot FR'leri (örneğin, Levagard 4090N) tercih edilmeye devam etmektedir.

Sichuan Taifeng Yeni Alev Geciktirici Co., Ltd. (ISO & REACH)

Email: lucy@taifeng-fr.com