Konvertimi i formulës për lëkurë PVC pa halogjen rezistente ndaj flakës

Konvertimi i formulës për lëkurë PVC pa halogjen rezistente ndaj flakës

Hyrje

Klienti prodhon lëkurë PVC rezistente ndaj flakës dhe trioksid antimoni (Sb₂O₃) të përdorur më parë. Tani synohet të eliminohet Sb₂O₃ dhe të kalohet në retardantë flake pa halogjen. Formulimi aktual përfshin PVC, DOP, EPOXY, BZ-500, ST, HICOAT-410 dhe antimon. Kalimi nga një formulë lëkure PVC me bazë antimoni në një sistem retardant flake pa halogjen përfaqëson një përmirësim të rëndësishëm teknologjik. Ky ndryshim jo vetëm që përputhet me rregulloret mjedisore gjithnjë e më të rrepta (p.sh., RoHS, REACH), por gjithashtu rrit imazhin "e gjelbër" të produktit dhe konkurrueshmërinë në treg.

Sfidat kryesore

1. Humbja e efektit sinergjik:
   • Sb₂O₃ nuk është një rezistent ndaj flakës i fortë më vete, por shfaq efekte të shkëlqyera sinergjike ndaj flakës me klorin në PVC, duke përmirësuar ndjeshëm efikasitetin. Heqja e antimonit kërkon gjetjen e një sistemi alternativ pa halogjen që e përsërit këtë sinergji.
2. Efikasiteti i rezistencës ndaj flakës:
   • Retardantët e flakës pa halogjene shpesh kërkojnë ngarkesa më të larta për të arritur vlerësime ekuivalente të rezistencës ndaj flakës (p.sh., UL94 V-0), të cilat mund të ndikojnë në vetitë mekanike (butësinë, rezistencën në tërheqje, zgjatimin), performancën e përpunimit dhe koston.
3. Karakteristikat e lëkurës PVC:
   • Lëkura PVC kërkon butësi të shkëlqyer, ndjesi të shkëlqyer në dorë, përfundim sipërfaqësor (stampim, shkëlqim), rezistencë ndaj motit, rezistencë ndaj migrimit dhe fleksibilitet ndaj temperaturave të ulëta. Formulimi i ri duhet t'i ruajë ose t'i përputhet ngushtë këtyre vetive.
4. Performanca e përpunimit:
   • Ngarkesat e larta të mbushësve pa halogjen (p.sh., ATH) mund të ndikojnë në rrjedhën e shkrirjes dhe stabilitetin e përpunimit.
5. Konsideratat e kostos:
   • Disa retardantë flakësh pa halogjene me efikasitet të lartë janë të shtrenjtë, duke bërë të nevojshme një ekuilibër midis performancës dhe kostos.

Strategjia e Përzgjedhjes për Sistemet Retardante të Flakës pa Halogjen (për Lëkurë Artificiale PVC)

1. Retardantët kryesorë të flakës – Hidroksidet e metaleve

• Trihidroksid alumini (ATH):
  • Më e zakonshme, me kosto efektive.
  • Mekanizmi: Zbërthimi endotermik (~200°C), duke çliruar avuj uji për të holluar gazrat e ndezshëm dhe oksigjenin, ndërkohë që formon një shtresë sipërfaqësore mbrojtëse.
  • Disavantazhet: Efikasitet i ulët, kërkohet ngarkesë e lartë (40–70 phr), zvogëlon ndjeshëm butësinë, zgjatjen dhe përpunueshmërinë; temperatura e dekompozimit është e ulët.
• Hidroksid magnezi (MDH):
  • Temperaturë më e lartë dekompozimi (~340°C), më e përshtatshme për përpunimin e PVC-së (160–200°C).
  • Disavantazhet: Nevojiten ngarkesa të ngjashme të larta (40–70 phr); kosto pak më e lartë se ATH; mund të ketë thithje më të lartë të lagështirës.

Strategjia:

• Preferoni MDH ose një përzierje ATH/MDH (p.sh., 70/30) për të balancuar koston, përshtatshmërinë ndaj temperaturës së përpunimit dhe rezistencën ndaj flakës.
• ATH/MDH e trajtuar në sipërfaqe (p.sh., e shoqëruar me silan) përmirëson përputhshmërinë me PVC-në, zbut degradimin e vetive dhe rrit rezistencën ndaj flakës.

2. Sinergjistë që i retardojnë flakët

Për të zvogëluar ngarkesat primare të retardantëve të flakës dhe për të përmirësuar efikasitetin, sinergjistët janë thelbësorë:

• Retardantë flake me fosfor-azot: Ideale për sistemet PVC pa halogjene.
  • Polifosfati i amonit (APP): Nxit karbonizimin, duke formuar një shtresë izoluese intumescente.
    • Shënim: Përdorni lëndë djegëse rezistente ndaj temperaturave të larta (p.sh., Faza II, >280°C) për të shmangur dekompozimin gjatë përpunimit. Disa APP mund të ndikojnë në transparencën dhe rezistencën ndaj ujit.
  • Dietilfosfinat alumini (ADP): Shumë efikas, ngarkesë e ulët (5–20 phr), ndikim minimal në veti, stabilitet i mirë termik.
    • Disavantazhi: Kosto më e lartë.
  • Esteret e fosfatit (p.sh., RDP, BDP, TCPP): Funksionojnë si plastifikues të retardantëve të flakës.
    • Pro: Rol i dyfishtë (plastifikues + retardant flake).
    • Kundër: Molekulat e vogla (p.sh., TCPP) mund të migrojnë/zhduken; RDP/BDP kanë efikasitet më të ulët plastifikues sesa DOP dhe mund të zvogëlojnë fleksibilitetin në temperatura të ulëta.
• Borati i zinkut (ZB):
  • Me kosto të ulët, shumëfunksional (rezistent ndaj flakës, shuajtës tymi, nxitës i qymyrit, kundër pikimit). Sinergjizon mirë me sistemet ATH/MDH dhe fosfor-azot. Ngarkesa tipike: 3–10 phr.
• Stanat zinku/Stanat hidroksi:
  • Sinergjistë të shkëlqyer kundër tymit dhe rezistentë ndaj flakës, veçanërisht për polimeret që përmbajnë klor (p.sh., PVC). Mund të zëvendësojnë pjesërisht rolin sinergjik të antimonit. Ngarkesa tipike: 2–8 phr.
• Komponimet e molibdenit (p.sh., MoO₃, molibdati i amonit):
  • Mbushës të fortë tymi me sinergji rezistente ndaj flakës. Ngarkesë tipike: 2–5 phr.
• Nanombushës (p.sh., Nanoclay):
  • Ngarkesat e ulëta (3–8 phr) përmirësojnë rezistencën ndaj flakës (formimin e qymyrit, uljen e shkallës së çlirimit të nxehtësisë) dhe vetitë mekanike. Shpërndarja është kritike.

3. Shtypës të tymit

PVC prodhon tym të rëndë gjatë djegies. Formulimet pa halogjene shpesh kërkojnë shtypjen e tymit. Borati i zinkut, stanati i zinkut dhe përbërjet e molibdenit janë zgjedhje të shkëlqyera.

Formulë e propozuar pa halogjen për rezistencë ndaj flakës (bazuar në formulën origjinale të klientit)

Objektivi: Arritja e UL94 V-0 (1.6 mm ose më e trashë) duke ruajtur butësinë, përpunueshmërinë dhe vetitë kryesore.

Supozime:

• Formulimi origjinal:
  • DOP: 50–70 phr (plastifikues).
  • ST: Me shumë mundësi acid stearik (lubrifikant).
  • HICOAT-410: Stabilizues Ca/Zn.
  • BZ-500: Me shumë mundësi një lubrifikant/ndihmës përpunimi (për të konfirmuar).
  • EPOKSID: Vaj soje i epoksiduar (bashkë-stabilizues/plastifikues).
  • Antimon: Sb₂O₃ (për t’u hequr).

1. Korniza e rekomanduar e formulimit (për 100 phr rrëshirë PVC)

2. Formulimi i Shembullit (Kërkon Optimizim)

Hapat kritikë të zbatimit

1. Konfirmo detajet e lëndës së parë:
   • Sqaroni identitetet kimike tëBZ-500dheST(konsultohuni me fletët e të dhënave të furnizuesit).
   • Verifikoni ngarkesat e sakta tëDrejtori i Operacioneve,EPOKSID, dheHICOAT-410.
   • Përcaktoni kërkesat e klientit: Synimi për rezistencën ndaj flakës (p.sh., trashësia UL94), butësia (fortësia), aplikimi (automobila, mobilje, çanta?), nevojat speciale (rezistenca ndaj të ftohtit, qëndrueshmëria ndaj rrezeve UV, rezistenca ndaj gërryerjes?), kufijtë e kostos.
2. Zgjidhni klasa specifike të retardantëve të flakës:
   • Kërkoni nga furnizuesit mostra të materialeve rezistente ndaj flakës pa halogjene, të përshtatura për lëkurën PVC.
   • Jepini përparësi ATH/MDH të trajtuara në sipërfaqe për shpërndarje më të mirë.
   • Për APP, përdorni nota rezistente ndaj temperaturave të larta.
   • Për esteret e fosfatit, preferoni RDP/BDP mbi TCPP për migrim më të ulët.
3. Testimi dhe Optimizimi në Shkallë Laboratori:
   • Përgatitni sasi të vogla me ngarkesa të ndryshme (p.sh., rregulloni raportet MDH/APP/ZB/ZS).
   • Përzierja: Përdorni mikserë me shpejtësi të lartë (p.sh., Henschel) për shpërndarje uniforme. Shtoni së pari lëngjet (plastifikuesit, stabilizuesit) dhe më pas pluhurat.
   • Provat e Përpunimit: Testimi në pajisjet e prodhimit (p.sh., mikser Banbury + kalandrim). Monitorimi i kohës së plastifikimit, viskozitetit të shkrirjes, momentit rrotullues, cilësisë së sipërfaqes.
   • Testimi i performancës:
     • Rezistencë ndaj flakës: UL94, LOI.
     • Vetitë mekanike: Fortësia (Shore A), rezistenca në tërheqje, zgjatimi.
     • Butësi/ndjeshmëri ndaj dorës: Teste subjektive + të fortësisë.
     • Fleksibiliteti në temperaturë të ulët: Testi i përkuljes në të ftohtë.
     • Stabiliteti termik: Testi i të kuqes së Kongos.
     • Pamja: Ngjyrë, shkëlqim, stampim.
     • (Opsionale) Dendësia e tymit: Dhoma e tymit NBS.
4. Zgjidhja e problemeve dhe balancimi:

5. Pilotimi dhe Prodhimi: Pas optimizimit në laborator, kryeni prova pilot për të verifikuar stabilitetin, konsistencën dhe koston. Zgjerojeni vetëm pas validimit.

Përfundim

Kalimi nga lëkura PVC me bazë antimoni në lëkurën pa halogjene rezistente ndaj flakës është i realizueshëm, por kërkon zhvillim sistematik. Qasja kryesore kombinon hidroksidet e metaleve (mundësisht MDH të trajtuara sipërfaqësisht), sinergjistët fosfor-azot (APP ose ADP) dhe frenuesit shumëfunksionalë të tymit (borat zinku, stanat zinku). Njëkohësisht, optimizimi i plastifikuesve, stabilizuesve, lubrifikantëve dhe ndihmësve të përpunimit është kritik.

Çelësat e Suksesit:

1. Përcaktoni objektiva dhe kufizime të qarta (rezistenca ndaj flakës, vetitë, kostoja).
2. Zgjidhni retardantë të flakës pa halogjen të provuar (mbushës të trajtuar sipërfaqësisht, APP me temperaturë të lartë).
3. Kryeni testime rigoroze laboratorike (rezistenca ndaj flakës, vetitë, përpunimi).
4. Siguroni përzierje uniforme dhe përputhshmëri të procesit.

   More info., you can contact lucy@taifeng-fr.com