Umbreyting á formúlu fyrir halógenfrítt, logavarnarefni úr PVC leðri

Umbreyting á formúlu fyrir halógenfrítt, logavarnarefni úr PVC leðri

Inngangur

Viðskiptavinurinn framleiðir eldvarnarefni úr PVC-leðri og antimontríoxíð (Sb₂O₃), sem áður var notað. Þeir stefna nú að því að hætta notkun Sb₂O₃ og skipta yfir í halógenlaus eldvarnarefni. Núverandi samsetning inniheldur PVC, DOP, EPOXY, BZ-500, ST, HICOAT-410 og antimon. Að skipta úr antimon-byggðri PVC-leðurblöndu yfir í halógenlaust eldvarnarefni er veruleg tæknileg uppfærsla. Þessi breyting er ekki aðeins í samræmi við sífellt strangari umhverfisreglur (t.d. RoHS, REACH) heldur eykur einnig „græna“ ímynd vörunnar og samkeppnishæfni hennar á markaði.

Helstu áskoranir

1. Tap á samverkandi áhrifum:
   • Sb₂O₃ er ekki sterkt logavarnarefni í sjálfu sér en hefur framúrskarandi samverkandi logavarnaráhrif með klór í PVC, sem eykur skilvirkni verulega. Til að fjarlægja antimon þarf að finna annað halógenlaust kerfi sem endurtekur þessa samverkun.
2. Skilvirkni logavarnarefnis:
   • Halógenlaus logavarnarefni þurfa oft hærri álag til að ná sambærilegum logavarnarefnum (t.d. UL94 V-0), sem getur haft áhrif á vélræna eiginleika (mýkt, togstyrk, teygju), vinnslugetu og kostnað.
3. Einkenni PVC leðurs:
   • PVC-leður krefst framúrskarandi mýktar, viðkomu, yfirborðsáferðar (upphleypingu, gljáa), veðurþols, flutningsþols og sveigjanleika við lágt hitastig. Nýja samsetningin verður að viðhalda eða samsvara þessum eiginleikum.
4. Vinnsluafköst:
   • Mikið magn af halógenfríu fylliefnum (t.d. ATH) getur haft áhrif á bræðsluflæði og vinnslustöðugleika.
5. Kostnaðarsjónarmið:
   • Sum halógenlaus logavarnarefni með háum afköstum eru dýr, sem kallar á jafnvægi milli afkösts og kostnaðar.

Valstefna fyrir halógenlaus logavarnarefni (fyrir PVC gervileður)

1. Helstu logavarnarefni – málmhýdroxíð

• Álþríhýdroxíð (ATH):
  • Algengast, hagkvæmast.
  • Verkunarháttur: Innverm niðurbrot (~200°C), losun vatnsgufu til að þynna eldfim lofttegundir og súrefni og mynda verndandi yfirborðslag.
  • Ókostir: Lítil afköst, mikil álagsþörf (40–70 ph), dregur verulega úr mýkt, teygju og vinnsluhæfni; niðurbrotshitastigið er lágt.
• Magnesíumhýdroxíð (MDH):
  • Hærra niðurbrotshitastig (~340°C), betur hentugt fyrir PVC vinnslu (160–200°C).
  • Gallar: Svipað há álag (40–70 phr) þarf; aðeins hærri kostnaður en ATH; gæti haft meiri rakaupptöku.

Stefna:

• Kjósið frekar MDH eða ATH/MDH blöndu (t.d. 70/30) til að vega og meta kostnað, aðlögunarhæfni við vinnsluhitastig og logavarnarþol.
• Yfirborðsmeðhöndlað (t.d. silan-tengt) ATH/MDH bætir eindrægni við PVC, dregur úr skemmdum á eiginleikum og eykur logavarnarefni.

2. Samverkandi efni með logavarnarefnum

Til að draga úr álagi á aðal logavarnarefni og bæta skilvirkni eru samverkandi efni nauðsynleg:

• Fosfór-köfnunarefnis eldvarnarefni: Tilvalið fyrir halógenlaus PVC kerfi.
  • Ammóníumpólýfosfat (APP): Stuðlar að kolun og myndar þensluhúðað einangrandi lag.
    • Athugið: Notið hágæða efni sem þola háan hita (t.d. Phase II, >280°C) til að koma í veg fyrir niðurbrot við vinnslu. Sum APP efni geta haft áhrif á gegnsæi og vatnsþol.
  • Áldíetýlfosfínat (ADP): Mjög skilvirkt, lágt álag (5–20 ph), lágmarksáhrif á eiginleika, góður hitastöðugleiki.
    • Ókostur: Hærri kostnaður.
  • Fosfatestrar (t.d. RDP, BDP, TCPP): Virka sem mýkjandi logavarnarefni.
    • Kostir: Tvöfalt hlutverk (mýkiefni + logavarnarefni).
    • Ókostir: Lítil sameindir (t.d. TCPP) geta flust/gufað upp; RDP/BDP hafa minni mýkingarvirkni en DOP og geta dregið úr sveigjanleika við lágt hitastig.
• Sinkbórat (ZB):
  • Ódýrt, fjölnota (eldvarnarefni, reykdeyfandi, kolunarörvandi, lekavarnaefni). Samverkar vel með ATH/MDH og fosfór-nitur kerfum. Dæmigert hleðsla: 3–10 ph.
• Sinkstannat/hýdroxýstannat:
  • Frábærir reykdeyfandi og logavarnarefni sem hafa samverkandi áhrif, sérstaklega fyrir klórinnihaldandi fjölliður (t.d. PVC). Getur að hluta til komið í stað samverkandi hlutverks antimons. Dæmigert magn: 2–8 ph.
• Mólýbdensambönd (t.d. MoO₃, ammóníummólýbdat):
  • Sterk reykdeyfiefni með samverkandi áhrifum logavarnarefna. Dæmigert magn: 2–5 ph.
• Nanófylliefni (t.d. nanóleir):
  • Lítið magn (3–8 ph) bætir logavarnarefni (myndun kols, minni varmalosun) og vélræna eiginleika. Dreifing er mikilvæg.

3. Reykdeyfiefni

PVC framleiðir mikinn reyk við bruna. Halógenlausar efnasambönd krefjast oft reykdeyfingar. Sinkbórat, sinkstannat og mólýbden efnasambönd eru frábærir kostir.

Tillögur að halógenlausu logavarnarefni (byggt á upprunalegri blöndu viðskiptavinarins)

Markmið: Að ná UL94 V-0 (1,6 mm eða þykkara) en viðhalda mýkt, vinnsluhæfni og lykileiginleikum.

Forsendur:

• Upprunaleg formúla:
  • DOP: 50–70 phr (mýkingarefni).
  • ST: Líklega sterínsýra (smurefni).
  • HICOAT-410: Kalsíum/Zn stöðugleiki.
  • BZ-500: Líklega smurefni/vinnsluhjálpefni (til staðfestingar).
  • EPOXY: Epoxíðuð sojabaunaolía (samstöðugleiki/mýkingarefni).
  • Antimon: Sb₂O₃ (á að fjarlægja).

1. Ráðlagður formúla (á hverja 100 phr PVC plastefni)

2. Dæmi um uppsetningu (krefst hagræðingar)

Mikilvæg skref í framkvæmd

1. Staðfestu upplýsingar um hráefni:
   • Skýrðu efnafræðilega auðkenniBZ-500ogST(skoðið gagnablöð birgja).
   • Staðfestu nákvæma hleðslu áDOP,EPOXYogHICOAT-410.
   • Skilgreina kröfur viðskiptavinarins: Markmið varðandi logavarnarefni (t.d. UL94 þykkt), mýkt (hörku), notkun (bílar, húsgögn, töskur?), sérþarfir (kuldaþol, útfjólublá geislunarþol, núningþol?), kostnaðarmörk.
2. Veldu tiltekna flokka logavarnarefna:
   • Óskaðu eftir sýnishornum af halógenlausum, logavarnarefnum sem eru sérsniðin fyrir PVC-leður frá birgjum.
   • Forgangsraða yfirborðsmeðhöndluðu ATH/MDH til að fá betri dreifingu.
   • Fyrir APP skal nota hágæða hitaþolnar gráður.
   • Fyrir fosfatestera skal kjósa RDP/BDP frekar en TCPP vegna minni flutnings.
3. Prófanir og hagræðing á rannsóknarstofustigi:
   • Útbúið litlar skammta með mismunandi hleðslum (t.d. aðlagið hlutföll MDH/APP/ZB/ZS).
   • Blöndun: Notið hraðhrærivélar (t.d. Henschel) til að fá jafna dreifingu. Bætið fyrst við vökvum (mýkingarefnum, stöðugleikaefnum) og síðan dufti.
   • Vinnslutilraunir: Prófun á framleiðslubúnaði (t.d. Banbury hrærivél + kalandrering). Fylgist með plastunartíma, bræðsluseigju, togkrafti og yfirborðsgæðum.
   • Árangursprófanir:
     • Eldvarnarþol: UL94, LOI.
     • Vélrænir eiginleikar: Hörku (Shore A), togstyrkur, teygja.
     • Mýkt/tilfinning í höndum: Huglægar prófanir + hörkupróf.
     • Sveigjanleiki við lágt hitastig: Kaltbeygjupróf.
     • Hitastöðugleiki: Kongó-rautt próf.
     • Útlit: Litur, gljái, upphleyping.
     • (Valfrjálst) Reykþéttleiki: NBS reykhólf.
4. Úrræðaleit og jafnvægisstilling:

5. Tilraunaverkefni og framleiðsla: Eftir bestun í rannsóknarstofu skal framkvæma tilraunaprófanir til að staðfesta stöðugleika, samræmi og kostnað. Aðeins skala upp eftir staðfestingu.

Niðurstaða

Það er mögulegt að skipta úr antimon-bundnu leðri yfir í halógenfrítt, logavarnarefni úr PVC en það krefst kerfisbundinnar þróunar. Kjarnaaðferðin sameinar málmhýdroxíð (helst yfirborðsmeðhöndlað MDH), fosfór-köfnunarefnis samverkandi efni (APP eða ADP) og fjölnota reykdeyfiefni (sinkbórat, sinkstannat). Samtímis er mikilvægt að hámarka mýkingarefni, stöðugleikaefni, smurefni og hjálparefni við vinnslu.

Lyklar að velgengni:

1. Skilgreindu skýr markmið og takmarkanir (eldvarnareiginleika, eiginleika, kostnaður).
2. Veljið viðurkennd halógenfrí logavarnarefni (yfirborðsmeðhöndluð fylliefni, háhitaþolin APP).
3. Framkvæma strangar rannsóknarstofuprófanir (eldvarnareiginleikar, eiginleikar, vinnsla).
4. Tryggið jafna blöndun og samhæfni ferla.

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