Systematische oplossing voor het verminderen van de rookdichtheid van TPU-film

Systematische oplossing voor het verminderen van de rookdichtheid van TPU-film (huidige waarde: 280; doel: <200)
(Huidige formulering: aluminiumhypofosfiet 15 phr, MCA 5 phr, zinkboraat 2 phr)

I. Kernprobleemanalyse

1. Beperkingen van de huidige formulering:

• Aluminiumhypofosfiet: Onderdrukt voornamelijk de verspreiding van vlammen, maar heeft een beperkte rookonderdrukking.
• MCA: Een vlamvertrager in de gasfase die effectief is voor nagloeiing (voldoet al aan de doelstelling), maar onvoldoende is voor het verminderen van verbrandingsrook.
• Zinkboraat: Bevordert de vorming van verkoolde stoffen, maar is ondergedoseerd (slechts 2 phr) en vormt niet genoeg verkoolde stof om rookvorming te onderdrukken.

1. Belangrijkste vereiste:

• Verminder de dichtheid van de verbrandingsrook doordoor houtskool versterkte rookonderdrukkingofgasfaseverdunningsmechanismen.

II. Optimalisatiestrategieën

1. Pas de bestaande formuleringsverhoudingen aan

• Aluminiumhypofosfiet: Verhogen tot18–20 phr(verbetert vlamvertraging in de gecondenseerde fase; bewaakt de flexibiliteit).
• MCA: Verhogen tot6–8 phr(versterkt de gasfasewerking; te grote hoeveelheden kunnen de verwerking negatief beïnvloeden).
• Zinkboraat: Verhogen tot3–4 phr(versterkt de vorming van verkoolde stoffen).

Voorbeeld aangepaste formulering:

• Aluminiumhypofosfiet: 18 phr
• MCA: 7 phr
• Zinkboraat: 4 phr

2. Introduceer zeer efficiënte rookonderdrukkers

• Molybdeenverbindingen(bijvoorbeeld zinkmolybdaat of ammoniummolybdaat):
• Rol: Katalyseert de vorming van verkoolde stoffen en creëert een dichte barrière die rook tegenhoudt.
• Dosering: 2–3 phr (synergetisch met zinkboraat).
• Nanoklei (montmorilloniet):
• Rol: Fysieke barrière om het vrijkomen van brandbaar gas te verminderen.
• Dosering: 3–5 phr (oppervlakte-gemodificeerd voor verspreiding).
• Vlamvertragers op basis van siliconen:
• Rol: Verbetert de kwaliteit van de verkoling en voorkomt rookvorming.
• Dosering: 1–2 phr (voorkomt verlies van transparantie).

3. Synergetische systeemoptimalisatie

• Zinkboraat: Voeg 1–2 phr toe voor een synergie met aluminiumhypofosfiet en zinkboraat.
• Ammoniumpolyfosfaat (APP): Voeg 1–2 phr toe om de gasfasewerking met MCA te versterken.

III. Aanbevolen uitgebreide formulering

Verwachte resultaten:

• Dichtheid van de verbrandingsrook: ≤200 (via char + gasfase-synergie).
• Nagloedrookdichtheid: Handhaaf ≤200 (MCA + zinkboraat).

IV. Belangrijke opmerkingen over procesoptimalisatie

1. Verwerkingstemperatuur: Houd de temperatuur aan op 180–200°C om voortijdige ontleding van de vlamvertrager te voorkomen.
2. Dispersie:

• Gebruik hogesnelheidsmenging (≥2000 rpm) voor een gelijkmatige verdeling van de nanoklei/molybdaat.
• Voeg 0,5–1 phr silaankoppelingsmiddel (bijv. KH550) toe om de compatibiliteit van de vulstof te verbeteren.

1. Filmvorming:Verlaag bij het gieten de koelsnelheid om de vorming van een verkoolde laag te vergemakkelijken.

V. Validatiestappen

1. Laboratoriumtesten: Bereid monsters voor volgens de aanbevolen formule; voer UL94 verticale brand- en rookdichtheidstesten uit (ASTM E662).
2. Prestatiebalans: Test de treksterkte, rek en transparantie.
3. Iteratieve optimalisatie: Als de rookdichtheid hoog blijft, pas dan molybdaat of nanoklei stapsgewijs aan (±1 phr).

VI. Kosten en haalbaarheid

• Kostenimpact: Zinkmolybdaat (~¥50/kg) + nanoklei (~¥30/kg) verhogen de totale kosten met <15% bij een belasting van ≤10%.
• Industriële schaalbaarheid: Compatibel met standaard TPU-verwerking; geen speciale apparatuur nodig.

VII. Conclusie

Doorzinkboraat verhogen + molybdaat toevoegen + nanoklei, een systeem met drievoudige werking (verkoling + gasverdunning + fysieke barrière) kan de beoogde verbrandingsrookdichtheid (≤200) bereiken. Geef prioriteit aan het testen van demolybdaat + nanokleicombinatie, en stem vervolgens de verhoudingen nauwkeurig af op een evenwichtige prijs-prestatieverhouding.