Solución sistemática para reducir a densidade do fume da película de TPU

Solución sistemática para reducir a densidade do fume da película de TPU (actual: 280; obxectivo: <200)
(Formulación actual: Hipofosfito de aluminio 15 phr, MCA 5 phr, borato de zinc 2 phr)

I. Análise do problema central

1. Limitacións da formulación actual:

• Hipofosfito de aluminioSuprime principalmente a propagación da chama, pero ten unha supresión limitada do fume.
• MCAUn retardante de chama en fase gasosa eficaz para a postincandescencia (xa cumpre o obxectivo) pero insuficiente para a redución do fume de combustión.
• Borato de zincPromove a formación de carbonización pero está infradosificada (só 2 phr), non conseguindo formar unha capa de carbonización o suficientemente densa como para suprimir o fume.

1. Requisito clave:

• Reducir a densidade do fume de combustión mediantesupresión de fume mellorada por carbónoumecanismos de dilución en fase gasosa.

II. Estratexias de optimización

1. Axustar as proporcións de formulación existentes

• Hipofosfito de aluminioAumentar a18–20 frases(mellora a ignifugación en fase condensada; monitoriza a flexibilidade).
• MCAAumentar a6–8 frases(potencia a acción en fase gasosa; cantidades excesivas poden degradar o procesamento).
• Borato de zincAumentar a3–4 frases(fortalece a formación de carbón).

Exemplo de formulación axustada:

• Hipofosfito de aluminio: 18 phr
• MCA: 7 frases
• Borato de cinc: 4 phr

2. Introducir supresores de fume de alta eficiencia

• Compostos de molibdeno(por exemplo, molibdato de cinc ou molibdato de amonio):
• RolCataliza a formación de carbonización, creando unha barreira densa para bloquear o fume.
• Dosificación2–3 phr (sinerxía co borato de cinc).
• Nanoarxila (montmorillonita):
• RolBarreira física para reducir a liberación de gases inflamables.
• Dosificación3–5 phr (modificado na superficie para a dispersión).
• Retardantes de chama a base de silicona:
• RolMellora a calidade da carbonización e a supresión do fume.
• Dosificación1–2 phr (evita a perda de transparencia).

3. Optimización de sistemas sinérxicos

• Borato de zincEngadir 1–2 phr para sinerxizar con hipofosfito de aluminio e borato de zinc.
• Polifosfato de amonio (APP)Engadir 1–2 phr para mellorar a acción en fase gasosa con MCA.

III. Formulación integral recomendada

Resultados esperados:

• Densidade do fume de combustión: ≤200 (mediante sinerxia de carbón + fase gasosa).
• Densidade do fume posluminiscenteManter ≤200 (MCA + borato de zinc).

IV. Notas clave sobre a optimización de procesos

1. Temperatura de procesamentoManter a unha temperatura de 180–200 °C para evitar a descomposición prematura dos ignífugos.
2. Dispersión:

• Usar mestura a alta velocidade (≥2000 rpm) para unha distribución uniforme da nanoarxila/molibdato.
• Engadir entre 0,5 e 1 phr de axente de acoplamento de silano (por exemplo, KH550) para mellorar a compatibilidade do recheo.

1. Formación de películasPara a fundición, reduza a velocidade de arrefriamento para facilitar a formación da capa de carbón.

V. Pasos de validación

1. Probas de laboratorioPreparar as mostras segundo a formulación recomendada; realizar probas de combustión vertical e de densidade de fume UL94 (ASTM E662).
2. Balance de rendemento: Proba de resistencia á tracción, alongamento e transparencia.
3. Optimización iterativaSe a densidade do fume permanece alta, axuste gradualmente o molibdato ou a nanoarxila (±1 phr).

VI. Custo e viabilidade

• Impacto do custoO molibdato de cinc (~50 ¥/kg) + a nanoarxila (~30 ¥/kg) aumentan o custo total nun <15 % cunha carga ≤10 %.
• Escalabilidade industrialCompatible co procesamento estándar de TPU; non se precisa equipo especializado.

VII. Conclusión

Poraumentando o borato de zinc + engadindo molibdato + nanoarxila, un sistema de tripla acción (formación de carbón + dilución de gas + barreira física) pode alcanzar a densidade obxectivo do fume de combustión (≤200). Priorizar as probas domolibdato + nanoarxilacombinación e, a continuación, axustar as relacións para obter o equilibrio entre custo e rendemento.