Solució sistemàtica per reduir la densitat del fum de la pel·lícula de TPU

Solució sistemàtica per reduir la densitat de fum de la pel·lícula de TPU (actual: 280; objectiu: <200)
(Formulació actual: Hipofosfit d'alumini 15 phr, MCA 5 phr, Borat de zinc 2 phr)

I. Anàlisi del problema central

1. Limitacions de la formulació actual:

• Hipofosfit d'aluminiSuprimeix principalment la propagació de la flama, però té una supressió limitada del fum.
• MCAUn retardant de flama en fase gasosa eficaç per a la postincandescència (ja assolint l'objectiu) però insuficient per a la reducció del fum de combustió.
• Borat de zincPromou la formació de carbonització però està infradosificat (només 2 phr), sense formar una capa de carbonització prou densa per suprimir el fum.

1. Requisit clau:

• Reduir la densitat del fum de combustió mitjançantsupressió de fum millorada per carboniomecanismes de dilució en fase gasosa.

II. Estratègies d'optimització

1. Ajustar les proporcions de formulació existents

• Hipofosfit d'alumini: Augmenta a18–20 frases(millora la resistència a la flama en fase condensada; monitoritza la flexibilitat).
• MCA: Augmenta a6–8 frases(potencia l'acció en fase gasosa; quantitats excessives poden degradar el processament).
• Borat de zinc: Augmenta a3–4 frases(reforça la formació de carbonització).

Exemple de formulació ajustada:

• Hipofosfit d'alumini: 18 phr
• MCA: 7 frases
• Borat de zinc: 4 phr

2. Introduir supressors de fum d'alta eficiència

• compostos de molibdè(per exemple, molibdat de zinc o molibdat d'amoni):
• RolCatalitza la formació de carbonització, creant una barrera densa per bloquejar el fum.
• Dosificació2–3 phr (sinergitza amb el borat de zinc).
• Nanoargila (montmorillonita):
• RolBarrera física per reduir l'alliberament de gasos inflamables.
• Dosificació3–5 phr (superfície modificada per a la dispersió).
• Retardants de flama a base de silicona:
• RolMillora la qualitat de la carbonització i la supressió del fum.
• Dosificació1–2 phr (evita la pèrdua de transparència).

3. Optimització de sistemes sinèrgics

• Borat de zincAfegiu 1–2 phr per sinergitzar amb hipofosfit d'alumini i borat de zinc.
• Polifosfat d'amoni (APP)Afegiu 1–2 phr per millorar l'acció en fase gasosa amb MCA.

III. Formulació completa recomanada

Resultats esperats:

• Densitat del fum de combustió: ≤200 (via carbó + sinergia en fase gasosa).
• Densitat del fum postluminescènciaMantenir ≤200 (MCA + borat de zinc).

IV. Notes clau d'optimització de processos

1. Temperatura de processamentMantenir entre 180 i 200 °C per evitar la descomposició prematura del ignífug.
2. Dispersió:

• Utilitzeu una barreja d'alta velocitat (≥2000 rpm) per a una distribució uniforme de nanoargila/molibdat.
• Afegiu 0,5–1 phr d'agent d'acoblament de silà (per exemple, KH550) per millorar la compatibilitat del farciment.

1. Formació de pel·lículesPer a la fosa, reduïu la velocitat de refredament per facilitar la formació de la capa de carboni.

V. Passos de validació

1. Proves de laboratoriPrepareu les mostres segons la formulació recomanada; realitzeu proves de combustió vertical i densitat de fum UL94 (ASTM E662).
2. Balanç de rendiment: Prova de resistència a la tracció, elongació i transparència.
3. Optimització iterativaSi la densitat del fum continua sent alta, ajusteu el molibdat o la nanoargila gradualment (±1 phr).

VI. Cost i viabilitat

• Impacte en els costosEl molibdat de zinc (~50¥/kg) + la nanoargila (~30¥/kg) augmenten el cost total en <15% amb una càrrega ≤10%.
• Escalabilitat industrialCompatible amb el processament estàndard de TPU; no cal equipament especialitzat.

VII. Conclusió

Peraugmentant el borat de zinc + afegint molibdat + nanoargila, un sistema de triple acció (formació de carbó + dilució de gas + barrera física) pot aconseguir la densitat objectiu del fum de combustió (≤200). Prioritzeu les proves demolibdat + nanoargilacombinació i, a continuació, ajustar les ràtios per aconseguir l'equilibri cost-rendiment.