DMF सॉल्भेन्ट प्रयोग गरेर TPU कोटिंग प्रणालीको लागि हेलोजन-मुक्त ज्वाला रिटार्डन्ट सूत्रीकरण
डाइमिथाइल फर्मामाइड (DMF) लाई विलायकको रूपमा प्रयोग गर्ने TPU कोटिंग प्रणालीहरूको लागि, ज्वाला प्रतिरोधकको रूपमा एल्युमिनियम हाइपोफोस्फाइट (AHP) र जिंक बोरेट (ZB) को प्रयोगको लागि व्यवस्थित मूल्याङ्कन आवश्यक पर्दछ। तल विस्तृत विश्लेषण र कार्यान्वयन योजना छ:
I. एल्युमिनियम हाइपोफोस्फाइट (AHP) को सम्भाव्यता विश्लेषण
१. ज्वाला प्रतिरोधी संयन्त्र र फाइदाहरू
- संयन्त्र:
- उच्च तापक्रममा विघटन भएर फस्फोरिक र मेटाफोस्फोरिक एसिडहरू उत्पन्न हुन्छ, जसले गर्दा TPU (कन्डेन्स्ड-फेज फ्लेम रिटार्डेन्सी) मा चार गठनलाई बढावा दिन्छ।
- दहन श्रृंखला प्रतिक्रियाहरू (ग्यास-फेज ज्वाला रिटार्डन्सी) लाई अवरोध गर्न PO· रेडिकलहरू रिलिज गर्दछ।
- फाइदा:
- हलोजन-रहित, कम धुवाँ, कम विषाक्तता, RoHS/REACH अनुरूप।
- राम्रो थर्मल स्थिरता (विघटन तापक्रम ≈३००°C), TPU सुकाउने प्रक्रियाहरूको लागि उपयुक्त (सामान्यतया <१५०°C)।
२. आवेदन चुनौती र समाधानहरू
| चुनौती | समाधान |
| DMF मा कमजोर फैलावट | सतह-परिमार्जित AHP प्रयोग गर्नुहोस् (जस्तै, सिलेन कपलिंग एजेन्ट KH-550)। पूर्व-विसार प्रक्रिया: DMF र डिस्पर्सेन्ट (जस्तै, BYK-110) सहितको बल-मिल AHP कण आकार <5μm सम्म। |
| उच्च लोडिङ आवश्यकता (२०-३०%) | कुल लोडिङ १५-२०% मा घटाउन ZB वा मेलामाइन साइनुरेट (MCA) सँग सिनर्जिस्टिक संयोजन। |
| कोटिंग पारदर्शिता कम भयो | न्यानो-आकारको AHP (कण आकार <1μm) प्रयोग गर्नुहोस् वा पारदर्शी ज्वाला प्रतिरोधकहरू (जस्तै, जैविक फस्फेटहरू) सँग मिश्रण गर्नुहोस्। |
३. सिफारिस गरिएको सूत्रीकरण र प्रक्रिया
- उदाहरण सूत्रीकरण:
- TPU/DMF आधार: १०० phr
- सतह-परिमार्जित AHP: २० phr
- जिंक बोरेट (ZB): ५ पीएचआर (धुवाँ दमन तालमेल)
- डिस्पर्सेन्ट (BYK-110): १.५ पीएचआर
- प्रक्रियाका मुख्य बुँदाहरू:
- उच्च कतरनी (≥3000 rpm, 30 मिनेट) अन्तर्गत डिस्पर्सेन्ट र आंशिक DMF सँग AHP पूर्व-मिश्रण गर्नुहोस्, त्यसपछि TPU स्लरीसँग मिश्रण गर्नुहोस्।
- कोटिंग पछि सुकाउने: १२०-१५०°C, पूर्ण DMF वाष्पीकरण सुनिश्चित गर्न समय १०% ले बढाउनुहोस्।
II. जिंक बोरेट (ZB) को सम्भाव्यता विश्लेषण
१. ज्वाला प्रतिरोधी संयन्त्र र फाइदाहरू
- संयन्त्र:
- उच्च तापक्रममा B₂O₃ गिलासको तह बनाउँछ, जसले अक्सिजन र तापलाई रोक्छ (सङ्कुचित-चरण ज्वाला प्रतिबाधा)।
- ज्वलनशील ग्याँसहरूलाई पातलो पार्दै र प्रणालीलाई शीतल पार्दै, बाँधिएको पानी (~१३%) छोड्छ।
- फाइदा:
- AHP वा एल्युमिनियम ट्राइहाइड्रोक्साइड (ATH) सँग बलियो सिनर्जिस्टिक प्रभाव।
- उत्कृष्ट धुवाँ दमन, कम धुवाँ प्रयोगको लागि आदर्श।
२. आवेदन चुनौती र समाधानहरू
| चुनौती | समाधान |
| कमजोर फैलावट स्थिरता | न्यानो-साइजको ZB (<५००nm) र भिजाउने एजेन्टहरू (जस्तै, TegoDispers ७५०W) प्रयोग गर्नुहोस्। |
| कम ज्वाला प्रतिरोधी दक्षता (उच्च लोडिङ आवश्यक) | प्राथमिक ज्वाला प्रतिरोधकहरू (जस्तै, AHP वा जैविक फस्फोरस) सँग सिनर्जिस्ट (५-१०%) को रूपमा प्रयोग गर्नुहोस्। |
| कोटिंग लचिलोपन कम भयो | प्लास्टिसाइजरहरू (जस्तै, DOP वा पलिएस्टर पोलियोलहरू) सँग क्षतिपूर्ति गर्नुहोस्। |
३. सिफारिस गरिएको सूत्रीकरण र प्रक्रिया
- उदाहरण सूत्रीकरण:
- TPU/DMF आधार: १०० phr
- नैनो-आकारको ZB: ८ phr
- AHP: १५ phr
- भिजाउने एजेन्ट (Tego 750W): 1 phr
- प्रक्रियाका मुख्य बुँदाहरू:
- TPU स्लरीसँग मिसाउनु अघि मनका मिलिङ (कण आकार ≤2μm) मार्फत DMF मा ZB पूर्व-छिटो पार्नुहोस्।
- ज्वाला प्रतिरोधकतालाई असर गर्ने अवशिष्ट ओसिलोपनबाट बच्न सुकाउने समय (जस्तै, ३० मिनेट) बढाउनुहोस्।
III. AHP + ZB प्रणालीको सिनर्जिस्टिक मूल्याङ्कन
१. सिनर्जिस्टिक फ्लेम रिटार्डन्ट प्रभावहरू
- ग्यास-फेज र कन्डेन्स्ड-फेज सिनर्जी:
- AHP ले चार तहलाई स्थिर बनाउँछ र आफ्टरग्लोलाई दबाउँछ।
- संयुक्त LOI: २८-३०%, UL94 V-0 (१.६ मिमी) प्राप्त गर्न सकिन्छ।
- धुवाँ दमन:
- ZB ले धुवाँ उत्सर्जनलाई ५०% भन्दा बढी घटाउँछ (कोन क्यालोरीमिटर परीक्षण)।
२. कार्यसम्पादन सन्तुलन सिफारिसहरू
- यान्त्रिक सम्पत्ति क्षतिपूर्ति:
- लचिलोपन कायम राख्न २-३% TPU प्लास्टिसाइजर (जस्तै, पोलिक्याप्रोल्याक्टोन पोलियोल) थप्नुहोस् (लम्बाइ >३००%)।
- तन्य शक्तिको क्षति कम गर्न अल्ट्राफाइन पाउडर (AHP/ZB <2μm) प्रयोग गर्नुहोस्।
- प्रक्रिया स्थिरता नियन्त्रण:
- एकरूप कोटिंगको लागि स्लरीको चिपचिपापन २०००-४००० cP (ब्रुकफिल्ड RV, स्पिन्डल ४, २० rpm) मा कायम राख्नुहोस्।
IV. विलायक-आधारित तरल ज्वाला retardants सँग तुलना
| प्यारामिटर | AHP + ZB प्रणाली | तरल फास्फोरस-नाइट्रोजन FR (उदाहरण, Levagard 4090N) |
| लोड हुँदै | २०-३०% | १५-२५% |
| फैलावट कठिनाई | पूर्व-उपचार आवश्यक छ (उच्च कतरनी/सतह परिमार्जन) | प्रत्यक्ष विघटन, फैलावट आवश्यक छैन |
| लागत | न्यून (~$३-५/किलोग्राम) | उच्च (~$१०-१५/किलोग्राम) |
| वातावरणीय प्रभाव | हलोजन-रहित, कम विषाक्तता | हलोजनहरू (उत्पादन-निर्भर) हुन सक्छन् |
| कोटिंग पारदर्शिता | अर्धपारदर्शी देखि अपारदर्शी | अत्यधिक पारदर्शी |
V. सिफारिस गरिएका कार्यान्वयन चरणहरू
- प्रयोगशाला-स्केल परीक्षण:
- AHP/ZB लाई व्यक्तिगत रूपमा र संयोजनमा मूल्याङ्कन गर्नुहोस् (ग्रेडियन्ट लोडिङ: १०%, १५%, २०%)।
- फैलावट स्थिरता (२४ घण्टा पछि कुनै अवसादन छैन), चिपचिपापन परिवर्तन, र कोटिंग एकरूपता मूल्याङ्कन गर्नुहोस्।
- पाइलट-स्केल प्रमाणीकरण:
- सुकाउने अवस्था (समय/तापमान) लाई अनुकूलन गर्नुहोस् र ज्वाला प्रतिरोधकता (UL94, LOI) र यान्त्रिक गुणहरू परीक्षण गर्नुहोस्।
- लागत तुलना गर्नुहोस्: यदि AHP+ZB ले तरल FRs को तुलनामा लागत ३०% भन्दा बढी घटाउँछ भने, यो आर्थिक रूपमा व्यवहार्य हुन्छ।
- स्केल-अप तयारी:
- सरलीकृत उत्पादनको लागि पूर्व-छिद्रित AHP/ZB मास्टरब्याचहरू (DMF-आधारित) विकास गर्न आपूर्तिकर्ताहरूसँग सहकार्य गर्नुहोस्।
VI. निष्कर्ष
नियन्त्रित फैलावट प्रक्रियाहरूसँग, AHP र ZB ले TPU/DMF कोटिंग्सको लागि प्रभावकारी ज्वाला प्रतिरोधकको रूपमा काम गर्न सक्छन्, यदि:
- सतह परिमार्जन + उच्च-कतरनी फैलावटकणहरूको जमघट रोक्नको लागि प्रयोग गरिन्छ।
- AHP (प्राथमिक) + ZB (सिनर्जिस्ट)दक्षता र लागत सन्तुलन गर्छ।
- को लागिउच्च पारदर्शिता/लचिलोपनआवश्यकताहरू, तरल फस्फोरस-नाइट्रोजन FRs (जस्तै, Levagard 4090N) प्राथमिकतामा रहन्छ।
सिचुआन ताइफेङ नयाँ ज्वाला प्रतिरक्षा कम्पनी लिमिटेड (ISO र REACH)
Email: lucy@taifeng-fr.com
पोस्ट समय: मे-२२-२०२५
