डीएमएफ विलायक का उपयोग करके टीपीयू कोटिंग प्रणाली के लिए हैलोजन-मुक्त ज्वाला मंदक सूत्रीकरण

डीएमएफ विलायक का उपयोग करके टीपीयू कोटिंग प्रणाली के लिए हैलोजन-मुक्त ज्वाला मंदक सूत्रीकरण

विलायक के रूप में डाइमिथाइल फॉर्मामाइड (DMF) का उपयोग करने वाली TPU कोटिंग प्रणालियों के लिए, अग्निरोधी के रूप में एल्युमिनियम हाइपोफॉस्फाइट (AHP) और जिंक बोरेट (ZB) के उपयोग के लिए व्यवस्थित मूल्यांकन की आवश्यकता होती है। नीचे एक विस्तृत विश्लेषण और कार्यान्वयन योजना दी गई है:

I. एल्युमिनियम हाइपोफॉस्फाइट (AHP) का व्यवहार्यता विश्लेषण

1. ज्वाला मंदक तंत्र और लाभ

• तंत्र:
• उच्च तापमान पर विघटित होकर फॉस्फोरिक और मेटाफॉस्फोरिक एसिड उत्पन्न करता है, जो टीपीयू (संघनित-चरण ज्वाला मंदता) में चारकोल निर्माण को बढ़ावा देता है।
• दहन श्रृंखला प्रतिक्रियाओं (गैस-चरण ज्वाला मंदता) को बाधित करने के लिए PO· रेडिकल्स को मुक्त करता है।
• लाभ:
• हैलोजन मुक्त, कम धुआं, कम विषाक्तता, RoHS/REACH के अनुरूप।
• अच्छा तापीय स्थायित्व (अपघटन तापमान ≈300°C), TPU सुखाने की प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त (आमतौर पर <150°C)।

2. अनुप्रयोग चुनौतियाँ और समाधान

3. अनुशंसित सूत्रीकरण और प्रक्रिया

• उदाहरण सूत्रीकरण:
• टीपीयू/डीएमएफ आधार: 100 पाउंड
• सतह-संशोधित एएचपी: 20 phr
• जिंक बोरेट (ZB): 5 phr (धुआं दमन तालमेल)
• डिस्पर्सेंट (BYK-110): 1.5 phr
• प्रक्रिया के मुख्य बिंदु:
• उच्च कतरनी (≥3000 आरपीएम, 30 मिनट) के तहत डिस्पर्सेंट और आंशिक डीएमएफ के साथ एएचपी को पहले से मिलाएं, फिर टीपीयू घोल के साथ मिलाएं।
• कोटिंग के बाद सुखाने का समय: 120-150°C, पूर्ण DMF वाष्पीकरण सुनिश्चित करने के लिए समय को 10% तक बढ़ाएं।

II. जिंक बोरेट (ZB) का व्यवहार्यता विश्लेषण

1. ज्वाला मंदक तंत्र और लाभ

• तंत्र:
• उच्च तापमान पर B₂O₃ ग्लास परत बनाता है, ऑक्सीजन और गर्मी को रोकता है (संघनित-चरण ज्वाला मंदता)।
• बंधित जल (~13%) मुक्त करता है, ज्वलनशील गैसों को पतला करता है और सिस्टम को ठंडा करता है।
• लाभ:
• एएचपी या एल्युमिनियम ट्राइहाइड्रॉक्साइड (एटीएच) के साथ मजबूत सहक्रियात्मक प्रभाव।
• उत्कृष्ट धुआं दमन, कम धुआं अनुप्रयोगों के लिए आदर्श।

2. अनुप्रयोग चुनौतियाँ और समाधान

3. अनुशंसित सूत्रीकरण और प्रक्रिया

• उदाहरण सूत्रीकरण:
• टीपीयू/डीएमएफ आधार: 100 पाउंड
• नैनो आकार का ZB: 8 phr
• एएचपी: 15 पाउंड
• गीला करने वाला एजेंट (टेगो 750W): 1 घंटा
• प्रक्रिया के मुख्य बिंदु:
• टीपीयू घोल के साथ मिश्रण करने से पहले बीड मिलिंग (कण आकार ≤2μm) के माध्यम से डीएमएफ में जेडबी को पूर्व-फैलाएं।
• अवशिष्ट नमी से ज्वाला मंदकता को प्रभावित होने से बचाने के लिए सुखाने का समय बढ़ाएं (उदाहरण के लिए, 30 मिनट)।

III. एएचपी + जेडबी प्रणाली का सहक्रियात्मक मूल्यांकन

1. सहक्रियात्मक ज्वाला मंदक प्रभाव

• गैस-चरण एवं संघनित-चरण तालमेल:
• एएचपी चारकोल बनाने के लिए फास्फोरस प्रदान करता है, जबकि जेडबी चारकोल परत को स्थिर करता है और आफ्टरग्लो को दबाता है।
• संयुक्त LOI: 28-30%, UL94 V-0 (1.6 मिमी) प्राप्त करने योग्य।
• धुआँ दमन:
• ZB धुआँ उत्सर्जन को >50% तक कम कर देता है (शंकु कैलोरीमीटर परीक्षण)।

2. प्रदर्शन संतुलन अनुशंसाएँ

• यांत्रिक संपत्ति मुआवजा:
• लचीलापन बनाए रखने के लिए 2-3% टीपीयू प्लास्टिसाइज़र (जैसे, पॉलीकैप्रोलैक्टोन पॉलीओल) मिलाएं (बढ़ाव > 300%)।
• तन्य शक्ति हानि को न्यूनतम करने के लिए अति सूक्ष्म पाउडर (AHP/ZB <2μm) का उपयोग करें।
• प्रक्रिया स्थिरता नियंत्रण:
• एकसमान कोटिंग के लिए स्लरी श्यानता को 2000-4000 cP (ब्रुकफील्ड आर.वी., स्पिंडल 4, 20 आरपीएम) पर बनाए रखें।

IV. विलायक-आधारित तरल ज्वाला मंदक के साथ तुलना

V. अनुशंसित कार्यान्वयन चरण

1. प्रयोगशाला-स्तरीय परीक्षण:

• एएचपी/जेडबी का व्यक्तिगत रूप से और संयोजन में मूल्यांकन करें (ग्रेडिएंट लोडिंग: 10%, 15%, 20%)।
• फैलाव स्थिरता (24 घंटे के बाद कोई अवसादन नहीं), श्यानता परिवर्तन, और कोटिंग एकरूपता का आकलन करें।

1. पायलट-स्केल सत्यापन:

• सुखाने की स्थिति (समय/तापमान) को अनुकूलित करें और ज्वाला मंदता (UL94, LOI) और यांत्रिक गुणों का परीक्षण करें।
• लागत की तुलना करें: यदि AHP+ZB तरल FRs की तुलना में लागत को 30% से अधिक कम करता है, तो यह आर्थिक रूप से व्यवहार्य है।

1. स्केल-अप तैयारी:

• सरलीकृत उत्पादन के लिए पूर्व-प्रसारित AHP/ZB मास्टरबैच (DMF-आधारित) विकसित करने के लिए आपूर्तिकर्ताओं के साथ सहयोग करें।

VI. निष्कर्ष

नियंत्रित फैलाव प्रक्रियाओं के साथ, AHP और ZB, TPU/DMF कोटिंग्स के लिए प्रभावी अग्निरोधी के रूप में काम कर सकते हैं, बशर्ते:

1. सतह संशोधन + उच्च-कतरनी फैलावकणों के एकत्रीकरण को रोकने के लिए इसे लगाया जाता है।
2. एएचपी (प्राथमिक) + जेडबी (सिनर्जिस्ट)दक्षता और लागत में संतुलन बनाता है।
3. के लिएउच्च पारदर्शिता/लचीलापनआवश्यकताओं के अनुसार, तरल फास्फोरस-नाइट्रोजन एफआर (जैसे, लेवागार्ड 4090एन) बेहतर बने हुए हैं।

सिचुआन ताइफेंग न्यू फ्लेम रिटार्डेंट कंपनी लिमिटेड (आईएसओ और रीच)

Email: lucy@taifeng-fr.com