Systematisk lösning för att minska rökdensiteten i TPU-film

Systematisk lösning för att minska rökdensiteten i TPU-film (Nuvarande: 280; Mål: <200)
(Nuvarande formulering: Aluminiumhypofosfit 15 phr, MCA 5 phr, Zinkborat 2 phr)

I. Analys av kärnproblem

1. Begränsningar med nuvarande formulering:

• AluminiumhypofosfitDämpar primärt flamspridning men har begränsad rökundertryckning.
• MCAEtt gasfasflamskyddsmedel som är effektivt för efterglödning (uppfyller redan målet) men otillräckligt för att minska förbränningsrök.
• ZinkboratFrämjar bildandet av kol men är underdoserad (endast 2 ph) och lyckas inte bilda ett tillräckligt tätt kollager för att undertrycka rök.

1. Viktigt krav:

• Minska förbränningsrökdensiteten viaförkolningsförstärkt rökundertryckningellergasfasutspädningsmekanismer.

II. Optimeringsstrategier

1. Justera befintliga formuleringsförhållanden

• AluminiumhypofosfitÖka till18–20 phr(förbättrar flamskyddet i kondenserad fas; övervakar flexibiliteten).
• MCAÖka till6–8 phr(ökar gasfasverkan; alltför stora mängder kan försämra bearbetningen).
• ZinkboratÖka till3–4 phr(stärker kolbildningen).

Exempel på justerad formulering:

• Aluminiumhypofosfit: 18 phr
• MCA: 7 phr
• Zinkborat: 4 phr

2. Introducera högeffektiva rökdämpande medel

• Molybdenföreningar(t.ex. zinkmolybdat eller ammoniummolybdat):
• RollKatalyserar bildandet av förkolning och skapar en tät barriär som blockerar rök.
• Dosering: 2–3 phr (samverkar med zinkborat).
• Nanolera (montmorillonit):
• RollFysisk barriär för att minska utsläpp av brandfarlig gas.
• Dosering: 3–5 phr (ytmodifierad för dispersion).
• Silikonbaserade flamskyddsmedel:
• RollFörbättrar kolkvaliteten och rökundertryckningen.
• Dosering: 1–2 phr (undviker förlust av genomskinlighet).

3. Synergistisk systemoptimering

• ZinkboratTillsätt 1–2 phr för att synergisera med aluminiumhypofosfit och zinkborat.
• Ammoniumpolyfosfat (APP)Tillsätt 1–2 phr för att förstärka gasfasverkan med MCA.

III. Rekommenderad omfattande formulering

Förväntade resultat:

• Förbränningsrökdensitet: ≤200 (via synergi mellan kol och gasfas).
• EfterglödsrökdensitetBibehåll ≤200 (MCA + zinkborat).

IV. Viktiga anmärkningar om processoptimering

1. BearbetningstemperaturBibehåll 180–200 °C för att förhindra för tidig nedbrytning av flamskyddsmedlet.
2. Dispersion:

• Använd höghastighetsblandning (≥2000 rpm) för jämn nanolera/molybdatfördelning.
• Tillsätt 0,5–1 phr silankopplingsmedel (t.ex. KH550) för att förbättra fyllmedelskompatibiliteten.

1. FilmbildningVid gjutning, minska kylningshastigheten för att underlätta bildandet av förkolningslager.

V. Valideringssteg

1. LabbtestningFörbered prover enligt rekommenderad formulering; utför UL94 vertikala förbrännings- och rökdensitetstester (ASTM E662).
2. PrestationsbalansTesta draghållfasthet, töjning och genomskinlighet.
3. Iterativ optimeringOm rökdensiteten förblir hög, justera molybdat eller nanolera stegvis (±1 ph).

VI. Kostnad och genomförbarhet

• KostnadspåverkanZinkmolybdat (~50 ¥/kg) + nanolera (~30 ¥/kg) ökar den totala kostnaden med <15 % vid ≤10 % belastning.
• Industriell skalbarhetKompatibel med standard TPU-bearbetning; ingen specialutrustning behövs.

VII. Slutsats

Avöka zinkborat + tillsätta molybdat + nanolera, ett trippelverkande system (kolbildning + gasutspädning + fysisk barriär) kan uppnå måltätheten för förbränningsrök (≤200). Prioritera testning avmolybdat + nanolerakombination, och finjustera sedan nyckeltalen för en balans mellan kostnad och prestanda.