Նորություններ

ՊՎՔ ծածկույթների համար կրակակայուն բանաձևի վերլուծություն և օպտիմալացում

Հաճախորդը պատրաստում է ՊՎՔ վրաններ և պետք է քսի հրակայուն ծածկույթ: Ներկայիս բանաձևը բաղկացած է 60 մաս ՊՎՔ խեժից, 40 մաս TOTM-ից, 30 մաս ալյումինի հիպոֆոսֆիտից (40% ֆոսֆորի պարունակությամբ), 10 մաս MCA-ից, 8 մաս ցինկի բորատից, ինչպես նաև ցրող նյութերից: Այնուամենայնիվ, հրակայուն նյութերի դիսպերսիան վատ է, իսկ հրակայուն նյութերի դիսպերսիան նույնպես անբավարար է: Ստորև ներկայացված է պատճառների վերլուծությունը և բանաձևի առաջարկվող ճշգրտումը:

I. Վատ կրակակայունության հիմնական պատճառները

1. Անհավասարակշիռ կրակի դեմ պաշտպանիչ համակարգ՝ թույլ սիներգետիկ ազդեցությամբ

Ալյումինի հիպոֆոսֆիտի ավելցուկ (30 մաս):
Չնայած ալյումինի հիպոֆոսֆիտը արդյունավետ ֆոսֆորի վրա հիմնված կրակմարիչ է (40% ֆոսֆորի պարունակություն), չափից շատ ավելացումը (>25 մաս) կարող է հանգեցնել.
Համակարգի մածուցիկության կտրուկ աճ, որը դժվարացնում է ցրումը և առաջացնում է ագլոմերացված տաք կետեր, որոնք արագացնում են այրումը («փաթիլային էֆեկտ»):
Նյութի ամրության նվազում և թաղանթագոյացման հատկությունների խանգարում՝ անօրգանական լցանյութի ավելցուկի պատճառով։
Բարձր MCA պարունակություն (10 մաս):
MCA-ն (ազոտի վրա հիմնված) սովորաբար օգտագործվում է որպես սիներգիստ: Երբ դեղաչափը գերազանցում է 5 մասը, այն հակված է տեղափոխվել մակերես, ինչը նվազեցնում է կրակապաշտպան նյութերի արդյունավետությունը և հնարավոր է՝ խանգարի այլ կրակապաշտպան նյութերի աշխատանքին:
Հիմնական սիներգիստների բացակայությունը.
Թեև ցինկի բորատն ունի ծխի մարման ազդեցություն, սակայն անտիմոնի վրա հիմնված (օրինակ՝ անտիմոնի եռօքսիդ) կամ մետաղի օքսիդի (օրինակ՝ ալյումինի հիդրօքսիդ) միացությունների բացակայությունը կանխում է «ֆոսֆոր-ազոտ-անտիմոն» սիներգետիկ համակարգի ձևավորումը, ինչը հանգեցնում է գազային փուլի անբավարար բոցակայունության։

2. Պլաստիկացնողի ընտրության և կրակակայունության նպատակների միջև անհամապատասխանություն

TOTM-ը (տրիոկտիլ տրիմելիտատը) սահմանափակ կրակակայունություն ունի։
TOTM-ը գերազանցում է ջերմակայունության մեջ, բայց շատ ավելի քիչ արդյունավետ է հրակայունության մեջ՝ համեմատած ֆոսֆատային էսթերների (օրինակ՝ TOTP) հետ: Բարձր հրակայունության կիրառությունների համար, ինչպիսիք են վրանային ծածկույթները, TOTM-ը չի կարող ապահովել բավարար ածխացման և թթվածնի արգելքի հնարավորություններ:
Անբավարար ընդհանուր պլաստիկացնող (ընդամենը 40 մաս):
ՊՎՔ խեժը սովորաբար պահանջում է 60-75 մաս պլաստիկացնող նյութ՝ լրիվ պլաստիկացման համար: Պլաստիկացնող նյութի ցածր պարունակությունը հանգեցնում է հալույթի բարձր մածուցիկության, որն էլ ավելի է սրում կրակակայուն նյութի ցրման խնդիրները:

3. Անարդյունավետ ցրման համակարգ, որը հանգեցնում է անհավասար բոցավառվող նյութի բաշխմանը

Ընթացիկ ցրող նյութը կարող է լինել ընդհանուր նշանակության (օրինակ՝ ստեարինաթթու կամ պոլիէթիլենային մոմ), որն անարդյունավետ է բարձր բեռնվածության անօրգանական կրակմարիչների համար (ալյումինի հիպոֆոսֆիտ + ցինկի բորատ՝ ընդհանուր 48 մաս), առաջացնելով.
Հրդեհակայուն մասնիկների կուտակում, որը ծածկույթում ստեղծում է տեղայնացված թույլ կետեր։
Մշակման ընթացքում հալույթի վատ հոսք, որն առաջացնում է կտրող ջերմություն, որը հանգեցնում է վաղաժամ քայքայման։

4. Կրակի դեմ պայքարի միջոցների և ՊՎՔ-ի միջև վատ համատեղելիություն

Անօրգանական նյութերը, ինչպիսիք են ալյումինի հիպոֆոսֆիտը և ցինկի բորատը, ունեն զգալի բևեռային տարբերություններ ՊՎՔ-ի հետ։ Առանց մակերեսային փոփոխության (օրինակ՝ սիլանային միացնող նյութերի), տեղի է ունենում փուլերի բաժանում, ինչը նվազեցնում է կրակի դեմ պայքարի արդյունավետությունը։

II. Հիմնական դիզայնի մոտեցում

1. Փոխարինեք առաջնային պլաստիկացնողը TOTP-ով

Օգտագործեք դրա գերազանց ներքին հրակայունությունը (ֆոսֆորի պարունակությունը ≈9%) և պլաստիկացնող ազդեցությունը։

2. Օպտիմալացնել կրակի դիմացկուն նյութերի հարաբերակցությունը և սիներգիան

Պահպանել ալյումինի հիպոֆոսֆիտը որպես ֆոսֆորի հիմնական աղբյուր, բայց զգալիորեն նվազեցնել դրա դեղաչափը՝ ցրումը բարելավելու և «պատրույգի էֆեկտը» նվազագույնի հասցնելու համար։
Պահպանեք ցինկի բորատը որպես հիմնական սիներգիստ (նպաստելով ածխացմանը և ծխի ճնշմանը):
Պահպանել MCA-ն որպես ազոտի սիներգիստ, բայց նվազեցնել դրա դեղաչափը՝ միգրացիան կանխելու համար։
Ներկայացնելգերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդ (ATH)որպես բազմաֆունկցիոնալ բաղադրիչ՝
Հրդեհակայունություն.Դյուրավառ գազերի էնդոթերմիկ քայքայում (ջրազրկում), սառեցում և նոսրացում։
Ծխի մարում.Զգալիորեն նվազեցնում է ծխի առաջացումը։
Լցոնիչ՝Նվազեցնում է ծախսերը (համեմատած այլ կրակմարիչների հետ):
Բարելավված ցրում և հոսք (գերբարձրակարգ):Ավելի հեշտ է ցրել, քան սովորական ATH-ը, նվազագույնի հասցնելով մածուցիկության աճը։

3. Հզոր լուծումներ ցրման խնդիրների համար

Պլաստիկացնողի պարունակության զգալի աճ.Ապահովել ՊՎՔ-ի լրիվ պլաստիկացումը և նվազեցնել համակարգի մածուցիկությունը։
Օգտագործեք բարձր արդյունավետության գերդիսպերսանտներ՝Հատուկ նախագծված է բարձր ծանրաբեռնվածության, հեշտությամբ ագլոմերացվող անօրգանական փոշիների (ալյումինի հիպոֆոսֆիտ, ATH) համար։
Օպտիմալացնել մշակումը (նախնական խառնումը կարևոր է).Ապահովեք կրակմարիչների մանրակրկիտ թրջում և ցրում:

4. Ապահովեք հիմնական մշակման կայունությունը

Ավելացրեք բավարար քանակությամբ ջերմային կայունացուցիչներ և համապատասխան քսանյութեր։

III. Վերանայված կրակակայուն ՊՎՔ բանաձև

Բաղադրիչ	Տեսակ/Ֆունկցիա	Առաջարկվող մասեր	Նշումներ/օպտիմալացման կետեր
ՊՎՔ խեժ	Հիմնական խեժ	100	-
Ընդհանուր	Առաջնային կրակակայուն պլաստիկացնող (P աղբյուր)	65–75	Հիմնական փոփոխություն!Ապահովում է գերազանց ներքին հրակայունություն և կրիտիկական պլաստիկացում: Բարձր դեղաչափը ապահովում է մածուցիկության նվազում:
Ալյումինի հիպոֆոսֆիտ	Առաջնային ֆոսֆորային կրակակայուն նյութ (թթվային աղբյուր)	15–20	Դեղաչափը զգալիորեն կրճատվել է!Պահպանում է ֆոսֆորի հիմնական դերը՝ միաժամանակ մեղմացնելով մածուցիկության և ցրման խնդիրները։
Ուլտրա-նուրբ ԱՏՀ	Կրակակայուն լցանյութ/ծխի մարիչ/էնդոթերմիկ նյութ	25–35	Հիմնական լրացում!Ընտրեք գերնուրբ (D50=1–2µm), մակերեսային մշակմամբ (օրինակ՝ սիլան) տեսակներ։ Ապահովում է սառեցում, ծխի մարում և լցնում։ Պահանջում է ուժեղ ցրում։
Ցինկի բորատ	Սիներգիստ/ծխի ճնշող/ածխի խթանիչ	8–12	Պահպանված է։ Աշխատում է P-ի և Al-ի հետ՝ ածխացումը և ծխի ճնշումը բարելավելու համար։
MCA	Ազոտի սիներգիստ (գազի աղբյուր)	4–6	Դեղաչափը զգալիորեն կրճատվել է!Օգտագործվում է միայն որպես օժանդակ ազոտի աղբյուր՝ միգրացիան կանխելու համար։
Բարձր արդյունավետության գերդիսպերսանտ	Կրիտիկական հավելում	3.0–4.0	Խորհուրդ է տրվում՝ պոլիեսթեր, պոլիուրեթան կամ մոդիֆիկացված պոլիակրիլատային տեսակներ (օրինակ՝ BYK-163, TEGO Dispers 655, Efka 4010 կամ կենցաղային SP-1082): Դեղաչափը պետք է բավարար լինի:
Ջերմային կայունացուցիչ	Կանխում է քայքայումը մշակման ընթացքում	3.0–5.0	Խորհուրդ է տրվում բարձր արդյունավետությամբ Ca/Zn կոմպոզիտային կայունացուցիչներ (էկոլոգիապես մաքուր): Կարգավորեք դեղաչափը՝ հիմնվելով ակտիվության և մշակման ջերմաստիճանի վրա:
Քսուք (ներքին/արտաքին)	Բարելավում է մշակման հոսքը, կանխում է կպչելը	1.0–2.0	Առաջարկվող համադրություն՝ -Ներքին:Ստեարինաթթու (0.3–0.5 մաս) կամ ստեարիլ սպիրտ (0.3–0.5 մաս) -Արտաքին:Օքսիդացված պոլիէթիլենային մոմ (OPE, 0.5–1.0 մաս) կամ պարաֆինային մոմ (0.5–1.0 մաս)
Այլ հավելումներ (օրինակ՝ հակաօքսիդանտներ, ուլտրամանուշակագույն կայունացուցիչներ)	Անհրաժեշտության դեպքում	-	Արտաքին վրանների համար խորհուրդ է տրվում օգտագործել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կայունացուցիչներ (օրինակ՝ բենզոտրիազոլ, 1-2 մաս) և հակաօքսիդանտներ (օրինակ՝ 1010, 0.3-0.5 մաս):

IV. Բանաձևի նշումներ և հիմնական կետեր

1. TOTP-ն հիմնական հիմնադրամն է

65–75 մասապահովում է.
Լրիվ պլաստիկացում. ՊՎՔ-ն պահանջում է բավարար քանակությամբ պլաստիկացնող նյութ՝ փափուկ, անընդհատ թաղանթ ձևավորելու համար:
Մածուցիկության նվազեցում. կարևոր է բարձր բեռնվածության անօրգանական կրակմարիչների ցրման բարելավման համար։
Ներքին հրակայունություն. TOTP-ն ինքնին բարձր արդյունավետ հրակայուն պլաստիկացնող միջոց է։

2. Հրդեհակայուն սիներգիա

PNB-Al սիներգիա.Ալյումինի հիպոֆոսֆիտը (P) + MCA (N) ապահովում են PN-ի սիներգիա։ Ցինկի բորատը (B, Zn) ուժեղացնում է ածխացումը և ծխի մարումը։ Ուլտրամանր ATH-ը (Al) ապահովում է էնդոթերմիկ սառեցման և ծխի մարման հզորություն։ TOTP-ն նաև նպաստում է ֆոսֆորի ավելացմանը։ Սա ստեղծում է բազմատարր սիներգետիկ համակարգ։
ԱԹՍ-ի դերը.Գերմանր ատոմային թթվածնի 25-35 մասը մեծապես նպաստում է կրակի դեմ պայքարին և ծխի մարմանը։ Դրա էնդոթերմիկ քայքայումը կլանում է ջերմությունը, մինչդեռ արտանետված ջրային գոլորշին նոսրացնում է թթվածինը և դյուրավառ գազերը։Գերմանր և մակերեսային մշակված ԱԹՀ-ն կարևոր էմածուցիկության ազդեցությունը նվազագույնի հասցնելու և ՊՎՔ համատեղելիությունը բարելավելու համար։
Վերականգնված ալյումինի հիպոֆոսֆիտ՝Համակարգի բեռը թեթևացնելու և ֆոսֆորի ներդրումը պահպանելու համար քանակը 30-ից նվազեցվել է մինչև 15-20 մաս։
Կրճատված MCA:Միգրացիան կանխելու համար քանակը 10-ից իջեցվել է մինչև 4-6։

3. Դիսպերսիայի լուծում – կարևոր է հաջողության համար

Գերդիսպերսանտ (3–4 մաս):Անհրաժեշտ է բարձր բեռնվածության (ընդհանուր 50–70 մաս անօրգանական լցոնիչներ!), դժվար դիսպերսիոն համակարգի (ալյումինի հիպոֆոսֆիտ + գերմանր ԱՏՀ + ցինկի բորատ) հետ աշխատելու համար։Սովորական դիսպերսանտները (օրինակ՝ կալցիումի ստեարատ, պոլիէթիլենային մոմ) բավարար չեն։Ներդրումներ կատարեք բարձր արդյունավետության գերդիսպերսեպտորների մեջ և օգտագործեք բավարար քանակությամբ։
Պլաստիֆիկատորի պարունակությունը (65–75 մաս):Ինչպես վերևում նշված է, նվազեցնում է ընդհանուր մածուցիկությունը՝ ստեղծելով ավելի լավ միջավայր ցրման համար։
Քսուքներ (1–2 մաս):Ներքին/արտաքին քսանյութերի համադրությունը ապահովում է լավ հոսք խառնման և ծածկույթի ընթացքում՝ կանխելով կպչունությունը։

4. Մշակում – Խիստ նախնական խառնման արձանագրություն

Քայլ 1 (անօրգանական փոշիների չոր խառնուրդ):
Բարձր արագությամբ խառնիչի մեջ ավելացրեք ալյումինի հիպոֆոսֆիտը, գերմանր ATH-ը, ցինկի բորատը, MCA-ն և բոլոր գերդիսպերսանտները։
Խառնել 80–90°C ջերմաստիճանում 8–10 րոպե։ Նպատակ՝ Համոզվել, որ գերդիսպերսենտը լիովին ծածկում է յուրաքանչյուր մասնիկը՝ կոտրելով ագլոմերատները։Ժամանակը և ջերմաստիճանը կարևոր են։
Քայլ 2 (խառնուրդի առաջացում):
1-ին քայլից ստացված խառնուրդին ավելացրեք TOTP-ի մեծ մասը (օրինակ՝ 70–80%), բոլոր ջերմային կայունացուցիչները և ներքին քսանյութերը։
Խառնեք 90–100°C ջերմաստիճանում 5–7 րոպե՝ միատարր, հոսուն, կրակակայուն խառնուրդ ստանալու համար։ Համոզվեք, որ փոշիները լիովին թրջված են պլաստիկացնող նյութերով։
Քայլ 3 (Ավելացնել ՊՎՔ-ն և մնացած բաղադրիչները):
Ավելացրեք ՊՎՔ խեժ, մնացած TOTP-ը, արտաքին քսանյութերը (և հակաօքսիդանտները/ուլտրամանուշակագույն կայունացուցիչները, եթե ավելացվել են այս փուլում):
Խառնել 100–110°C ջերմաստիճանում 7–10 րոպե, մինչև հասնի «չորացման կետին» (ազատ հոսող, առանց գնդիկների):Խուսափեք չափից շատ խառնելուց՝ ՊՎՔ-ի քայքայումը կանխելու համար:
Սառեցում:Խառնուրդը դուրս հանեք և սառեցրեք մինչև <50°C՝ կպչունությունը կանխելու համար։

5. Հետագա մշակում

Օգտագործեք սառեցված չոր խառնուրդը կալանդրացման կամ ծածկույթի համար:
Խստորեն վերահսկեք մշակման ջերմաստիճանը (առաջարկվող հալման ջերմաստիճանը ≤170–175°C)՝ կայունացուցիչի խափանումից կամ կրակակայուն նյութերի (օրինակ՝ ATH) վաղաժամ քայքայումից խուսափելու համար։

V. Ակնկալվող արդյունքներ և նախազգուշական միջոցներ

Հրդեհակայունություն.Սկզբնական բանաձևի համեմատ (TOTM + բարձր ալյումինի հիպոֆոսֆիտ/MCA), այս վերանայված բանաձևը (TOTP + օպտիմիզացված P/N/B/Al հարաբերակցություններ) պետք է զգալիորեն բարելավի կրակի դեմ պայքարը, հատկապես ուղղահայաց այրման արդյունավետության և ծխի մարման դեպքում: Վրանների համար նպատակային չափանիշներ, ինչպիսին է CPAI-84-ը: Հիմնական փորձարկումներ՝ ASTM D6413 (ուղղահայաց այրում):
Դիսպերսիա՝Գերդիսպերսանտ + բարձր պլաստիկացնող + օպտիմիզացված նախնական խառնումը պետք է զգալիորեն բարելավի դիսպերսիան՝ նվազեցնելով ագլոմերացիան և բարելավելով ծածկույթի միատարրությունը։
Մշակելիություն՝Սահուն մշակում ապահովելու համար պետք է լինեն համապատասխան TOTP-ներ և քսանյութեր, սակայն իրական արտադրության ընթացքում պետք է վերահսկվի մածուցիկությունը և կպչունությունը։
Արժեքը՝TOTP-ն և գերդիսպերսեպսանտները թանկ են, բայց վերականգնված ալյումինի հիպոֆոսֆիտը և MCA-ն փոխհատուցում են որոշ ծախսեր: ԱԹՀ-ն համեմատաբար էժան է:

Կարևոր հիշեցումներ՝

Սկզբում՝ փոքրածավալ փորձարկումներ։Փորձարկեք լաբորատորիայում և ճշգրտումներ կատարեք՝ հիմնվելով իրական նյութերի (հատկապես՝ աթերոլային թթվի և գերդիսպերսանտների արդյունավետության) և սարքավորումների վրա։
Նյութի ընտրություն:
ԱԹՀ:Պետք է օգտագործել գերնուրբ (D50 ≤2µm), մակերեսային մշակված (օրինակ՝ սիլան) տեսակներ: ՊՎՔ-ի հետ համատեղելիության վերաբերյալ առաջարկությունների համար դիմեք մատակարարներին:
Սուպերդիսպերսանտներ՝Պետք է օգտագործել բարձր արդյունավետության տեսակներ։ Մատակարարներին տեղեկացրեք կիրառման մասին (ՊՎՔ, բարձր բեռնվածության անօրգանական լցանյութեր, հալոգենազուրկ կրակակայունություն)։
Ընդհանուր գումար՝Ապահովեք բարձր որակ։
Փորձարկում.Անցկացրեք խիստ կրակակայունության թեստեր՝ նպատակային չափանիշներին համապատասխան: Գնահատեք նաև ծերացման/ջրակայունությունը (կարևոր է բացօթյա վրանների համար): Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կայունացուցիչներն ու հակաօքսիդանտները կարևոր են: