Solution systématique pour réduire la densité de fumée des films TPU

Solution systématique pour réduire la densité de fumée des films TPU (Actuel : 280 ; Objectif : < 200)
(Formulation actuelle : hypophosphite d’aluminium 15 phr, MCA 5 phr, borate de zinc 2 phr)

I. Analyse des enjeux fondamentaux

1. Limites de la formulation actuelle :

• hypophosphite d'aluminium: Supprime principalement la propagation des flammes, mais son action sur la fumée est limitée.
• MCA: Un retardateur de flamme en phase gazeuse efficace pour la persistance incandescente (objectif déjà atteint) mais insuffisant pour la réduction des fumées de combustion.
• borate de zinc: Favorise la formation de charbon mais est sous-dosé (seulement 2 phr), ne parvenant pas à former une couche de charbon suffisamment dense pour supprimer la fumée.

1. Exigence clé :

• Réduire la densité des fumées de combustion viasuppression de fumée améliorée par charbon de boisoumécanismes de dilution en phase gazeuse.

II. Stratégies d'optimisation

1. Ajuster les proportions de la formulation existante

• hypophosphite d'aluminiumAugmenter à18–20 phr(améliore la résistance au feu en phase condensée ; surveille la flexibilité).
• MCAAugmenter à6 à 8 phr(stimule l'action en phase gazeuse ; des quantités excessives peuvent dégrader le processus).
• borate de zincAugmenter à3–4 phr(renforce la formation de charbon).

Exemple de formulation ajustée :

• Hypophosphite d'aluminium : 18 phr
• MCA : 7 phr
• Borate de zinc : 4 phr

2. Introduire des systèmes de suppression de fumée à haute efficacité

• Composés de molybdène(par exemple, molybdate de zinc ou molybdate d'ammonium) :
• Rôle: Catalyse la formation de charbon, créant une barrière dense pour bloquer la fumée.
• Dosage: 2–3 phr (synergise avec le borate de zinc).
• Nanoclay (montmorillonite):
• RôleBarrière physique pour réduire les dégagements de gaz inflammables.
• Dosage: 3–5 phr (surface modifiée pour la dispersion).
• retardateurs de flamme à base de silicone:
• RôleAméliore la qualité du charbon et la réduction de la fumée.
• Dosage: 1–2 phr (évite la perte de transparence).

3. Optimisation synergique du système

• borate de zincAjouter 1 à 2 phr pour créer une synergie avec l'hypophosphite d'aluminium et le borate de zinc.
• Polyphosphate d'ammonium (APP): Ajouter 1 à 2 phr pour renforcer l'action en phase gazeuse avec le MCA.

III. Formulation complète recommandée

Résultats attendus :

• densité de fumée de combustion: ≤200 (via la synergie charbon + phase gazeuse).
• Densité de fumée de la rémanence: Maintenir ≤200 (MCA + borate de zinc).

IV. Notes clés sur l'optimisation des processus

1. Température de traitementMaintenir une température de 180 à 200 °C pour éviter une décomposition prématurée du retardateur de flamme.
2. Dispersion:

• Utiliser un mélange à grande vitesse (≥2000 tr/min) pour une distribution uniforme de nanoclay/molybdate.
• Ajouter 0,5 à 1 phr d'agent de couplage silane (par exemple, KH550) pour améliorer la compatibilité de la charge.

1. Formation du filmPour le moulage, réduire la vitesse de refroidissement afin de faciliter la formation de la couche de carbone.

V. Étapes de validation

1. Tests en laboratoire: Préparer des échantillons selon la formulation recommandée ; effectuer des tests de combustion verticale UL94 et de densité de fumée (ASTM E662).
2. Équilibre de performanceTester la résistance à la traction, l'allongement et la transparence.
3. Optimisation itérative: Si la densité de fumée reste élevée, ajustez progressivement le molybdate ou la nanoargile (±1 phr).

VI. Coût et faisabilité

• Impact sur les coûts: Le molybdate de zinc (~50 ¥/kg) + la nanoclay (~30 ¥/kg) augmentent le coût total de <15 % à une charge ≤10 %.
• Évolutivité industrielleCompatible avec les procédés de fabrication TPU standard ; aucun équipement spécialisé n'est nécessaire.

VII. Conclusion

Paraugmentation du borate de zinc + ajout de molybdate + nanoargile, un système à triple action (Formation de charbon + dilution des gaz + barrière physiquepeut atteindre la densité de fumée de combustion cible (≤ 200). Prioriser les essais dumolybdate + nanoargilecombiner les deux, puis ajuster les ratios pour un équilibre coût-performance optimal.