DMF disolbatzailea erabiliz TPU estaldura sistemarako halogenorik gabeko suaren aurkako formulazioa
Dimetil Formamida (DMF) disolbatzaile gisa erabiltzen duten TPU estaldura sistemetarako, aluminio hipofosfitoa (AHP) eta zink boratoa (ZB) suaren aurkako erabilerak ebaluazio sistematikoa behar du. Jarraian, analisi eta inplementazio plan zehatza aurkezten da:
I. Aluminio Hipofosfitoaren (AHP) Bideragarritasun Azterketa
1. Suaren aurkako mekanismoa eta abantailak
- Mekanismoa:
- Tenperatura altuetan deskonposatzen da azido fosforikoak eta metafosforikoak sortzeko, TPU-n ikatza eratzea sustatuz (fase kondentsatuko suaren aurkako erresistentzia).
- PO· erradikalak askatzen ditu errekuntza-kate-erreakzioak eteteko (gas-faseko suaren aurkako erresistentzia).
- Abantailak:
- Halogenorik gabekoa, ke gutxikoa, toxikotasun txikikoa, RoHS/REACH araudiarekin bat datorrena.
- Egonkortasun termiko ona (deskonposizio-tenperatura ≈300 °C), TPU lehortze-prozesuetarako egokia (normalean <150 °C).
2. Aplikazioaren erronkak eta irtenbideak
| Erronka | Irtenbidea |
| DMF-n dispertsio eskasa | Erabili gainazalean aldatutako AHP (adibidez, KH-550 silano akoplamendu-agentea). Aurre-dispertsio prozesua: Bola-errota AHP DMF eta dispertsatzailearekin (adibidez, BYK-110) partikula-tamaina <5μm-ra iritsi arte. |
| Karga-eskakizun handia (% 20-30) | ZB edo melamina zianuratoarekin (MCA) konbinazio sinergikoa karga osoa % 15-20ra murrizteko. |
| Estalduraren gardentasun murriztua | Erabili nano tamainako AHP (partikula tamaina <1μm) edo nahastu suaren aurkako agente gardenekin (adibidez, fosfato organikoak). |
3. Gomendatutako formulazioa eta prozesua
- Formulazio adibidea:
- TPU/DMF oinarria: 100 phr
- Gainazalean aldatutako AHP: 20 phr
- Zink boratoa (ZB): 5 phr (kearen aurkako sinergia)
- Dispertsantea (BYK-110): 1,5 phr
- Prozesuaren puntu nagusiak:
- Aurrez nahastu AHP dispertsatzailearekin eta DMF partzialarekin zizailadura handian (≥3000 rpm, 30 min), eta ondoren nahastu TPU nahasketarekin.
- Estaldura osteko lehortzea: 120-150 °C, luzatu denbora % 10 DMF lurruntze osoa ziurtatzeko.
II. Zink boratoaren (ZB) bideragarritasun azterketa
1. Suaren aurkako mekanismoa eta abantailak
- Mekanismoa:
- Tenperatura altuetan B₂O₃ beira geruza bat sortzen du, oxigenoa eta beroa blokeatuz (fase kondentsatuko suaren aurkako erresistentzia).
- Lotutako ura (~% 13), gas sukoiak diluitu eta sistema hoztu.
- Abantailak:
- Efektu sinergiko handia AHP edo aluminio trihidroxidoarekin (ATH).
- Kea kentzeko modu bikaina, kea gutxiko aplikazioetarako aproposa.
2. Aplikazioaren erronkak eta irtenbideak
| Erronka | Irtenbidea |
| Dispertsio-egonkortasun eskasa | Erabili nanotamainako ZB (<500nm) eta hezetzaileak (adibidez, TegoDispers 750W). |
| Suaren aurkako eraginkortasun baxua (karga handia behar da) | Erabili sinergista gisa (% 5-10) suaren aurkako agente primarioekin (adibidez, AHP edo fosforo organikoa). |
| Estalduraren malgutasun murriztua | Konpentsatu plastifikatzaileekin (adibidez, DOP edo poliester poliolak). |
3. Gomendatutako formulazioa eta prozesua
- Formulazio adibidea:
- TPU/DMF oinarria: 100 phr
- Nano tamainako ZB: 8 phr
- AHP: 15 phr
- Agente hezetzailea (Tego 750W): 1 pz
- Prozesuaren puntu nagusiak:
- TPU nahasketarekin egin aurretik, ZB DMF-n aurrez sakabanatu ale-fresaketaren bidez (partikula-tamaina ≤2μm).
- Luzatu lehortze-denbora (adibidez, 30 minutu) hondar-hezetasunak suaren aurkako erresistentzian eraginik izan ez dezan.
III. AHP + ZB Sistemaren Ebaluazio Sinergikoa
1. Suaren aurkako efektu sinergikoak
- Gas-faseko eta kondentsatutako faseko sinergia:
- AHP-k fosforoa ematen du karosketarako, eta ZB-k, berriz, karosketa-geruza egonkortzen du eta ondorengo distira kentzen du.
- LOI konbinatua: % 28-30, UL94 V-0 (1,6 mm) lor daiteke.
- Kearen kentzea:
- ZB-k kearen isurketa %50 baino gehiago murrizten du (Kono Kalorimetroaren proba).
2. Errendimenduaren Orekarako Gomendioak
- Jabetza Mekanikoaren Konpentsazioa:
- Gehitu % 2-3 TPU plastifikatzailea (adibidez, polikaprolaktona poliola) malgutasuna mantentzeko (luzapena > % 300).
- Erabili hauts ultrafinak (AHP/ZB <2μm) trakzio-erresistentziaren galera minimizatzeko.
- Prozesuaren Egonkortasun Kontrola:
- Mantendu lohi-biskositatea 2000-4000 cP-tan (Brookfield RV, 4. ardatza, 20 rpm) estaldura uniformea lortzeko.
IV. Disolbatzaileetan Oinarritutako Likido Suaren Aurpegiko Agenteekin Konparaketa
| Parametroa | AHP + ZB Sistema | FR fosforo-nitrogeno likidoa (adibidez, Levagard 4090N) |
| Kargatzen | %20-30 | %15-25 |
| Dispertsio Zailtasuna | Aurretratamendua behar du (zizailadura/gainazalaren aldaketa handia) | Zuzeneko disoluzioa, ez da dispertsiorik behar |
| Kostua | Baxua (~$3-5/kg) | Altua (~$10-15/kg) |
| Ingurumen-inpaktua | Halogenorik gabekoa, toxikotasun txikikoa | Halogenoak izan ditzake (produktuaren araberakoa) |
| Estalduraren Gardentasuna | Erdi-gardenatik opakora | Oso gardena |
V. Gomendatutako inplementazio-urratsak
- Laborategiko Eskalako Probak:
- Ebaluatu AHP/ZB banaka eta konbinatuta (gradientearen karga: % 10, % 15, % 20).
- Ebaluatu dispertsio-egonkortasuna (ez da sedimentaziorik sortzen 24 ordu igaro ondoren), biskositate-aldaketak eta estalduraren uniformetasuna.
- Eskala pilotuko balidazioa:
- Optimizatu lehortze-baldintzak (denbora/tenperatura) eta probatu suaren aurkako erresistentzia (UL94, LOI) eta propietate mekanikoak.
- Kostuak alderatu: AHP+ZB-k FR likidoekin alderatuta kostuak % 30 baino gehiago murrizten baditu, ekonomikoki bideragarria da.
- Eskalatze-prestaketa:
- Elkarlanean aritu hornitzaileekin aurrez sakabanatutako AHP/ZB masterbatch-ak (DMF oinarridunak) garatzeko, ekoizpen sinplifikatua lortzeko.
VI. Ondorioa
Kontrolatutako dispertsio-prozesuekin, AHP eta ZB TPU/DMF estalduretarako suaren aurkako erresistente eraginkor gisa erabil daitezke, baldin eta:
- Gainazalaren aldaketa + zizailadura handiko dispertsioapartikula-pilaketa saihesteko aplikatzen da.
- AHP (lehen mailakoa) + ZB (sinergista)eraginkortasuna eta kostua orekatzen ditu.
- -rakogardentasun/malgutasun handiaeskakizunak kontuan hartuta, fosforo-nitrogeno likidozko FR-ak (adibidez, Levagard 4090N) hobesgarriak dira oraindik.
Sichuan Taifeng Suaren Aurkako Berrien Enpresa, Ltd. (ISO eta REACH)
Email: lucy@taifeng-fr.com
Argitaratze data: 2025eko maiatzaren 22a