სიახლეები

PVC საფარის ცეცხლგამძლე ფორმულირების ანალიზი და ოპტიმიზაცია

კლიენტი აწარმოებს PVC კარვებს და საჭიროებს ცეცხლგამძლე საფარის წასმას. ამჟამინდელი ფორმულა შედგება 60 ნაწილისგან PVC ფისის, 40 ნაწილისგან TOTM-ის, 30 ნაწილისგან ალუმინის ჰიპოფოსფიტის (40%-იანი ფოსფორის შემცველობით), 10 ნაწილისგან MCA-ს, 8 ნაწილისგან თუთიის ბორატისგან და დისპერსანტებისგან. თუმცა, ცეცხლგამძლეობა დაბალია და ცეცხლგამძლე საშუალებების დისპერსია არასაკმარისია. ქვემოთ მოცემულია მიზეზების ანალიზი და ფორმულის შემოთავაზებული კორექტირება.

I. დაბალი ცეცხლგამძლეობის ძირითადი მიზეზები

1. დისბალანსირებული ცეცხლგამძლე სისტემა სუსტი სინერგიული ეფექტებით

ჭარბი ალუმინის ჰიპოფოსფიტი (30 ნაწილი):
მიუხედავად იმისა, რომ ალუმინის ჰიპოფოსფიტი წარმოადგენს ფოსფორზე დაფუძნებულ ეფექტურ ცეცხლგამძლე საშუალებას (ფოსფორის შემცველობა 40%), მისი ჭარბი რაოდენობა (25 ნაწილზე მეტი) შეიძლება გამოიწვიოს:
სისტემის სიბლანტის მკვეთრი ზრდა, რაც ართულებს დისპერსიას და წარმოქმნის აგლომერირებულ ცხელ წერტილებს, რომლებიც აჩქარებენ წვას („ფითილის ეფექტი“).
მასალის შემცირებული სიმტკიცე და აპკის ფორმირების თვისებების დარღვევა არაორგანული შემავსებლის ჭარბი რაოდენობის გამო.
მაღალი MCA შემცველობა (10 ნაწილი):
MCA (აზოტზე დაფუძნებული) როგორც წესი, სინერგისტად გამოიყენება. როდესაც დოზა 5 ნაწილს აჭარბებს, ის ზედაპირზე მიგრირებს, რაც ამცირებს ცეცხლგამძლე მასალის ეფექტურობას და პოტენციურად ხელს უშლის სხვა ცეცხლგამძლე საშუალებებს.
ძირითადი სინერგისტების ნაკლებობა:
მიუხედავად იმისა, რომ თუთიის ბორატს აქვს კვამლის ჩახშობის ეფექტი, სტიბიუმის ბაზაზე (მაგ., სტიბიუმის ტრიოქსიდი) ან ლითონის ოქსიდის (მაგ., ალუმინის ჰიდროქსიდი) ნაერთების არარსებობა ხელს უშლის „ფოსფორ-აზოტი-სტიბიუმის“ სინერგიული სისტემის ფორმირებას, რაც იწვევს არასაკმარის აიროვან ფაზაში ცეცხლგამძლეობას.

2. პლასტიფიკატორის შერჩევასა და ცეცხლგამძლეობის მიზნებს შორის შეუსაბამობა

TOTM-ს (ტრიოქტილ ტრიმელიტატს) აქვს შეზღუდული ცეცხლგამძლეობა:
TOTM გამოირჩევა სითბოსადმი მდგრადობით, მაგრამ გაცილებით ნაკლებად ეფექტურია ცეცხლგამძლეობის მხრივ ფოსფატურ ეთერებთან (მაგ., TOTP) შედარებით. მაღალი ცეცხლგამძლეობის აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა კარვის საფარი, TOTM-ს არ შეუძლია უზრუნველყოს საკმარისი დანახშირისა და ჟანგბადის ბარიერის შესაძლებლობები.
არასაკმარისი საერთო პლასტიზატორი (მხოლოდ 40 ნაწილი):
PVC ფისს სრული პლასტიფიკაციისთვის, როგორც წესი, პლასტიფიკატორის 60–75 ნაწილი სჭირდება. პლასტიფიკატორის დაბალი შემცველობა იწვევს დნობის მაღალ სიბლანტეს, რაც კიდევ უფრო ამძაფრებს ცეცხლგამძლე დისპერსიის პრობლემებს.

3. არაეფექტური დისპერსიული სისტემა, რაც იწვევს ცეცხლგამძლე მასალის არათანაბარ განაწილებას

ამჟამინდელი დისპერსანტი შეიძლება იყოს ზოგადი დანიშნულების ტიპის (მაგ., სტეარინის მჟავა ან PE ცვილი), რომელიც არაეფექტურია მაღალი დატვირთვის არაორგანული ცეცხლგამძლე საშუალებებისთვის (ალუმინის ჰიპოფოსფიტი + თუთიის ბორატი სულ 48 ნაწილი), რაც იწვევს:
ცეცხლგამძლე ნაწილაკების აგლომერაცია, რაც საფარში ლოკალიზებულ სუსტ წერტილებს ქმნის.
დამუშავების დროს დნობის ცუდი ნაკადი, რაც წარმოქმნის ძვრის სითბოს, რაც იწვევს ნაადრევ დაშლას.

4. ცეცხლგამძლე ნივთიერებებსა და PVC-ს შორის ცუდი თავსებადობა

არაორგანულ მასალებს, როგორიცაა ალუმინის ჰიპოფოსფიტი და თუთიის ბორატი, მნიშვნელოვანი პოლარობის სხვაობა აქვთ PVC-თან. ზედაპირის მოდიფიკაციის გარეშე (მაგ., სილანის შემაერთებელი აგენტები), ხდება ფაზური გამოყოფა, რაც ამცირებს ცეცხლგამძლეობის ეფექტურობას.

II. დიზაინის ძირითადი მიდგომა

1. პირველადი პლასტიზატორის შეცვლა TOTP-ით

გამოიყენეთ მისი შესანიშნავი შინაგანი ცეცხლგამძლეობა (ფოსფორის შემცველობა ≈9%) და პლასტიფიკაციის ეფექტი.

2. ცეცხლგამძლე ნივთიერებების კოეფიციენტებისა და სინერგიის ოპტიმიზაცია

ფოსფორის ძირითად წყაროდ ალუმინის ჰიპოფოსფიტი შეინარჩუნეთ, მაგრამ მნიშვნელოვნად შეამცირეთ მისი დოზა დისპერსიის გასაუმჯობესებლად და „ფითილის ეფექტის“ მინიმიზაციის მიზნით.
შეინარჩუნეთ თუთიის ბორატი, როგორც მთავარი სინერგისტი (ხელს უწყობს ნახშირბადის და კვამლის ჩახშობას).
MCA შეინარჩუნეთ, როგორც აზოტის სინერგისტი, მაგრამ შეამცირეთ მისი დოზა მიგრაციის თავიდან ასაცილებლად.
წარმოგიდგენთულტრაწვრილი ალუმინის ჰიდროქსიდი (ATH)როგორც მრავალფუნქციური კომპონენტი:
ცეცხლგამძლეობა:აალებადი აირების ენდოთერმული დაშლა (დეჰიდრატაცია), გაგრილება და განზავება.
კვამლის ჩახშობა:მნიშვნელოვნად ამცირებს კვამლის წარმოქმნას.
შემავსებელი:ამცირებს ხარჯებს (სხვა ცეცხლგამძლე საშუალებებთან შედარებით).
გაუმჯობესებული დისპერსია და ნაკადი (ულტრახარისხიანი კლასი):უფრო ადვილია გაფანტვა, ვიდრე ჩვეულებრივი ATH, რაც მინიმუმამდე ამცირებს სიბლანტის ზრდას.

3. დისპერსიის პრობლემების ძლიერი გადაწყვეტილებები

პლასტიზატორის შემცველობის მნიშვნელოვნად გაზრდა:უზრუნველყოს PVC-ის სრული პლასტიფიცირება და შეამციროს სისტემის სიბლანტე.
გამოიყენეთ მაღალი ეფექტურობის სუპერდისპერსანტები:სპეციალურად შექმნილია მაღალი დატვირთვის, ადვილად აგლომერირებული არაორგანული ფხვნილებისთვის (ალუმინის ჰიპოფოსფიტი, ATH).
დამუშავების ოპტიმიზაცია (წინასწარი შერევა კრიტიკულად მნიშვნელოვანია):უზრუნველყავით ცეცხლგამძლე საშუალებების საფუძვლიანი დასველება და გაფანტვა.

4. ძირითადი დამუშავების სტაბილურობის უზრუნველყოფა

დაამატეთ საკმარისი რაოდენობის თბოსტაბილიზატორები და შესაბამისი საპოხი მასალები.

III. ცეცხლგამძლე PVC-ის გადამუშავებული ფორმულა

კომპონენტი	ტიპი/ფუნქცია	რეკომენდებული ნაწილები	შენიშვნები/ოპტიმიზაციის წერტილები
PVC ფისი	ბაზის ფისი	100	-
TOTP	პირველადი ცეცხლგამძლე პლასტიზატორი (P წყარო)	65–75	ძირითადი ცვლილება!უზრუნველყოფს შესანიშნავ ცეცხლგამძლეობას და კრიტიკულ პლასტიფიცირებას. მაღალი დოზირება უზრუნველყოფს სიბლანტის შემცირებას.
ალუმინის ჰიპოფოსფიტი	პირველადი ფოსფორის ცეცხლგამძლე (მჟავის წყარო)	15–20	დოზა მნიშვნელოვნად შემცირებულია!ინარჩუნებს ფოსფორის როლს ბირთვში, ამავდროულად ამცირებს სიბლანტისა და დისპერსიის პრობლემებს.
ულტრაწვრილი ATH	ცეცხლგამძლე შემავსებელი/კვამლის ჩამხშობი/ენდოთერმული აგენტი	25–35	მთავარი დამატება!აირჩიეთ ულტრაწვრილი (D50=1–2µm), ზედაპირულად დამუშავებული (მაგ., სილანი) კლასის. უზრუნველყოფს გაგრილებას, კვამლის ჩახშობას და შევსებას. საჭიროებს ძლიერ დისპერსიას.
თუთიის ბორატი	სინერგისტი/კვამლის დამთრგუნველი/ნახშირბადის პრომოუტერი	8–12	შენარჩუნებულია. მუშაობს ფოსფორთან და ალუმინთან ერთად, რათა გააძლიეროს დანახშირისა და კვამლის ჩახშობა.
MCA	აზოტის სინერგისტი (აირის წყარო)	4–6	დოზა მნიშვნელოვნად შემცირებულია!გამოიყენება მხოლოდ როგორც დამხმარე აზოტის წყარო მიგრაციის თავიდან ასაცილებლად.
მაღალი ეფექტურობის სუპერდისპერსანტი	კრიტიკული დანამატი	3.0–4.0	რეკომენდებულია: პოლიესტერი, პოლიურეთანი ან მოდიფიცირებული პოლიაკრილატის ტიპები (მაგ., BYK-163, TEGO Dispers 655, Efka 4010 ან შიდა SP-1082). დოზირება საკმარისი უნდა იყოს!
სითბოს სტაბილიზატორი	ხელს უშლის დეგრადაციას დამუშავების დროს	3.0–5.0	რეკომენდებულია მაღალი ეფექტურობის Ca/Zn კომპოზიტური სტაბილიზატორები (ეკოლოგიურად სუფთა). დოზირება დაარეგულირეთ აქტივობისა და დამუშავების ტემპერატურის მიხედვით.
საპოხი (შიდა/გარეგანი)	აუმჯობესებს დამუშავების პროცესს, ხელს უშლის წებოვნებას	1.0–2.0	რეკომენდებული კომბინაცია: -შიდა:სტეარინის მჟავა (0.3–0.5 ნაწილი) ან სტეარილის სპირტი (0.3–0.5 ნაწილი) -გარე:დაჟანგული პოლიეთილენის ცვილი (OPE, 0.5–1.0 ნაწილი) ან პარაფინის ცვილი (0.5–1.0 ნაწილი)
სხვა დანამატები (მაგალითად, ანტიოქსიდანტები, ულტრაიისფერი სტაბილიზატორები)	საჭიროებისამებრ	-	გარე კარვის გამოყენებისთვის მკაცრად რეკომენდებულია ულტრაიისფერი სტაბილიზატორების (მაგ., ბენზოტრიაზოლი, 1–2 ნაწილი) და ანტიოქსიდანტების (მაგ., 1010, 0.3–0.5 ნაწილი) გამოყენება.

IV. ფორმულის შენიშვნები და ძირითადი პუნქტები

1. TOTP არის ძირითადი ფონდი

65–75 ნაწილიუზრუნველყოფს:
სრული პლასტიზაცია: PVC-ს სჭირდება საკმარისი რაოდენობის პლასტიზატორი რბილი, უწყვეტი აპკის ფორმირებისთვის.
სიბლანტის შემცირება: კრიტიკულად მნიშვნელოვანია მაღალი დატვირთვის არაორგანული ცეცხლგამძლე საშუალებების დისპერსიის გასაუმჯობესებლად.
შინაგანი ცეცხლგამძლეობა: TOTP თავისთავად მაღალეფექტური ცეცხლგამძლე პლასტიზატორია.

2. ცეცხლგამძლე სინერგია

PNB-Al სინერგია:ალუმინის ჰიპოფოსფიტი (P) + MCA (N) უზრუნველყოფს PN-ის სინერგიას. თუთიის ბორატი (B, Zn) აძლიერებს დანახშირებას და კვამლის ჩახშობას. ულტრაწვრილი ATH (Al) უზრუნველყოფს მასიურ ენდოთერმულ გაგრილებას და კვამლის ჩახშობას. TOTP ასევე ხელს უწყობს ფოსფორის შეტანას. ეს ქმნის მრავალელემენტიან სინერგიულ სისტემას.
ATH-ის როლი:ულტრაწვრილი ათენის 25–35 ნაწილი ცეცხლგამძლე და კვამლის ჩახშობის ძირითად ფაქტორს წარმოადგენს. მისი ენდოთერმული დაშლა შთანთქავს სითბოს, ხოლო გამოყოფილი წყლის ორთქლი აზავებს ჟანგბადს და აალებადი აირებს.ულტრაწვრილი და ზედაპირულად დამუშავებული ATH კრიტიკულად მნიშვნელოვანიასიბლანტის ზემოქმედების მინიმიზაციისა და PVC-თან თავსებადობის გასაუმჯობესებლად.
აღდგენილი ალუმინის ჰიპოფოსფიტი:სისტემის დატვირთვის შესამსუბუქებლად და ფოსფორის წვლილის შესანარჩუნებლად, რაოდენობა 30-დან 15-20 ნაწილად შემცირდა.
შემცირებული MCA:მიგრაციის თავიდან ასაცილებლად, რაოდენობა 10-დან 4-6 ნაწილად შემცირდა.

3. დისპერსიული გადაწყვეტა - წარმატებისთვის კრიტიკულად მნიშვნელოვანი

სუპერდისპერსანტი (3–4 ნაწილი):აუცილებელია მაღალი დატვირთვის (სულ 50–70 წილი არაორგანული შემავსებლები!), ძნელად გასაფანტავი სისტემის (ალუმინის ჰიპოფოსფიტი + ულტრაწვრილი ათენის მჟავა + თუთიის ბორატი) მართვისთვის.ჩვეულებრივი დისპერსანტები (მაგ., კალციუმის სტეარატი, PE ცვილი) არასაკმარისია!ჩადეთ ინვესტიცია მაღალი ეფექტურობის სუპერდისპერსანტებში და გამოიყენეთ საკმარისი რაოდენობით.
პლასტიზატორის შემცველობა (65–75 ნაწილი):როგორც ზემოთ აღინიშნა, ამცირებს საერთო სიბლანტეს, რაც ქმნის უკეთეს გარემოს დისპერსიისთვის.
საპოხი მასალები (1–2 ნაწილი):შიდა/გარე საპოხი მასალების კომბინაცია უზრუნველყოფს კარგ ნაკადს შერევისა და დაფარვის დროს, რაც ხელს უშლის წებოვნებას.

4. დამუშავება – წინასწარი შერევის მკაცრი პროტოკოლი

ნაბიჯი 1 (არაორგანული ფხვნილების მშრალი ნარევი):
მაღალსიჩქარიან მიქსერში დაამატეთ ალუმინის ჰიპოფოსფიტი, ულტრაწვრილი ATH, თუთიის ბორატი, MCA და ყველა სუპერდისპერსანტი.
80–90°C ტემპერატურაზე 8–10 წუთის განმავლობაში აურიეთ. მიზანი: დარწმუნდით, რომ სუპერდისპერსანტი სრულად ფარავს თითოეულ ნაწილაკს და არღვევს აგლომერატებს.დრო და ტემპერატურა კრიტიკულია!
ნაბიჯი 2 (სლუპრის წარმოქმნა):
პირველი ნაბიჯიდან ნარევს დაუმატეთ TOTP-ის უმეტესი ნაწილი (მაგ., 70–80%), ყველა თბოსტაბილიზატორი და შიდა საპოხი მასალები.
შეურიეთ 90–100°C ტემპერატურაზე 5–7 წუთის განმავლობაში ერთგვაროვანი, ფლანგვადი ცეცხლგამძლე სუსპენზიის მიღებამდე. დარწმუნდით, რომ ფხვნილები სრულად დასველებულია პლასტიფიკატორებით.
ნაბიჯი 3 (დაამატეთ PVC და დარჩენილი კომპონენტები):
დაამატეთ PVC ფისი, დარჩენილი TOTP, გარე საპოხი მასალები (და ანტიოქსიდანტები/ულტრაიისფერი სტაბილიზატორები, თუ ამ ეტაპზეა დამატებული).
ურიეთ 100–110°C ტემპერატურაზე 7–10 წუთის განმავლობაში, სანამ არ მიაღწევთ „მშრალ წერტილს“ (თავისუფლად მიედინება, არ წარმოიქმნება კოლტები).PVC-ის დეგრადაციის თავიდან ასაცილებლად მოერიდეთ ზედმეტ შერევას.
გაგრილება:გადაწურეთ და გააგრილეთ ნარევი <50°C-მდე, რათა თავიდან აიცილოთ შეკუმშვა.

5. შემდგომი დამუშავება

გაცივებული მშრალი ნარევი გამოიყენეთ კალენდრებისთვის ან საფარის დასაფენად.
სტაბილიზატორის უკმარისობის ან ცეცხლგამძლე საშუალებების (მაგ., ATH) ნაადრევი დაშლის თავიდან ასაცილებლად, მკაცრად აკონტროლეთ დამუშავების ტემპერატურა (რეკომენდებული დნობის ტემპერატურა ≤170–175°C).

V. მოსალოდნელი შედეგები და სიფრთხილის ზომები

ცეცხლგამძლეობა:თავდაპირველ ფორმულასთან (TOTM + მაღალი ალუმინის ჰიპოფოსფიტი/MCA) შედარებით, ამ გადამუშავებულმა ფორმულამ (TOTP + ოპტიმიზებული P/N/B/Al თანაფარდობები) მნიშვნელოვნად უნდა გააუმჯობესოს ცეცხლგამძლეობა, განსაკუთრებით ვერტიკალური წვის მუშაობისა და კვამლის ჩახშობისას. კარვებისთვის მიზნად ისახავს CPAI-84-ის მსგავს სტანდარტებს. ძირითადი ტესტები: ASTM D6413 (ვერტიკალური წვა).
დისპერსია:სუპერდისპერსანტი + მაღალი პლასტიფიკატორი + ოპტიმიზებული წინასწარი შერევა მნიშვნელოვნად უნდა გააუმჯობესოს დისპერსია, შეამციროს აგლომერაცია და გააუმჯობესოს საფარის ერთგვაროვნება.
დამუშავებადობა:შეუფერხებელი დამუშავების უზრუნველსაყოფად საჭიროა TOTP-ისა და საპოხი მასალების საკმარისი რაოდენობა, თუმცა ფაქტობრივი წარმოების დროს უნდა აკონტროლოთ სიბლანტე და წებოვნება.
ღირებულება:TOTP და სუპერდისპერსანტები ძვირია, მაგრამ აღდგენილი ალუმინის ჰიპოფოსფიტი და MCA გარკვეულ ხარჯებს ანაზღაურებენ. ATH შედარებით იაფია.

კრიტიკული შეხსენებები:

ჯერ მცირე მასშტაბის ცდები!ტესტირება ლაბორატორიაში ჩაატარეთ და კორექტირება ჩაატარეთ ფაქტობრივი მასალების (განსაკუთრებით ATH-ის და სუპერდისპერსანტების მახასიათებლების) და აღჭურვილობის მიხედვით.
მასალის შერჩევა:
ათ.:აუცილებლად გამოიყენეთ ულტრაწვრილი (D50 ≤2µm), ზედაპირულად დამუშავებული (მაგ., სილანი) კლასის მასალები. PVC-თან თავსებადი რეკომენდაციებისთვის მიმართეთ მომწოდებლებს.
სუპერდისპერსანტები:აუცილებლად უნდა იქნას გამოყენებული მაღალი ეფექტურობის ტიპები. აცნობეთ მომწოდებლებს გამოყენების შესახებ (PVC, მაღალი დატვირთვის არაორგანული შემავსებლები, ჰალოგენისგან თავისუფალი ცეცხლგამძლე).
საერთო ჯამი:უზრუნველყავით მაღალი ხარისხი.
ტესტირება:ჩაატარეთ მკაცრი ცეცხლგამძლე ტესტები სამიზნე სტანდარტების შესაბამისად. ასევე შეაფასეთ დაბერების/წყალგამძლეობა (რაც კრიტიკულად მნიშვნელოვანია გარე კარვებისთვის!). აუცილებელია ულტრაიისფერი სტაბილიზატორები და ანტიოქსიდანტები.