હેલોજન-મુક્ત ફ્લેમ રિટાર્ડન્ટ પીવીસી ચામડા માટે ફોર્મ્યુલેશન કન્વર્ઝન

હેલોજન-મુક્ત ફ્લેમ રિટાર્ડન્ટ પીવીસી ચામડા માટે ફોર્મ્યુલેશન કન્વર્ઝન

પરિચય

ક્લાયન્ટ જ્યોત-પ્રતિરોધક પીવીસી ચામડું અને અગાઉ ઉપયોગમાં લેવાતા એન્ટિમોની ટ્રાયઓક્સાઇડ (Sb₂O₃) નું ઉત્પાદન કરે છે. હવે તેઓ Sb₂O₃ ને દૂર કરવા અને હેલોજન-મુક્ત જ્યોત-પ્રતિરોધક પર સ્વિચ કરવાનું લક્ષ્ય રાખે છે. વર્તમાન ફોર્મ્યુલેશનમાં PVC, DOP, EPOXY, BZ-500, ST, HICOAT-410 અને એન્ટિમોનીનો સમાવેશ થાય છે. એન્ટિમોની-આધારિત પીવીસી ચામડાના ફોર્મ્યુલેશનથી હેલોજન-મુક્ત જ્યોત-પ્રતિરોધક સિસ્ટમમાં સંક્રમણ એક મહત્વપૂર્ણ તકનીકી અપગ્રેડ રજૂ કરે છે. આ પરિવર્તન માત્ર વધુને વધુ કડક પર્યાવરણીય નિયમો (દા.ત., RoHS, REACH) નું પાલન કરતું નથી પરંતુ ઉત્પાદનની "લીલી" છબી અને બજાર સ્પર્ધાત્મકતાને પણ વધારે છે.

મુખ્ય પડકારો

1. સિનર્જિસ્ટિક અસરનું નુકસાન:
   • Sb₂O₃ પોતે એક મજબૂત જ્યોત પ્રતિરોધક નથી, પરંતુ PVC માં ક્લોરિન સાથે ઉત્તમ સિનર્જિસ્ટિક જ્યોત-પ્રતિરોધક અસરો દર્શાવે છે, જે કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે. એન્ટિમોની દૂર કરવા માટે વૈકલ્પિક હેલોજન-મુક્ત સિસ્ટમ શોધવાની જરૂર છે જે આ સિનર્જીની નકલ કરે છે.
2. જ્યોત મંદતા કાર્યક્ષમતા:
   • હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકોને ઘણીવાર સમકક્ષ જ્યોત પ્રતિરોધક રેટિંગ (દા.ત., UL94 V-0) પ્રાપ્ત કરવા માટે વધુ લોડિંગની જરૂર પડે છે, જે યાંત્રિક ગુણધર્મો (નરમતા, તાણ શક્તિ, વિસ્તરણ), પ્રક્રિયા કામગીરી અને ખર્ચને અસર કરી શકે છે.
3. પીવીસી ચામડાની લાક્ષણિકતાઓ:
   • પીવીસી ચામડા માટે ઉત્તમ નરમાઈ, હાથની અનુભૂતિ, સપાટીની પૂર્ણાહુતિ (એમ્બોસિંગ, ગ્લોસ), હવામાન પ્રતિકાર, સ્થળાંતર પ્રતિકાર અને નીચા-તાપમાનની સુગમતા જરૂરી છે. નવી ફોર્મ્યુલેશનમાં આ ગુણધર્મો જાળવી રાખવા જોઈએ અથવા નજીકથી મેળ ખાતી હોવી જોઈએ.
4. પ્રોસેસિંગ કામગીરી:
   • હેલોજન-મુક્ત ફિલર (દા.ત., ATH) નું વધુ લોડિંગ પીગળવાના પ્રવાહ અને પ્રક્રિયા સ્થિરતાને અસર કરી શકે છે.
5. ખર્ચની વિચારણાઓ:
   • કેટલાક ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા હેલોજન-મુક્ત જ્યોત રિટાડન્ટ્સ મોંઘા હોય છે, જેના કારણે કામગીરી અને કિંમત વચ્ચે સંતુલન જરૂરી છે.

હેલોજન-મુક્ત જ્યોત રિટાડન્ટ સિસ્ટમ્સ (પીવીસી કૃત્રિમ ચામડા માટે) માટે પસંદગી વ્યૂહરચના

1. પ્રાથમિક જ્યોત પ્રતિરોધક - મેટલ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ

• એલ્યુમિનિયમ ટ્રાઇહાઇડ્રોક્સાઇડ (ATH):
  • સૌથી સામાન્ય, ખર્ચ-અસરકારક.
  • મિકેનિઝમ: એન્ડોથર્મિક ડિક્પોઝિશન (~200°C), જ્વલનશીલ વાયુઓ અને ઓક્સિજનને પાતળું કરવા માટે પાણીની વરાળ મુક્ત કરે છે અને સાથે સાથે રક્ષણાત્મક સપાટી સ્તર બનાવે છે.
  • ખામીઓ: ઓછી કાર્યક્ષમતા, ઉચ્ચ લોડિંગ જરૂરી (40-70 phr), નરમાઈ, લંબાઈ અને પ્રક્રિયાક્ષમતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે; વિઘટન તાપમાન ઓછું છે.
• મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (MDH):
  • ઉચ્ચ વિઘટન તાપમાન (~340°C), પીવીસી પ્રક્રિયા માટે વધુ યોગ્ય (160–200°C).
  • ખામીઓ: સમાન ઊંચા લોડિંગ (40-70 phr) ની જરૂર છે; ATH કરતા થોડો વધારે ખર્ચ; ભેજનું શોષણ વધુ હોઈ શકે છે.

વ્યૂહરચના:

• ખર્ચ, પ્રક્રિયા તાપમાન અનુકૂલનક્ષમતા અને જ્યોત મંદતા સંતુલિત કરવા માટે MDH અથવા ATH/MDH મિશ્રણ (દા.ત., 70/30) પસંદ કરો.
• સપાટી-સારવાર (દા.ત., સિલેન-કપ્લ્ડ) ATH/MDH PVC સાથે સુસંગતતા સુધારે છે, ગુણધર્મોના ઘટાડાને ઘટાડે છે, અને જ્યોત મંદતા વધારે છે.

2. ફ્લેમ રિટાર્ડન્ટ સિનર્જિસ્ટ્સ

પ્રાથમિક જ્યોત પ્રતિરોધક લોડિંગ ઘટાડવા અને કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે, સિનર્જિસ્ટ આવશ્યક છે:

• ફોસ્ફરસ-નાઇટ્રોજન જ્યોત પ્રતિરોધક: હેલોજન-મુક્ત પીવીસી સિસ્ટમો માટે આદર્શ.
  • એમોનિયમ પોલીફોસ્ફેટ (APP): સળગાવવાને પ્રોત્સાહન આપે છે, એક તીવ્ર ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્તર બનાવે છે.
    • નોંધ: પ્રક્રિયા દરમિયાન વિઘટન ટાળવા માટે ઉચ્ચ-તાપમાન-પ્રતિરોધક ગ્રેડ (દા.ત., તબક્કો II, >280°C) નો ઉપયોગ કરો. કેટલાક APP પારદર્શિતા અને પાણી પ્રતિકારને અસર કરી શકે છે.
  • એલ્યુમિનિયમ ડાયથિલફોસ્ફિનેટ (ADP): ખૂબ કાર્યક્ષમ, ઓછું લોડિંગ (5-20 phr), ગુણધર્મો પર ન્યૂનતમ અસર, સારી થર્મલ સ્થિરતા.
    • ગેરલાભ: વધુ ખર્ચ.
  • ફોસ્ફેટ એસ્ટર્સ (દા.ત., RDP, BDP, TCPP): પ્લાસ્ટિસાઇઝિંગ જ્યોત પ્રતિરોધક તરીકે કાર્ય કરે છે.
    • ફાયદા: બેવડી ભૂમિકા (પ્લાસ્ટિસાઇઝર + જ્યોત પ્રતિરોધક).
    • ગેરફાયદા: નાના અણુઓ (દા.ત., TCPP) સ્થળાંતર/અસ્થિર થઈ શકે છે; RDP/BDP માં DOP કરતા ઓછી પ્લાસ્ટિસાઇઝિંગ કાર્યક્ષમતા હોય છે અને તે નીચા-તાપમાનની સુગમતા ઘટાડી શકે છે.
• ઝિંક બોરેટ (ZB):
  • ઓછી કિંમતનું, બહુવિધ કાર્યક્ષમ (જ્યોત પ્રતિરોધક, ધુમાડો દબાવનાર, ચાર પ્રમોટર, ટપકતા વિરોધી). ATH/MDH અને ફોસ્ફરસ-નાઇટ્રોજન સિસ્ટમો સાથે સારી રીતે સુમેળ સાધે છે. લાક્ષણિક લોડિંગ: 3-10 phr.
• ઝિંક સ્ટેનેટ/હાઇડ્રોક્સી સ્ટેનેટ:
  • ઉત્તમ ધુમાડાને દબાવનારા અને જ્યોત પ્રતિરોધક સિનર્જિસ્ટ, ખાસ કરીને ક્લોરિન ધરાવતા પોલિમર (દા.ત., પીવીસી) માટે. એન્ટિમોનીની સિનર્જિસ્ટિક ભૂમિકાને આંશિક રીતે બદલી શકે છે. લાક્ષણિક લોડિંગ: 2-8 પીએચઆર.
• મોલિબ્ડેનમ સંયોજનો (દા.ત., MoO₃, એમોનિયમ મોલિબ્ડેટ):
  • જ્યોત પ્રતિરોધક સિનર્જી સાથે મજબૂત ધુમાડાને દબાવનારા. લાક્ષણિક લોડિંગ: 2-5 પીએચઆર.
• નેનો ફિલર્સ (દા.ત., નેનોક્લે):
  • ઓછા લોડિંગ (3-8 phr) જ્યોત મંદતા (ચાર રચના, ગરમી છોડવાનો દર ઘટાડે છે) અને યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં સુધારો કરે છે. વિક્ષેપ મહત્વપૂર્ણ છે.

3. ધુમાડો દબાવનારા

પીવીસી દહન દરમિયાન ભારે ધુમાડો ઉત્પન્ન કરે છે. હેલોજન-મુક્ત ફોર્મ્યુલેશનને ઘણીવાર ધુમાડાને દબાવવાની જરૂર પડે છે. ઝિંક બોરેટ, ઝિંક સ્ટેનેટ અને મોલિબ્ડેનમ સંયોજનો ઉત્તમ પસંદગીઓ છે.

પ્રસ્તાવિત હેલોજન-મુક્ત જ્યોત રિટાર્ડન્ટ ફોર્મ્યુલેશન (ક્લાયન્ટના મૂળ ફોર્મ્યુલેશન પર આધારિત)

લક્ષ્ય: નરમાઈ, પ્રક્રિયાક્ષમતા અને મુખ્ય ગુણધર્મો જાળવી રાખીને UL94 V-0 (1.6 mm અથવા વધુ જાડું) પ્રાપ્ત કરો.

ધારણાઓ:

• મૂળ રચના:
  • ડીઓપી: ૫૦–૭૦ પીએચઆર (પ્લાસ્ટિસાઇઝર).
  • ST: સંભવતઃ સ્ટીઅરિક એસિડ (લુબ્રિકન્ટ).
  • HICOAT-410: Ca/Zn સ્ટેબિલાઇઝર.
  • BZ-500: કદાચ લુબ્રિકન્ટ/પ્રોસેસિંગ સહાય (પુષ્ટિ કરવા માટે).
  • ઇપોક્સી: ઇપોક્સિડાઇઝ્ડ સોયાબીન તેલ (કો-સ્ટેબિલાઇઝર/પ્લાસ્ટિસાઇઝર).
  • એન્ટિમોની: Sb₂O₃ (દૂર કરવા માટે).

૧. ભલામણ કરેલ ફોર્મ્યુલેશન ફ્રેમવર્ક (પ્રતિ ૧૦૦ પીએચઆર પીવીસી રેઝિન)

2. ઉદાહરણ ફોર્મ્યુલેશન (ઓપ્ટિમાઇઝેશનની જરૂર છે)

મહત્વપૂર્ણ અમલીકરણ પગલાં

1. કાચા માલની વિગતોની પુષ્ટિ કરો:
   • ની રાસાયણિક ઓળખ સ્પષ્ટ કરોબીઝેડ-૫૦૦અનેST(સપ્લાયર ડેટાશીટ્સનો સંપર્ક કરો).
   • ચોક્કસ લોડિંગ ચકાસોડીઓપી,ઇપોક્સી, અનેહિકોટ-૪૧૦.
   • ક્લાયન્ટની જરૂરિયાતો વ્યાખ્યાયિત કરો: લક્ષ્ય જ્યોત મંદતા (દા.ત., UL94 જાડાઈ), નરમાઈ (કઠિનતા), ઉપયોગ (ઓટોમોટિવ, ફર્નિચર, બેગ?), ખાસ જરૂરિયાતો (ઠંડા પ્રતિકાર, યુવી સ્થિરતા, ઘર્ષણ પ્રતિકાર?), ખર્ચ મર્યાદા.
2. ચોક્કસ જ્યોત પ્રતિરોધક ગ્રેડ પસંદ કરો:
   • સપ્લાયર્સ પાસેથી પીવીસી ચામડા માટે બનાવેલા હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધક નમૂનાઓની વિનંતી કરો.
   • વધુ સારા વિક્ષેપ માટે સપાટી-સારવાર કરાયેલ ATH/MDH ને પ્રાથમિકતા આપો.
   • APP માટે, ઉચ્ચ-તાપમાન-પ્રતિરોધક ગ્રેડનો ઉપયોગ કરો.
   • ફોસ્ફેટ એસ્ટર્સ માટે, ઓછા સ્થળાંતર માટે TCPP કરતાં RDP/BDP ને પ્રાધાન્ય આપો.
3. લેબ-સ્કેલ પરીક્ષણ અને ઑપ્ટિમાઇઝેશન:
   • વિવિધ લોડિંગ સાથે નાના બેચ તૈયાર કરો (દા.ત., MDH/APP/ZB/ZS રેશિયો સમાયોજિત કરો).
   • મિશ્રણ: એકસમાન વિક્ષેપ માટે હાઇ-સ્પીડ મિક્સર (દા.ત., હેન્શેલ) નો ઉપયોગ કરો. પહેલા પ્રવાહી (પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ, સ્ટેબિલાઇઝર્સ) ઉમેરો, પછી પાવડર.
   • પ્રોસેસિંગ ટ્રાયલ: ઉત્પાદન સાધનો પર પરીક્ષણ (દા.ત., બેનબરી મિક્સર + કેલેન્ડરિંગ). પ્લાસ્ટિફિકેશન સમય, ઓગળવાની સ્નિગ્ધતા, ટોર્ક, સપાટીની ગુણવત્તાનું નિરીક્ષણ કરો.
   • પ્રદર્શન પરીક્ષણ:
     • જ્યોત મંદતા: UL94, LOI.
     • યાંત્રિક ગુણધર્મો: કઠિનતા (કિનારા A), તાણ શક્તિ, લંબાણ.
     • કોમળતા/હાથની અનુભૂતિ: વ્યક્તિલક્ષી + કઠિનતા પરીક્ષણો.
     • નીચા-તાપમાનની સુગમતા: કોલ્ડ બેન્ડ ટેસ્ટ.
     • થર્મલ સ્થિરતા: કોંગો રેડ ટેસ્ટ.
     • દેખાવ: રંગ, ચળકાટ, એમ્બોસિંગ.
     • (વૈકલ્પિક) ધુમાડાની ઘનતા: NBS ધુમાડાનું ખંડ.
4. મુશ્કેલીનિવારણ અને સંતુલન:

5. પાયલોટ અને ઉત્પાદન: લેબ ઑપ્ટિમાઇઝેશન પછી, સ્થિરતા, સુસંગતતા અને ખર્ચ ચકાસવા માટે પાયલોટ ટ્રાયલ કરો. માન્યતા પછી જ સ્કેલ વધારો.

નિષ્કર્ષ

એન્ટિમોની-આધારિતથી હેલોજન-મુક્ત જ્યોત-પ્રતિરોધક પીવીસી ચામડામાં સંક્રમણ શક્ય છે પરંતુ તેને વ્યવસ્થિત વિકાસની જરૂર છે. મુખ્ય અભિગમ મેટલ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ (પ્રાધાન્યમાં સપાટી-સારવાર કરાયેલ MDH), ફોસ્ફરસ-નાઇટ્રોજન સિનર્જિસ્ટ્સ (APP અથવા ADP), અને મલ્ટિફંક્શનલ સ્મોક સપ્રેસન્ટ્સ (ઝીંક બોરેટ, ઝીંક સ્ટેનેટ) ને જોડે છે. તે જ સમયે, પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ, સ્ટેબિલાઇઝર્સ, લુબ્રિકન્ટ્સ અને પ્રોસેસિંગ એઇડ્સને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવું મહત્વપૂર્ણ છે.

સફળતાની ચાવીઓ:

1. સ્પષ્ટ લક્ષ્યો અને મર્યાદાઓ (જ્યોત મંદતા, ગુણધર્મો, કિંમત) વ્યાખ્યાયિત કરો.
2. સાબિત હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકો (સપાટી-સારવાર કરાયેલ ફિલર્સ, ઉચ્ચ-તાપમાન APP) પસંદ કરો.
3. સખત પ્રયોગશાળા પરીક્ષણ (જ્યોત મંદતા, ગુણધર્મો, પ્રક્રિયા) કરો.
4. એકસમાન મિશ્રણ અને પ્રક્રિયા સુસંગતતાની ખાતરી કરો.

   More info., you can contact lucy@taifeng-fr.com