હેલોજનેટેડ અને હેલોજન-મુક્ત ફ્લેમ રિટાર્ડન્ટ XPS ફોર્મ્યુલેશન

એક્સટ્રુડેડ પોલિસ્ટરીન બોર્ડ (XPS) એ બિલ્ડિંગ ઇન્સ્યુલેશન માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી છે, અને તેના જ્યોત પ્રતિરોધક ગુણધર્મો ઇમારતની સલામતી માટે મહત્વપૂર્ણ છે. XPS માટે જ્યોત પ્રતિરોધકના ફોર્મ્યુલેશન ડિઝાઇન માટે જ્યોત પ્રતિરોધક કાર્યક્ષમતા, પ્રક્રિયા કામગીરી, ખર્ચ અને પર્યાવરણીય આવશ્યકતાઓનો વ્યાપક વિચારણા જરૂરી છે. નીચે XPS માટે જ્યોત પ્રતિરોધક ફોર્મ્યુલેશનની વિગતવાર ડિઝાઇન અને સમજૂતી છે, જે હેલોજનેટેડ અને હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધક બંને ઉકેલોને આવરી લે છે.

1. XPS ફ્લેમ રિટાર્ડન્ટ ફોર્મ્યુલેશન માટે ડિઝાઇન સિદ્ધાંતો

XPS નો મુખ્ય ઘટક પોલિસ્ટરીન (PS) છે, અને તેમાં જ્યોત પ્રતિરોધક ફેરફાર મુખ્યત્વે જ્યોત પ્રતિરોધક ઉમેરીને પ્રાપ્ત થાય છે. ફોર્મ્યુલેશન ડિઝાઇન નીચેના સિદ્ધાંતોનું પાલન કરતી હોવી જોઈએ:

• ઉચ્ચ જ્યોત મંદતા: બાંધકામ સામગ્રી માટે જ્યોત પ્રતિરોધક ધોરણોને પૂર્ણ કરો (દા.ત., GB 8624-2012).
• પ્રક્રિયા કામગીરી: જ્યોત પ્રતિરોધક XPS ના ફોમિંગ અને મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયાને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરતું નથી.
• પર્યાવરણીય મિત્રતા: પર્યાવરણીય નિયમોનું પાલન કરવા માટે હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકોને પ્રાથમિકતા આપવી જોઈએ.
• ખર્ચ નિયંત્રણ: કામગીરીની જરૂરિયાતો પૂરી કરતી વખતે ખર્ચ ઓછો કરો.

2. હેલોજનેટેડ ફ્લેમ રિટાર્ડન્ટ XPS ફોર્મ્યુલેશન

હેલોજનેટેડ જ્યોત પ્રતિરોધકો (દા.ત., બ્રોમિનેટેડ) હેલોજન રેડિકલ મુક્ત કરીને દહન સાંકળ પ્રતિક્રિયામાં વિક્ષેપ પાડે છે, જે ઉચ્ચ જ્યોત પ્રતિરોધક કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે પરંતુ પર્યાવરણીય અને આરોગ્ય જોખમો ઉભા કરે છે.

(1) ફોર્મ્યુલેશન રચના:

• પોલિસ્ટીરીન (પીએસ): ૧૦૦ પીએચઆર (બેઝ રેઝિન)
• બ્રોમિનેટેડ જ્યોત પ્રતિરોધક: ૧૦-૨૦ કલાક (દા.ત., હેક્સાબ્રોમોસાયક્લોડોડેકેન (HBCD) અથવા બ્રોમિનેટેડ પોલિસ્ટરીન)
• એન્ટિમોની ટ્રાયઓક્સાઇડ (સિનર્જિસ્ટ): ૩–૫ કલાક (જ્યોત પ્રતિરોધક અસર વધારે છે)
• ફોમિંગ એજન્ટ: ૫–૧૦ કલાક (દા.ત., કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અથવા બ્યુટેન)
• વિખેરી નાખનાર: ૧–૨ કલાક (દા.ત., પોલિઇથિલિન મીણ, જ્યોત પ્રતિરોધકના ફેલાવાને સુધારે છે)
• લુબ્રિકન્ટ: ૧–૨ પીએચઆર (દા.ત., કેલ્શિયમ સ્ટીઅરેટ, પ્રક્રિયા પ્રવાહીતા વધારે છે)
• એન્ટીઑકિસડન્ટ: 0.5–1 ભાગ (દા.ત., 1010 અથવા 168, પ્રક્રિયા દરમિયાન અધોગતિ અટકાવે છે)

(2) પ્રક્રિયા પદ્ધતિ:

• પીએસ રેઝિન, ફ્લેમ રિટાડન્ટ, સિનર્જિસ્ટ, ડિસ્પર્સન્ટ, લુબ્રિકન્ટ અને એન્ટીઑકિસડન્ટને એકસરખા પ્રમાણમાં પ્રીમિક્સ કરો.
• ફોમિંગ એજન્ટ ઉમેરો અને એક્સ્ટ્રુડરમાં ઓગાળો.
• યોગ્ય ફોમિંગ અને મોલ્ડિંગ સુનિશ્ચિત કરવા માટે એક્સટ્રુઝન તાપમાન 180-220°C પર નિયંત્રિત કરો.

(3) લાક્ષણિકતાઓ:

• ફાયદા: ઉચ્ચ જ્યોત પ્રતિરોધક કાર્યક્ષમતા, ઓછી ઉમેરણ માત્રા અને ઓછી કિંમત.
• ગેરફાયદા: દહન દરમિયાન ઝેરી વાયુઓ (દા.ત., હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડ) ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જે પર્યાવરણીય ચિંતાઓ ઊભી કરે છે.

3. હેલોજન-મુક્ત જ્યોત રિટાર્ડન્ટ XPS ફોર્મ્યુલેશન

હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકો (દા.ત., ફોસ્ફરસ-આધારિત, નાઇટ્રોજન-આધારિત, અથવા અકાર્બનિક હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ) ગરમી શોષણ દ્વારા અથવા રક્ષણાત્મક સ્તરો બનાવીને જ્યોત પ્રતિરોધકતા પ્રાપ્ત કરે છે, જે વધુ સારી પર્યાવરણીય કામગીરી પ્રદાન કરે છે.

(1) ફોર્મ્યુલેશન રચના:

• પોલિસ્ટીરીન (પીએસ): ૧૦૦ પીએચઆર (બેઝ રેઝિન)
• ફોસ્ફરસ આધારિત જ્યોત પ્રતિરોધક: ૧૦-૧૫ કલાક (દા.ત.,એમોનિયમ પોલીફોસ્ફેટ (એપીપી)અથવા લાલ ફોસ્ફરસ)
• નાઇટ્રોજન આધારિત જ્યોત પ્રતિરોધક: ૫–૧૦ કલાક (દા.ત., મેલામાઇન સાયન્યુરેટ (MCA))
• અકાર્બનિક હાઇડ્રોક્સાઇડ: 20–30 કલાક (દા.ત., મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અથવા એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ)
• ફોમિંગ એજન્ટ: ૫–૧૦ કલાક (દા.ત., કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અથવા બ્યુટેન)
• વિખેરી નાખનાર: ૧–૨ કલાક (દા.ત., પોલિઇથિલિન મીણ, ફેલાવો સુધારે છે)
• લુબ્રિકન્ટ: ૧–૨ પીએચઆર (દા.ત., ઝીંક સ્ટીઅરેટ, પ્રક્રિયા પ્રવાહીતા વધારે છે)
• એન્ટીઑકિસડન્ટ: 0.5–1 ભાગ (દા.ત., 1010 અથવા 168, પ્રક્રિયા દરમિયાન અધોગતિ અટકાવે છે)

(2) પ્રક્રિયા પદ્ધતિ:

• પીએસ રેઝિન, જ્યોત પ્રતિરોધક, વિખેરી નાખનાર, લુબ્રિકન્ટ અને એન્ટીઑકિસડન્ટને એકસરખા પ્રમાણમાં પ્રીમિક્સ કરો.
• ફોમિંગ એજન્ટ ઉમેરો અને એક્સ્ટ્રુડરમાં ઓગાળો.
• યોગ્ય ફોમિંગ અને મોલ્ડિંગ સુનિશ્ચિત કરવા માટે એક્સટ્રુઝન તાપમાન 180-210°C પર નિયંત્રિત કરો.

(3) લાક્ષણિકતાઓ:

• ફાયદા: પર્યાવરણને અનુકૂળ, દહન દરમિયાન કોઈ ઝેરી વાયુઓ ઉત્પન્ન થતા નથી, પર્યાવરણીય નિયમોનું પાલન કરે છે.
• ગેરફાયદા: ઓછી જ્યોત પ્રતિરોધક કાર્યક્ષમતા, વધુ ઉમેરણ માત્રા, યાંત્રિક ગુણધર્મો અને ફોમિંગ કામગીરીને અસર કરી શકે છે.

૪. ફોર્મ્યુલેશન ડિઝાઇનમાં મુખ્ય વિચારણાઓ

(1) જ્યોત પ્રતિરોધક પસંદગી

• હેલોજનેટેડ જ્યોત પ્રતિરોધકો: ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે પરંતુ પર્યાવરણીય અને આરોગ્ય માટે જોખમ ઊભું કરે છે.
• હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકો: વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ પરંતુ વધુ ઉમેરણની જરૂર પડે છે.

(2) સિનર્જિસ્ટનો ઉપયોગ

• એન્ટિમોની ટ્રાયોક્સાઇડ: હેલોજેનેટેડ ફ્લેમ રિટાર્ડન્ટ્સ સાથે સિનર્જિસ્ટિકલી કામ કરે છે જેથી ફ્લેમ રિટાર્ડન્સીમાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે.
• ફોસ્ફરસ-નાઇટ્રોજન સિનર્જી: હેલોજન-મુક્ત સિસ્ટમોમાં, ફોસ્ફરસ અને નાઇટ્રોજન-આધારિત જ્યોત પ્રતિરોધકો કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે સાથે મળીને કામ કરી શકે છે.

(3) વિક્ષેપ અને પ્રક્રિયાક્ષમતા

• વિખેરી નાખનારા: સ્થાનિક ઉચ્ચ સાંદ્રતા ટાળવા માટે જ્યોત પ્રતિરોધકોનું એકસમાન વિક્ષેપ સુનિશ્ચિત કરો.
• લુબ્રિકન્ટ્સ: પ્રોસેસિંગ પ્રવાહીતામાં સુધારો કરો અને સાધનોનો ઘસારો ઓછો કરો.

(૪) ફોમિંગ એજન્ટની પસંદગી

• ભૌતિક ફોમિંગ એજન્ટો: જેમ કે CO₂ અથવા બ્યુટેન, સારી ફોમિંગ અસરો સાથે પર્યાવરણને અનુકૂળ.
• રાસાયણિક ફોમિંગ એજન્ટો: જેમ કે એઝોડીકાર્બોનામાઇડ (AC), ઉચ્ચ ફોમિંગ કાર્યક્ષમતા પરંતુ હાનિકારક વાયુઓ ઉત્પન્ન કરી શકે છે.

(5) એન્ટીઑકિસડન્ટો

પ્રક્રિયા દરમિયાન સામગ્રીના બગાડને અટકાવો અને ઉત્પાદનની સ્થિરતામાં વધારો કરો.

5. લાક્ષણિક એપ્લિકેશનો

• ઇમારતનું ઇન્સ્યુલેશન: દિવાલો, છત અને ફ્લોરિંગ ઇન્સ્યુલેશન સ્તરોમાં વપરાય છે.
• કોલ્ડ ચેઇન લોજિસ્ટિક્સ: કોલ્ડ સ્ટોરેજ અને રેફ્રિજરેટેડ વાહનો માટે ઇન્સ્યુલેશન.
• અન્ય ક્ષેત્રો: સુશોભન સામગ્રી, ધ્વનિરોધક સામગ્રી, વગેરે.

6. ફોર્મ્યુલેશન ઑપ્ટિમાઇઝેશન ભલામણો

(1) જ્યોત પ્રતિરોધક કાર્યક્ષમતામાં સુધારો

• મિશ્રિત જ્યોત પ્રતિરોધકો: જેમ કે હેલોજન-એન્ટિમોની અથવા ફોસ્ફરસ-નાઇટ્રોજન સિનર્જીઝ જ્યોત મંદતા વધારવા માટે.
• નેનો ફ્લેમ રિટાડન્ટ્સ: જેમ કે નેનો મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અથવા નેનો માટી, કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે અને ઉમેરણની માત્રા ઘટાડે છે.

(2) યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં વધારો

• ટફનિંગ એજન્ટો: જેમ કે POE અથવા EPDM, સામગ્રીની મજબૂતાઈ અને અસર પ્રતિકારમાં સુધારો કરે છે.
• રિઇન્ફોર્સિંગ ફિલર્સ: જેમ કે કાચના તંતુઓ, મજબૂતાઈ અને કઠોરતા વધારે છે.

(૩) ખર્ચ ઘટાડો

• જ્યોત પ્રતિરોધક ગુણોત્તરને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો: જ્યોત પ્રતિરોધક જરૂરિયાતો પૂરી કરતી વખતે ઉપયોગ ઘટાડો.
• ખર્ચ-અસરકારક સામગ્રી પસંદ કરો: જેમ કે ઘરેલું અથવા મિશ્રિત જ્યોત પ્રતિરોધકો.

7. પર્યાવરણીય અને નિયમનકારી જરૂરિયાતો

• હેલોજનેટેડ જ્યોત પ્રતિરોધકો: RoHS અને REACH જેવા નિયમો દ્વારા પ્રતિબંધિત; સાવધાની સાથે ઉપયોગ કરો.
• હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકો: પર્યાવરણીય નિયમોનું પાલન કરો અને ભવિષ્યના વલણોનું પ્રતિનિધિત્વ કરો.

સારાંશ

XPS માટે જ્યોત પ્રતિરોધકોની ફોર્મ્યુલેશન ડિઝાઇન ચોક્કસ એપ્લિકેશન દૃશ્યો અને નિયમનકારી આવશ્યકતાઓ પર આધારિત હોવી જોઈએ, જેમાં હેલોજનેટેડ અથવા હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકો વચ્ચે પસંદગી કરવી જોઈએ. હેલોજનેટેડ જ્યોત પ્રતિરોધકો ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે પરંતુ પર્યાવરણીય ચિંતાઓ ઉભી કરે છે, જ્યારે હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકો વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ હોય છે પરંતુ તેમને વધુ ઉમેરણની જરૂર પડે છે. ફોર્મ્યુલેશન અને પ્રક્રિયાઓને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને, બિલ્ડિંગ ઇન્સ્યુલેશન અને અન્ય ક્ષેત્રોની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન, પર્યાવરણને અનુકૂળ અને ખર્ચ-અસરકારક જ્યોત પ્રતિરોધક XPS ઉત્પન્ન કરી શકાય છે.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com