ວິທີການເລືອກລະຫວ່າງ 3.5 Zinc Borate ທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນແລະສັງກະສີ Anhydrous Borate?

ໃນການອອກແບບສູດຕ້ານໄຟໂພລີເມີ,ສັງກະສີ borateຖືກ​ນໍາ​ໃຊ້​ຢ່າງ​ກວ້າງ​ຂວາງ​ເປັນ​ປະ​ສິດ​ທິ​ພາບ​, ເປັນ​ພິດ​ຕ​່​ໍ​າ​, ແລະ multifunctional ຕ້ານ flame ອະ​ນົງ​ຄະ​ທາດ​. ການຄັດເລືອກທາງວິທະຍາສາດລະຫວ່າງຮູບແບບ hydrated (ໂດຍສະເພາະ 3.5-hydrate) ແລະຮູບແບບທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາປະກອບເປັນການຕັດສິນໃຈດ້ານວິຊາການທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບວິສະວະກອນ. ບົດ​ຄວາມ​ນີ້​ຈະ​ສະ​ຫນອງ​ການ​ສະ​ຫນັບ​ສະ​ຫນູນ​ທາງ​ທິດ​ສະ​ດີ​ຈາກ​ຫຼາຍ​ມິ​ຕິ​.

Ⅰ. ລັກສະນະທາງເຄມີ ແລະຄວາມແຕກຕ່າງຂອງໂຄງສ້າງ: ບົດບາດຕັດສິນຂອງນ້ຳຄິດຕັນ

1.1 ໂຄງສ້າງຂອງຜລຶກ ແລະແຜນວາດຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນ

3.5 ສັງກະສີໂບເຣດທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ (2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O)

ໂຄງປະກອບການໄປເຊຍກັນ: ລະບົບ monoclinic, ໂຄງສ້າງຊັ້ນທີ່ມີ molecules ນ້ໍາ crystalline interlayer ຝັງ

ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນທາງທິດສະດີ: 14.5 wt%

·ຈຸດອຸນຫະພູມທີ່ສໍາຄັນ:

  · ນ້ຳ​ກ້ອນ​ເລີ່ມ​ຖືກ​ເອົາ​ອອກ: 210±5°C

  · ລະດັບການຂາດນ້ໍາຕົ້ນຕໍ: 225-320 ° C

  · ການຂາດນ້ໍາຢ່າງສົມບູນເພື່ອສ້າງເປັນໄລຍະທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ: >320°C

  · ອຸນຫະພູມການປ່ຽນແປງຂອງແກ້ວ: 400-450 ° C

ສັງກະສີໂບເຣດ (2ZnO·3B₂O₃)

ໂຄງ​ປະ​ກອບ​ການ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​: ໄລ​ຍະ​ທີ່​ມີ​ຄວາມ​ຫມັ້ນ​ຄົງ​ສູງ​, ໂຄງ​ປະ​ກອບ​ການ​ເຄືອ​ຂ່າຍ​ສາມ​ມິ​ຕິ​ລະ​ດັບ​

· ຄວາມຫນາແຫນ້ນ: 3.64 g/cm³ (ປະມານ 12% ສູງກວ່າປະເພດ hydrate)

ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນ: ບໍ່ມີການປ່ຽນແປງໄລຍະເຖິງ 800 ° C, ຈຸດ melting ປະມານ 980 ° C.

1.2 ການສົມທຽບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີ

II. ການວິເຄາະເສັ້ນທາງທີ່ແຕກຕ່າງຂອງກົນໄກການຕິດໄຟ

2.1 Hydrated "ສາມຂັ້ນຕອນ" Synergistic Flame Retardant Model

ໄລຍະທີ I: ຜົນກະທົບຂອງຄວາມເຢັນ ແລະ ການເຈືອຈາງ (200-320°C)

ນ້ໍາທີ່ມີນ້ໍາດູດຊຶມຄວາມຮ້ອນແລະ evaporates:

ΔH_dehydration≈ 280 J/g

ເຈືອຈາງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອົກຊີດ້ວຍໄອນ້ໍາໃນໄລຍະອາຍແກັສເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມໃນເຂດການເຜົາໃຫມ້

ໄລຍະ II: ການສ້າງຕັ້ງຂອງຄາບອນພາຍໃຕ້ການ catalysis ອາຊິດ Lewis (320-500 ° C)

ຜະລິດຕະພັນການຂາດນ້ໍາປະຕິກິລິຍາກັບ HCl ທີ່ປ່ອຍອອກມາໂດຍ PVC:

Zn₂B₆O₁₁+ 12HCl → 2ZnCl₂ + 6BCl₃ + 6H₂O↑

ZnCl₂ ທີ່ສ້າງຂຶ້ນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນອາຊິດ Lewis ທີ່ແຂງແຮງ, ກະຕຸ້ນການເສື່ອມທາດໄຮໂດຣເຈນ ແລະການເຊື່ອມໂຍງຂ້າມຂອງໂພລີເມີ.

[Polymer]-H+ ZnCl₂ → [Polymer] + ZnHCl₂

ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນຄາບອນເພີ່ມຂຶ້ນ 40-60%

ຂັ້ນ​ຕອນ​ທີ 3​: ການ​ສ້າງ​ຕັ້ງ​ຂອງ​ແກ້ວ​ໄດ້ (>500°C​)

ການສ້າງຕົວແກ້ວຂອງB₂O₃, ຄວາມສຳພັນຂອງຄວາມໜຽວ-ອຸນຫະພູມແບບເຄື່ອນໄຫວ:

η(T)= A·exp(E_a/RT)

ຢູ່ທີ່ 700°C, η≈10³ Pa·s, ສ້າງເປັນອຸປະສັກອົກຊີເຈນທີ່ມີປະສິດທິພາບ

2.2 ກົນ​ໄກ​ການ​ຕ້ານ​ການ​ຕິດ​ຕໍ່​ຕ້ານ​ແປວ​ໄຟ "ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ສູງ​ສະ​ເພາະ​" ຂອງ​ປະ​ເພດ Anhydrous

ກົນໄກການກີດຂວາງແກ້ວຊັ້ນດຽວ

ສັງກະສີ borate ໂດຍບໍ່ມີນ້ໍາເຂົ້າຮ່ວມໂດຍກົງໃນການສ້າງໄລຍະແກ້ວ B₂O₃:

2ZnO·3B₂O₃+ 6HCl → 2ZnCl₂ + 3B₂O₃ + 3H₂O↑

ຄຸນ​ນະ​ສົມ​ບັດ​ທີ່​ສໍາ​ຄັນ​:

ບໍ່ມີຂະບວນການດູດຊຶມຄວາມຮ້ອນທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ແລະຄວາມຮ້ອນທັງຫມົດແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບການເຊື່ອມໂຊມຂອງໂພລີເມີ

ໄລຍະແກ້ວເກີດຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມສູງກວ່າ (> 450 ° C)

ກິດຈະກໍາ catalytic ກາກບອນແມ່ນຂຶ້ນກັບແຫຼ່ງອາຊິດພາຍນອກ (ເຊັ່ນ: HCl ຈາກ PVC decomposition)

ຂໍ້ມູນການປຽບທຽບປະສິດທິພາບຕ້ານການຕິດໄຟ

ໃນສູດປະສົມສາຍເຄເບີ້ນ PVC ປົກກະຕິ (25 phr flame retardant):

Ⅲ. ການດັດແປງການປຸງແຕ່ງ: ອິດທິພົນຂອງປະຫວັດສາດຄວາມຮ້ອນຕໍ່ພຶດຕິກໍາວັດສະດຸ

3.1 ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນແລະລະດັບການຈັບຄູ່ຂອງປ່ອງຢ້ຽມປະມວນຜົນ

ສະຖານະການປຸງແຕ່ງ PVC (ອຸນຫະພູມການປຸງແຕ່ງປົກກະຕິ 170-200°C)

· 3.5 ປະເພດທີ່ມີນ້ໍາ: ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນອຸນຫະພູມປະມວນຜົນ, ໂດຍບໍ່ມີການຂາດນ້ໍາກ່ອນໄວອັນຄວນ

· ປະເພດທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ: ບໍ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການເສື່ອມໂຊມຂອງຄວາມຮ້ອນ, ແຕ່ຄວນເອົາໃຈໃສ່ກັບຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງ.

ສະຖານະການປະມວນຜົນອຸນຫະພູມສູງສໍາລັບພາດສະຕິກວິສະວະກໍາ

· ການປະມວນຜົນ PBT/PA6 (240-280°C):

· 3.5 ປະເພດທີ່ມີນ້ໍາ: ຂາດນ້ໍາບາງສ່ວນ (15-20%), ອາດຈະຜະລິດ microbubbles

·ປະເພດທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ: ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຢ່າງສົມບູນ, ເຫມາະສໍາລັບຜະລິດຕະພັນທີ່ມີຝາບາງໆ

· ການປະມວນຜົນ PPS/PEEK (320-380°C):

· 3.5 ປະເພດທີ່ມີນ້ໍາ: ຂາດນ້ໍາຢ່າງສົມບູນ, ປ່ຽນເປັນໄລຍະທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ

·ປະເພດທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ: ການນໍາໃຊ້ໂດຍກົງ, ການປະຕິບັດການຄາດເດົາ

3.2 ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອິດທິພົນຕໍ່ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ

ປະສິດທິພາບໃນ PVC plastisol (ເນື້ອໃນ plasticizer 50 phr):

3.5 ສັງກະສີໄຮດຣອດ ໂບເຣດ:

- ຄວາມຫນືດເບື້ອງຕົ້ນ: ເພີ່ມຂຶ້ນ 8-12%

- ຄວາມ​ສະ​ຖຽນ​ລະ​ພາບ​ຄວາມ​ຫນືດ​ຜູ້​ສູງ​ອາ​ຍຸ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​: ດີ​ເລີດ (ໂດຍ​ບໍ່​ມີ​ການ​ເສື່ອມ​ສະ​ພາບ catalytic​)

- ໄລຍະເວລາເກັບຮັກສາ:> 6 ເດືອນ

ສັງກະສີ borate ທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ:

- ຄວາມຫນືດເບື້ອງຕົ້ນ: ເພີ່ມຂຶ້ນ 4-6%

- ຄວາມສ່ຽງທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນ: ການຜະລິດປະລິມານການຕິດຕາມຂອງ ZnCl ₂ ອາດຈະກະຕຸ້ນການໄຮໂດຼລິກຂອງພລາສຕິກ.

Ⅳ. ການດຸ່ນດ່ຽງການປະຕິບັດດ້ານວັດສະດຸ: ລັກສະນະໄຟຟ້າ, ກົນຈັກ, ແລະສິ່ງແວດລ້ອມ

4.1 ການປຽບທຽບປະສິດທິພາບຂອງສນວນໄຟຟ້າ

ການວິເຄາະກົນໄກ: ໂຄງສ້າງທີ່ສັ່ງຂອງນ້ໍາຜລຶກຈະຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການເຄື່ອນຍ້າຍຂອງ ion, ແລະ micropores ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການຂາດນ້ໍາແມ່ນເຕັມໄປດ້ວຍ B₂O₃ ໄລຍະແກ້ວ, ປະກອບເປັນໂຄງສ້າງ insulation ທີ່ຫນາແຫນ້ນ.

4.2 ອັດຕາການຮັກສາປະສິດທິພາບກົນຈັກ

ການປຽບທຽບໃນກາບສາຍ EPDM (ມີການເພີ່ມເຕີມຂອງ 30 phr):

3.5 ສັງກະສີ ໂບເຣດ ທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ:

- ອັດ​ຕາ​ການ​ຮັກ​ສາ​ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ tensile​: 92​%

- ອັດຕາການຍືດຕົວຂອງກະດູກຫັກ: 88%

- ຄວາມ​ຜິດ​ປົກ​ກະ​ຕິ​ຂອງ​ການ​ບີບ​ອັດ​ຖາ​ວອນ​: ປັບ​ປຸງ​ໂດຍ 15​%

ສັງກະສີ borate ທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ:

- ອັດ​ຕາ​ການ​ຮັກ​ສາ​ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ tensile​: 96​%

- ອັດຕາການຍືດຕົວຂອງກະດູກຫັກ: 82%

- ຄວາມແຂງເພີ່ມຂຶ້ນ: +5 Shore A

4.3 ລັກສະນະສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະຄວາມເປັນພິດ

ຄວາມເປັນພິດທາງລະບົບນິເວດ:

·ທັງສອງຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການ RoHS / REACH

· 3.5 ປະເພດຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ: ອັດຕາການປ່ອຍທາດສັງກະສີໄອອອນທີ່ມີໃຫ້ຊີວະພາບ <0.1 ppm (pH=7)

· ປະເພດທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ: ອັດຕາການປ່ອຍໄອອອນສັງກະສີ <0.08 ppm

ຄວາມ​ເປັນ​ພິດ​ການ​ເຜົາ​ໄຫມ້​:

3.5 ປະເພດ Hydrated ປ່ອຍ vapor ນ້ໍາໃນໄລຍະຕົ້ນຂອງການເຜົາໃຫມ້, diluting ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ CO 30-40% ແລະຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເປັນພິດ inhalation ແຫຼມ.

Ⅴ. ການປະສົມປະສານຂອງສູດ ແລະການວິເຄາະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ-ຜົນປະໂຫຍດ

5.1 ປະສິດທິພາບ Synergistic ກັບລະບົບ retardant flame ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ

Synergistic ກັບອາລູມິນຽມ hydroxide / ແມກນີຊຽມ

· 3.5 ປະເພດຄວາມຊຸ່ມ: ອຸນຫະພູມການຂາດນ້ໍາຈັບຄູ່ກັບ Al(OH)₃ (~220°C), ດັດຊະນີ synergy 1.25

· ປະ​ເພດ​ບໍ່​ມີ​ນ​້​ໍ​າ​: synergy index 1.08​

ຜົນ​ກະ​ທົບ​ທີ່​ສົມ​ບູນ​ແບບ​ກັບ phosphorus ໄນ​ໂຕຣ​ເຈນ​ໄວ້​ຕ້ານ​ໄຟ​

· 3.5 ປະ​ເພດ​ຄວາມ​ຊຸ່ມ​ຊື່ນ​: ສົ່ງ​ເສີມ​ການ graphitization ຂອງ​ຊັ້ນ​ກາກ​ບອນ​, ເພີ່ມ​ເນື້ອ​ໃນ​ຄາ​ບອນ​ທີ່​ຍັງ​ເຫຼືອ​ໂດຍ 35​%

·ປະເພດທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ: ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ເປັນຄາຣະວາເຊລາມິກ, ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນອຸນຫະພູມສູງທີ່ດີກວ່າ

5.2 ຮູບແບບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງວົງຈອນຊີວິດທັງໝົດ

Ⅵ. ສະຖານະການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທົ່ວໄປແລະການແນະນໍາສູດ

6.1 ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງເລືອກສະຖານະການຂອງ 3.5 zinc hydrated borate

ສູດສໍາລັບວັດສະດຸສາຍເຄເບີນທີ່ບໍ່ມີຄວັນໄຟຕ່ໍາ

EVA (VA ເນື້ອໃນ 28%): 100 phr

Magnesium hydroxide: 80 phr

3.5 ທາດສັງກະສີໄຮເດຣດ ໂບເຣດ: 25 phr

ຊິລິໂຄນ masterbatch: 5 phr

ນໍ້າມັນ: 2 phr

ປະສິດທິພາບທີ່ຄາດໄວ້: ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄວັນໄຟ <150, LOI> 38%, ອີງຕາມ IEC 61034

6.2 ສະຖານະການທີ່ແນະນໍາສໍາລັບການນໍາໃຊ້ zinc borate ທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ

ຕົວເຊື່ອມຕໍ່ພາດສະຕິກວິສະວະກໍາອຸນຫະພູມສູງ

PBT (ປະກອບດ້ວຍ 30% fiberglass): 100 phr

ສັງກະສີ borate: 15 phr

Melamine cyanurate: 8 phr

ສານຕ້ານການ drip: 0.3 phr

ປະສິດທິພາບທີ່ຄາດໄວ້: CTI>600V, GWIT 850°C, ຮັກສາສະພາບຄ່ອງ

6.3 ສະຖານະການດຸ່ນດ່ຽງສະຫຼັບ

ວັດສະດຸສນວນສາຍ PVC (ມາດຕະຖານ UL)

3.5 ໂຄງ​ການ​ປະ​ເພດ​ຄວາມ​ຊຸ່ມ:

-Advantage: ການເຜົາໄຫມ້ຜ່ານ UL 1685 ສາຍສາຍຕັ້ງ

- ຈໍານວນເພີ່ມເຕີມ: 18 phr+ Sb₂O₃ 6 phr

ການແກ້ໄຂທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ:

- ຂໍ້​ໄດ້​ປຽບ​: ອັດ​ຕາ​ການ​ຍືດ​ຕົວ​ຍັງ​> 70​% ຫຼັງ​ຈາກ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ໃນ​ໄລ​ຍະ​ຍາວ (136°C​)

- ປະລິມານເພີ່ມເຕີມ: 15 phr + 10 phr ຂອງ phosphorus ຕ້ານ flame.

ສະຫຼຸບ:

ການຄັດເລືອກຂອງ 3.5 hydrated ແລະ anhydrousສັງກະສີ borateບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນການປະເມີນຜົນການປະຕິບັດ, ແຕ່ເປັນການເພີ່ມປະສິດທິພາບລະບົບຂອງຄວາມຕ້ອງການຕ້ານໄຟໄຫມ້, ຂໍ້ຈໍາກັດການປຸງແຕ່ງ, ແລະໂຄງສ້າງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ປັດໄຈການຕັດສິນໃຈທີ່ສໍາຄັນຄວນປະຕິບັດຕາມບູລິມະສິດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

1. ຫຼັກການຈັບຄູ່ອຸນຫະພູມ: ຕໍາແຫນ່ງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງລະຫວ່າງອຸນຫະພູມການປຸງແຕ່ງແລະອຸນຫະພູມ dehydration ກໍານົດການເລືອກພື້ນຖານ

2. ຫຼັກການຂອງກົນໄກການເສີມ: ປະເພດ hydrated ສະຫນອງການປ້ອງກັນຫຼາຍຂັ້ນຕອນ, ໃນຂະນະທີ່ປະເພດ anhydrous ສຸມໃສ່ອຸປະສັກອຸນຫະພູມສູງ.

3. ອັດຕາສ່ວນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍປະສິດທິພາບ: ໂພລີເມີທີ່ມີນ້ໍາໃຫ້ປະສິດທິພາບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໂດຍລວມທີ່ດີກວ່າໃນໂພລີເມີສ່ວນໃຫຍ່

4. ການຂັບເຄື່ອນຕາມລະບຽບ: ຄວາມຕ້ອງການທີ່ເຂັ້ມງວດເພີ່ມຂຶ້ນສໍາລັບຄວັນໄຟຕ່ໍາແລະຄວາມເປັນພິດຕ່ໍາມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະສະຫນັບສະຫນູນການແກ້ໄຂໂດຍອີງໃສ່ນ້ໍາ.