ยาลดลมฟอสฟอรัส ไนโตรเจน ฮาโลเจนฟรี: คุณลักษณะ ข้อดี และกลยุทธ์การแก้ไขสําหรับ Piperazine Pyrophosphate (PAPP)
คําแนะนํา:การเข้มข้นมาอย่างต่อเนื่องของกฎระเบียบสิ่งแวดล้อมทั่วโลก (เช่น EU RoHS และ REACH)รวมไปถึงการพัฒนาอย่างรวดเร็วของภาคการผลิตระดับสูง เช่น ยานพลังงานใหม่และการสื่อสาร 5G, กําลังขับเคลื่อนวัสดุลดไฟไร้ฮาโลเจนให้กลายเป็นทิศทางหลักในการแปลงและปรับปรุงอุตสาหกรรมวัสดุพอลิมเลอร์เป็นสารยับยั้งการลุกลุกแบบไนโตรเจน-ฟอสฟอรัสที่มีผลต่อกันแบบเฉพาะเจาะจง, กําลังเห็นขอบเขตการใช้งานของมันขยายออกไปอย่างต่อเนื่องในสาขาของการปรับปรุงวัสดุพอลิมเลอร์ เนื่องจากผลงานที่ครบวงจรที่ดีที่สุด.
I. คุณลักษณะหลัก: ข้อดีด้านการทํางานของการยับยั้งไฟที่ไม่มีฮาโลเจน
ข้อดีทางเทคนิคหลักของ PAPP มาจากโครงสร้างโมเลกุล synergistic ไนโตรเจน-ฟอสฟอรัสคุณลักษณะหลักของมันสามารถสรุปในสามประการต่อไปนี้:
- โปรไฟล์สิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยที่ดีในฐานะส่วนหนึ่งของระบบยับยั้งลมที่ไม่มีฮาโลเจน มันแสดงความหนาแน่นของควันที่ต่ําและพิษที่ต่ําในระหว่างการเผาไหม้ โดยไม่ปล่อยก๊าซฮาโลเจนที่有害ตอบสนองอย่างเต็มที่ตามความต้องการความเป็นมาของสิ่งแวดล้อมอย่างเข้มงวดมันยังมีความทนทานในการแก่ตัวของแสงที่ดีเยี่ยม ไม่ชินต่อการละลายและการอพยพในสภาพแวดล้อมการใช้งานระยะยาว, รับประกันความมั่นคงระยะยาวของผลงานวัสดุ
- ประสิทธิภาพการยั้งไฟที่โดดเด่นด้วยปริมาณฟอสฟอรัส 22%~24% และปริมาณไนโตรเจน 9%~12% มันแสดงผลการยับยั้งไฟที่มีความสําคัญของไนโตรเจน-ฟอสฟอรัส และประสิทธิภาพในการสร้างถ่านหินสูงอุณหภูมิการละลายทางอุณหภูมิ 1% ของมันถึง 270~280 °C, ดีกว่าสารยับยั้งไฟปอลิฟอสเฟตอะโมเนียมแบบดั้งเดิม, ให้ความมั่นคงทางความร้อนที่ดีกว่าและเข้ากันได้กับหน้าต่างอุณหภูมิการแปรรูปของวัสดุพอลิมเลอร์ส่วนใหญ่
- ความเหมาะสมกับการใช้งานทั่วไป:ด้วยความหนาแน่น 1.71 g/cm3 และความละลายในน้ํา 12.24 g/l ที่ 20 °C มันมีความละลายในน้ําที่ต่ําและมีความทนต่อการไฮโดรลิสที่ดีกว่าโพลีฟอสเฟตอะโมเนียมมันมีผลกระทบอย่างน้อยต่อคุณสมบัติทางกลของพอลิเมอร์สับสราตส่วนใหญ่ เช่น โพลีโปรพีเลน, ไนลอน และเอลาสโตเมอร์ มีความเข้ากันในการแปรรูปที่ดี และเหมาะสําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม
II. พื้นที่ใช้งานหลัก: ครอบคลุมวัสดุพอลิเมอร์ที่หลากหลาย
PAPP ได้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในวัสดุยาง/พลาสติก, พลาสติกวิศวกรรม, และสาขาผลิตระดับสูงที่กําลังเกิดกลายเป็นวัสดุหลักที่นิยมสําหรับการปรับปรุงความอ่อนเพลิงในหลายกรณีพื้นที่ใช้งานเฉพาะอย่างยิ่งคือ:
- วัสดุพอลิโอเลฟิน:ในฐานะส่วนประกอบหลักในการปรับปรุงความอ่อนเพลิงของพอลิโปรพีเลน (PP) และพอลีเอธีเลน (PE) ระดับการเพิ่ม 18% ∼25% สามารถทําให้วัสดุสามารถตอบสนองมาตรฐานความอ่อนเพลิง UL94 V-0 ได้มันตอบสนองความต้องการทางเทคนิคของความยืดหยุ่นไฟสําหรับผลิตภัณฑ์ปลาย เช่น กล่องเครื่องมือและชิ้นส่วนภายในรถยนต์.
- พลาสติกวิศวกรรมและเอลาสโตเมอร์:เหมาะสําหรับระบบวัสดุ เช่น ไนลอน (PA6/PA66) ธ อร์ ABS ธ อร์ epoxy (EP) อีลาสตอมเมอร์เทอร์มพลาสติก (TPE) และยางเอธิเลนโปรพีเลนไดเอ็นโมเนียม (EPDM)การยับยั้งไฟที่มีประสิทธิภาพสามารถบรรลุได้ด้วยระดับการเพิ่มต่ํา, ใช้สําหรับการปรับปรุงความอ่อนเพลิงขององค์ประกอบสําคัญ เช่น บอร์ดวงจรอิเล็กทรอนิกส์และกล่องแบตเตอรี่
- สาขาที่กําลังเกิดใหม่การใช้งานของมันกําลังบุกรุกไปอย่างช้า ๆ ในฉากที่สูง เช่น ซีลแบตเตอรี่แพ็ครถยนต์พลังงานใหม่ วัสดุประกอบโหลดไฟฟ้าไฟฟ้า และโหลดพลังงานสถานีฐาน 5Gมันยังสามารถใช้เป็นองค์ประกอบการทํางานหลักในการเคลือบกันไฟในระบบไฟสําหรับวิศวกรรมป้องกันไฟในกรณีเช่นโครงสร้างเหล็กและผนังอาคาร.
III. จุดเจ็บปวดของความต้องการตลาด: ความท้าทายหลักในการใช้งานจริง
ถึงแม้จะมีข้อดีที่สําคัญ แต่ผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมยังต้องเผชิญหน้ากับปัญหาด้านเทคนิคหลักหลายอย่าง ในระหว่างการปรับปรุงและผลิตอุตสาหกรรมจริงซึ่งจํากัดการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานและการก้าวหน้าในกระบวนการอุตสาหกรรมจุดเจ็บปวดเฉพาะอย่างยิ่งคือ ดังนี้
- การแป้งขาวและการกระจายไม่ดี:PAPP เป็นผงสีขาวในอุณหภูมิห้อง เนื่องจากแรง van der Waals และความเครียดต่อต้าน มันมีความชุ่มชื่นต่อการกระจายกระจายในระหว่างการเก็บรักษาระยะยาวอัครสมาธิเกิดขึ้นง่าย ๆ ในระหว่างการเพิ่มซับสราตซึ่งไม่เพียงแต่สามารถนําไปสู่ความบกพร่องในลักษณะเช่นจุดขาวในชิ้นส่วนที่พิมพ์ แต่ยังมีผลกระทบอย่างหนักต่อการกระจายกระจายของสารยับยั้งไฟในพื้นฐานทําให้ลดประสิทธิภาพการป้องกันไฟของวัสดุ.
- ระบบเทคโนโลยีการประกอบที่ไม่สมบูรณ์:เมื่อใช้อย่างลําพัง PAPP ต้องมีระดับการเพิ่มที่ค่อนข้างสูงในบางกรณีการใช้งาน (เช่น 25% ~ 40% ในวัสดุ TPE)ซึ่งสามารถนําไปสู่ความเสื่อมเสื่อมของคุณสมบัติทางกลของพื้นฐานได้ง่ายบริษัทส่วนใหญ่ขาดทุนเทคโนโลยีการประกอบระบบและไม่มีการควบคุมที่เพียงพอเกี่ยวกับจุดเทคนิคสําคัญ เช่น อัตราส่วนที่ดีที่สุดสําหรับสารสับสราตต่าง ๆ การเลือกซินอร์จิสต์และการเข้าใจกลไกการกระทําส่งผลให้มีต้นทุนการทดลองและความผิดพลาดทางเทคนิคที่สูง และรอบวิจัยและพัฒนาที่ยาวนาน
IV. กลยุทธ์การแก้ไข: แนวทางที่มีเป้าหมายในการแก้ปัญหาการใช้งาน
การแก้ไขจุดเดือดร้อนในอุตสาหกรรมที่กล่าวมาข้างต้น กลยุทธ์ทางเทคนิคต่อไปนี้ ซึ่งพัฒนาขึ้นจากแนวปฏิบัติในอุตสาหกรรมและการวิจัยที่ทันสมัยสามารถทําให้การนํา PAPP มาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มความเข้ากันได้ในอุตสาหกรรม:
- การปรับปรุงกระบวนการการปรับปรุงพื้นผิวของผง:การปรับปรุงผิวของผงโดยใช้สารซิลิก้าขนาดเล็ก สารกระจายที่ใช้ซิลิโคน หรือน้ํามันซิลิโคน สามารถลดลดปรากฏการณ์ของ PAPP ได้อย่างมีประสิทธิภาพเครื่องปรับปรุงสารประกอบซิลิก้าขนาดเล็กมีผลกระทบน้อยที่สุดต่อคุณสมบัติทางกายภาพของสับสราตแบบกันไฟ, การรักษาความแข็งแรงทางกลของพื้นฐานอย่างดีที่สุดในขณะที่ปรับปรุงความสามารถในการไหลของผงและความเหมือนกันของการกระจายในพื้นฐานอย่างสําคัญ
- สร้างระบบเทคโนโลยีการประกอบแบบแม่นยําการนํามาใช้กลไกการยับยั้งลมของไนโตรเจน-ฟอสฟอรัสที่ทํางานร่วมกัน ควรสร้างกลยุทธ์การจัดทําที่แม่นยําสําหรับซับสราตต่าง ๆ:
- การประกอบด้วยเมลาไมน์โพลีฟอสฟาต (MPP) ในสัดส่วนเฉพาะสามารถทําให้วัสดุพอลิโพรพีเลนสามารถบรรลุมาตรฐาน UL94 V-0 ด้วยระดับการเพิ่มต่ําถึง 16%ขณะที่เพิ่มอุณหภูมิการละลายทางอุณหภูมิของวัสดุขึ้นไปเหนือ 280 °C.
- การประกอบด้วยอะลูมิเนียมไฮโฟสฟิต (AHP) ในสัดส่วนที่เหมาะสมสามารถเพิ่มผลการสร้างคาร์บอนและความมั่นคงทางความร้อนของวัสดุโพลยามิดได้อย่างสําคัญ
- การผสมผสานกับธาตุประสานธาตุโลหะ เช่น ZnO สามารถลดระดับการเพิ่มสารยับยั้งไฟทั้งหมดลงถึง 22% โดยยังคงให้ผลงาน UL94 V-0พร้อมกันกับการปรับปรุงความสอดคล้องระหว่างสารยับยั้งไฟและสับสราท.
สรุป
ในฐานะวัสดุสําคัญในสาขาของสารยับยั้งไฟที่ไม่มีฮาโลเจนคุณสมบัติที่ดีและคุณสมบัติทางสิ่งแวดล้อมของ piperazine pyrophosphate (PAPP) ตรงกับแนวโน้มการพัฒนาที่เขียวของอุตสาหกรรมเพื่อที่จะปลดปล่อยศักยภาพในการยั้งลมเพลิงอย่างเต็มที่ ความพยายามร่วมมือหลายมิติที่จําเป็นต้องแก้ไขจุดปวดใจหลักในการนําไปใช้จริง เช่น การกระจายผงเทคโนโลยีการประกอบและความสอดคล้องระดับสูงและการจัดตั้งระบบการควบคุมแบบสองแบบ สําหรับค่าใช้จ่ายและการปฏิบัติตาม.
ในอนาคต ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีการประกอบอย่างต่อเนื่อง และการพัฒนาการรับรองการใช้งานในกรณีที่สูงสุดPAPP จะบรรลุการนําไปใช้ในอุตสาหกรรมที่กว้างขวางในสาขาที่กําลังเกิดใหม่อย่างพลังงานใหม่และอิเล็กทรอนิกส์ระดับสูง, การให้การสนับสนุนทางเทคนิคพื้นฐานสําหรับการแปลงและปรับปรุงสิ่งแวดล้อมเขียวของอุตสาหกรรมวัสดุ retardant ไฟ