Огнестойкая маточная смесь: руководство для производителей и покупателей ПП нетканых материалов

Рулон полипропиленового спанбонда выглядел безупречно, пока испытание на вертикальное горение не оставило дырку размером с монету менее чем за четыре секунды. Линия работала бесперебойно все утро; проблема была не в машине, а в огнестойкой маточной смеси. В производстве нетканых материалов эта добавка находится на стыке реологии полимера, химии пламени и стабильности процесса. Выбор неправильного носителя, неправильного химического состава добавок или неправильного коэффициента разбавления может превратить соответствующий рецепт в дорогостоящий брак.

В этом руководстве объясняется, что такое огнестойкая маточная смесь, как она работает, как ее использовать для производства полипропиленового спанбонда и мелтблауна и что это означает для выбора оборудования.

Что делает огнестойкий маточный концентрат

Огнезащитная маточная смесь представляет собой концентрированную смесь огнезащитных добавок, диспергированных в полимерном носителе, предназначенную для дозирования в полипропилен во время экструзии. Не делает пластик негорючим; он задерживает воспламенение, ограничивает распространение пламени и во многих составах снижает дымность. Эта разница имеет большее значение для нетканых материалов, чем для объемных пластиков. Тонкое волокнистое полотно имеет огромную площадь поверхности на единицу массы. Кислород достигает каждого волокна, поэтому огонь может распространяться быстро, если расплав полимера не модифицируется на молекулярном уровне.

Антипирены могут действовать по нескольким механизмам. Некоторые выделяют поглотители радикалов в газовую фазу и прерывают горение; другие способствуют образованию угля на поверхности волокна и теплоизолируют лежащий под ним полимер. Гидроксиды металлов разлагаются эндотермически, поглощая тепло и выделяя водяной пар. Большинство коммерческих систем объединяют два или более механизмов для прохождения определенного теста.

Галогенированные и безгалогенные маточные смеси

Два обширных семейства огнестойких маточных концентратов имеют разные технологические процессы и профили соответствия. Галогенированные системы эффективны при низкой нагрузке и доступны по цене, но они могут выделять густой дым и едкие газы во время пожара, и их использование ограничено на некоторых рынках. Безгалогенные системы, обычно на основе фосфора или вспучивающиеся, становятся все более предпочтительными, поскольку они производят меньше дыма и меньшую токсичность, хотя для них может потребоваться более высокая загрузка. Выбор зависит от стандарта конечного использования, предполагаемого сценария возгорания ткани и способности производственной линии обрабатывать добавки.

Ключевые критерии выбора для производства нетканых материалов из ПП

Когда вы оцениваете огнезащитную маточную смесь для линии спанбонд или выдувания из расплава, химический состав добавки – это только половина дела. Маточная смесь также должна выдерживать процесс экструзии и оставаться совместимой с потоком полимера. Важные критерии включают в себя:

• Совместимость несущей смолы. Носитель должен иметь скорость течения расплава, близкую к базовой марке ПП. На высокоскоростной линии спанбонд носитель высокой вязкости может вызвать скачки давления в фильере и неравномерное распределение нити.
• Выравнивание индекса текучести расплава. ПП для нетканых материалов спанбонд обычно имеет показатель MFI от 15 до 40 г/10 мин; Для выдувания из расплава часто используется более высокий MFI. Если носитель маточной смеси имеет гораздо более низкий MFI, он может действовать как усилитель, а не как средство, способствующее течению, нарушая процесс.
• Фильтрация и размер частиц. В фильерах, полученных методом экструзии из расплава, нефильтрованные агломераты блокируют фильеры. Попросите маточную смесь с мелкими, хорошо диспергированными частицами и проверьте, может ли она пройти через сетку при температуре процесса.
• Термическая стабильность. Температура обработки от 230 до 260 градусов Цельсия не должна разлагать добавку или выделять летучие газы, образующие поверхностные дефекты.
• Целевой стандарт и дозировка. UL 94 V-0, FMVSS 302 и EN 13501 требуют разных уровней защиты. Добавка обычно составляет от 5 до 20 процентов по весу, в зависимости от активного содержания и веса ткани. Проверьте точную конструкцию ткани, а не просто пластинку.
• Вторичные эффекты. Цвет, запах, смачиваемость, электростатический заряд и механическая прочность могут меняться в зависимости от нагрузки. Маточная смесь, прошедшая испытание пламенем, может не соответствовать требованиям по мягкости или фильтрации.

Как маточная смесь FR влияет на обработку спанбонда и мелтблауна

Добавление огнестойкой маточной смеси изменяет реологию расплава и физическое поведение ткани. На линии спанбонд более высокая загрузка добавок часто снижает прочность на разрыв и удлинение, поскольку высокие концентрации неорганических или вспучивающихся частиц нарушают непрерывность полимерной цепи. Поломка нити может произойти, когда концентрация маточной смеси превышает пропускную способность шнека. На линии мельтблауна такая же загрузка может привести к засорению матриц и снижению эффективности фильтрации, если частицы недостаточно мелкие.

Вот почему совместимость добавок не является лабораторной диковинкой; это проблема производительности линии. Из маточной смеси, которая хорошо выглядит в тесте на налет, все же можно получить нетканые материалы с точечными отверстиями, полосами матрицы или плохой гидростатической напором. Прежде чем переходить к полному рецепту, проведите небольшое испытание на реальной линии, используя тот же сеточный фильтр и конфигурацию матрицы. Как добавки влияют на качество и эксплуатационные характеристики нетканых материалов зависит как от дисперсии, так и от химии.

Выбор правильной производственной линии для огнестойких нетканых материалов

Производственная линия определяет, сколько антипирена можно добавить, прежде чем процесс станет нестабильным. А однолучевая машина для производства нетканых материалов спанбонд часто бывает достаточно для недорогих огнестойких тканей, таких как сумки для покупок, сельскохозяйственные чехлы или автомобильная отделка, где характеристики измеряются ограниченным распространением пламени и умеренным содержанием добавок. Более простой технологический процесс упрощает очистку и изменение рецептуры.

Однолучевая машина для производства нетканых материалов спанбонд, поставщики производственных линий JIASHAN HH Noncloths Machinery CO., Ltd - это китайский поставщик однолучевых нетканых машин для производства однолучевых нетканых материалов и OEM-производитель однолучевых нетканых материалов. Просмотреть продукт →

Для более ценных огнестойких изделий, таких как постельные принадлежности, сиденья, барьеры и защитная одежда, многослойная структура, такая как SMS или SMMS, дает вам больше свободы проектирования. Четырехлучевая линия по производству нетканых материалов SMMS методом прядения из расплава может удерживать огнестойкую маточную смесь на определенных слоях, сохраняя при этом фильтрацию или ощущение руки в других местах. Такой подход наслаивания снижает общее количество требуемой добавки по сравнению с обработкой каждого слоя одинаковой загрузкой.

Конфигурация луча влияет на температуру процесса, время пребывания и охлаждение, и все это влияет на эффективность добавки. Понимание того, как конфигурации балок влияют на производство помогает вам решить, где следует разместить функцию FR. Если вы в основном производите обычные ткани, избегайте покупки дополнительных балок только для одного заказа FR; вместо этого используйте однолинейное испытание и проверенную маточную смесь.

Практическое применение и тестирование

Огнестойкие нетканые материалы не являются отдельной категорией продукции. Для салонной ткани автомобиля может потребоваться FMVSS 302, который ограничивает скорость горения до уровня менее 100 мм/мин. Для занавесей общественного здания может потребоваться стандарт EN 13501 B-s1,d0, который оценивает не только воспламеняемость, но также образование дыма и горящие капли. Чехол на детский диван может соответствовать стандарту TB 117. Эти стандарты не являются взаимозаменяемыми, и маточная смесь, которая соответствует одному, может не соответствовать другому.

При вводе линии в эксплуатацию и выборе маточной смеси всегда проверяйте готовые рулоны, а не плоскую пленку. Вес, плотность и обработка нетканого материала меняют путь горения. Для очень легкой ткани спанбонд может потребоваться больше огнезащитного состава на грамм, чем для более тяжелой ткани, чтобы достичь того же показателя. И наоборот, слишком большое количество добавки может создать капиллярные каналы, которые втягивают расплавленный полимер в капли. Температура термического соединения также имеет значение; если каландр слишком горячий, антипирен может улетучиться у поверхности, не обнаружив видимых дефектов.

Надежный путь к огнестойкому нетканому материалу, соответствующему требованиям, — это сочетание хорошего химического состава маточной смеси, правильного дозирования и оборудования, которое может обрабатывать большие количества добавок без потери качества полотна. Начните с проверенной маточной смеси, протестируйте ее при заданном весе ткани, затем проверьте стабильность линии перед масштабированием. Правильное решение предотвращает самую дорогостоящую проблему, связанную с неткаными материалами: готовый рулон выглядит хорошо и быстро горит.