Verwysingsvlamvertragende formulering vir termoherstellende akrielkleefmiddel
Om aan die UL94 V0-vlamvertragervereistes vir termoherstellende akrielkleefmiddels te voldoen, word die volgende geoptimaliseerde formulering en sleutelanalise voorgestel, met inagneming van die eienskappe van bestaande vlamvertragers en die spesifisiteite van termoherstellende stelsels:
I. Formuleringsontwerpbeginsels en Termoverhardende Stelselvereistes
- Moet ooreenstem met die uithardingstemperatuur (gewoonlik 120–180°C)
- Vlamvertragers moet hoëtemperatuurverwerking weerstaan (vermy ontbindingsmislukking)
- Verseker dispersiestabiliteit in hoë kruisbindingsdigtheidstelsels
- Balanseer meganiese sterkte na uitharding en vlamvertragingsdoeltreffendheid
II. Sinergistiese Vlamvertragende Stelselontwerp
Vlamvertragende funksies en termoset-versoenbaarheid
| Vlamvertrager | Primêre Rol | Termoset-versoenbaarheid | Aanbevole laai |
|---|---|---|---|
| Ultrafyn ATH | Hoof FR: Endotermiese dehidrasie, gasfaseverdunning | Vereis oppervlakmodifikasie (anti-agglomerasie) | ≤35% (oormatige lading verminder kruisbinding) |
| Aluminium hipofosfiet | Sinergis: Houtskoolkatalisator, radikaalvanger (PO·) | Ontbindingstemperatuur >300°C, geskik vir uitharding | 8–12% |
| Sinkboraat | Verkolingsversterker: Vorm glasagtige versperring, verminder rook | Sinergiseer met ATH (Al-B0₂O₄-char) | 5–8% |
| MCA (Melaminesianuraat) | Gasfase FR: Stel NH₃ vry, inhibeer verbranding | Ontbindingstemperatuur 250–300°C (uithardingstemperatuur <250°C) | 3–5% |
III. Aanbevole formulering (gewigs%)
Komponentverwerkingsriglyne
| Komponent | Verhouding | Sleutelverwerkingsnotas |
|---|---|---|
| Termoset akrielhars | 45–50% | Lae-viskositeit tipe (bv. epoksie-akrilaat) vir hoë vulstoflading |
| Oppervlak-gemodifiseerde ATH (D50 <5µm) | 25–30% | Voorbehandel met KH-550 silaan |
| Aluminium hipofosfiet | 10–12% | Vooraf gemeng met ATH, in bondels bygevoeg |
| Sinkboraat | 6–8% | Bygevoeg met MCA; vermy hoë-skuif degradasie |
| MCA | 4–5% | Laatstadium laespoedmenging (<250°C) |
| Dispergeermiddel (BYK-2152 + PE-was) | 1.5–2% | Verseker eenvormige vulstofverspreiding |
| Koppelmiddel (KH-550) | 1% | Voorbehandel op ATH/hipofosfiet |
| Verhardingsmiddel (BPO) | 1–2% | Lae-temperatuur aktiveerder vir vinnige uitharding |
| Anti-besakkingsmiddel (Aerosil R202) | 0.5% | Tiksotropiese anti-sedimentasie |
IV. Kritieke Prosesbeheermaatreëls
1. Dispersieproses
- Voorbehandeling: ATH en hipofosfiet geweek in 5% KH-550/etanoloplossing (2 uur, 80°C droog)
- Mengvolgorde:
- Hars + dispergeermiddel → Laespoedmenging → Voeg gemodifiseerde ATH/hipofosfiet by → Hoëspoeddispersie (2500 rpm, 20 min) → Voeg sinkboraat/MCA by → Laespoedmenging (vermy MCA-degradasie)
- Toerusting: Planetêre menger (vakuumontgassing) of drierolmeul (vir ultrafyn poeiers)
2. Genesingsoptimalisering
- Stap-uitharding: 80°C/1 uur (voor-gel) → 140°C/2 uur (na-uitharding, vermy MCA-ontbinding)
- Drukbeheer: 0.5–1 MPa om te verhoed dat vulstof sak
3. Sinergistiese Meganismes
- ATH + Hipofosfiet: Vorm AlPO₄-versterkte houtskool terwyl radikale (PO·) gevang word.
- Sinkboraat + MCA: Gas-vastestof dubbele versperring (NH₃ verdunning + gesmelte glasagtige laag)
V. Strategieë vir die afstemming van prestasie
Algemene probleme en oplossings
| Probleem | Worteloorsaak | Oplossing |
|---|---|---|
| Druppende ontsteking | Lae smeltviskositeit | Verhoog MCA na 5% + hipofosfiet na 12%, of voeg 0.5% PTFE-mikropoeier by |
| Na-uitharding brosheid | Oormatige ATH-lading | Verminder ATH tot 25% + 5% nano-CaCO₃ (verharding) |
| Bergingsedimentasie | Swak tiksotropie | Verhoog silika tot 0.8% of skakel oor na BYK-410 |
| LOI <28% | Onvoldoende gasfase FR | Voeg 2% bedekte rooi fosfor of 1% nano-BN by |
VI. Valideringsmetrieke
- UL94 V0: 3.2 mm monsters, totale vlamtyd <50 s (geen katoenontsteking nie)
- LOI ≥30% (veiligheidsmarge)
- TGA-residu >25% (800°C, N₂)
- Meganiese balans: Treksterkte >8 MPa, skuifsterkte >6 MPa
Belangrike punte
- Bereik V0-gradering terwyl meganiese integriteit behoue bly.
- Kleinskaalse proewe (50g) word aanbeveel voor skalering.
- Vir hoër werkverrigting: 2–3% DOPO-derivate (bv. fosfafenantreen) kan bygevoeg word.
Hierdie formulering verseker voldoening aan streng vlamvertragende standaarde terwyl die verwerkbaarheid en eindgebruiksprestasie geoptimaliseer word.
Plasingstyd: 1 Julie 2025
