Formulacija i tehnologija obrade epoksidne smole bez halogena za usporavanje plamena
Kupac traži ekološki prihvatljivo sredstvo za usporavanje gorenja bez halogena i teških metala, pogodno za epoksidne smole sa sistemom očvršćavanja anhidridom, koje zahtijeva usklađenost sa UL94-V0. Sredstvo za očvršćavanje mora biti epoksidno sredstvo za visokotemperaturno očvršćavanje sa Tg iznad 125°C, koje zahtijeva termičko očvršćavanje na 85–120°C i sporu reakciju na sobnoj temperaturi. U nastavku je detaljna formulacija prema zahtjevu kupca.
I. Sistem za formulaciju usporivača plamena
1. Osnovni sistem usporavanja plamena: Sinergija fosfora i dušika
Tabela s informacijama o usporivačima plamena
| Otporno na plamen | Mehanizam | Preporučeno punjenje | Napomene |
|---|---|---|---|
| Aluminijum hipofosfit | Usporavanje plamena kondenzovane faze, formira ugljenisani sloj aluminijum fosfata | 10–15% | Primarni usporivač plamena, temperatura razgradnje >300°C |
| Amonijum polifosfat (APP) | Intumescentno usporavanje plamena, sinergijski djeluje s aluminijum hipofosfitom | 5–10% | Potreban je APP otporan na kiseline |
| Melamin cijanurat (MCA) | Izvor dušika, pojačava sinergiju fosfora, suzbija dimljenje | 3–5% | Smanjuje kapanje |
2. Pomoćni usporivači plamena i sinergisti
Tabela s informacijama o pomoćnim usporivačima plamena
| Otporno na plamen | Mehanizam | Preporučeno punjenje | Napomene |
|---|---|---|---|
| Cinkov borat | Podstiče stvaranje ugljenisanih čestica, suzbija naknadno sjajenje | 2–5% | Prekomjerne količine mogu usporiti sušenje |
| Fini aluminijum hidroksid | Endotermno hlađenje, suzbijanje dima | 5–8% | Kontrolno opterećenje (kako bi se izbjeglo smanjenje Tg) |
3. Primjer formulacije (Ukupno punjenje: 20–30%)
Osnovna formulacija (u odnosu na ukupni sadržaj smole)
| Komponenta | Sadržaj (u odnosu na smolu) |
|---|---|
| Aluminijum hipofosfit | 12% |
| APLIKACIJA | 8% |
| MCA | 4% |
| Cinkov borat | 3% |
| Aluminijum hidroksid | 5% |
| Ukupno učitavanje | 32% (podesivo na 25–30%) |
II. Ključni koraci obrade
1. Miješanje i disperzija
A. Prethodna obrada:
- Sušite aluminijum hipofosfit, APP i MCA na 80°C tokom 2 sata (sprečava apsorpciju vlage).
- Tretirajte neorganska punila (aluminijum hidroksid, cink borat) silanskim vezivnim sredstvom (npr. KH-550).
B. Redoslijed miješanja:
- Epoksidna smola + usporivači gorenja (60°C, miješati 1 sat)
- Dodajte anhidridni agens za učvršćivanje (održavajte temperaturu <80°C)
- Vakuumska degazacija (-0,095 MPa, 30 min)
2. Proces sušenja
Postepeno stvrdnjavanje (Uravnotežuje stabilnost usporivača plamena i visoku Tg):
- 85°C / 2h (sporo inicijiranje, smanjuje mjehuriće)
- 120°C / 2h (osigurava potpunu reakciju anhidrida)
- 150°C / 1h (povećava gustoću umrežavanja, Tg >125°C)
3. Ključne napomene
- Kontrola viskoznosti: Ako je viskoznost previsoka, dodajte 5% reaktivnog epoksidnog razrjeđivača (npr. AGE).
- Odloženo stvrdnjavanje: Koristite metilheksahidroftalni anhidrid (MeHHPA) ili dodajte 0,2% 2-etil-4-metilimidazola (usporava reakciju na sobnoj temperaturi).
III. Verifikacija i podešavanje performansi
1. Otpornost na plamen:
- UL94 V0 test (debljina 1,6 mm): Osigurati vrijeme gorenja <10 sekundi, bez kapanja.
- Ako ne uspije: Povećati količinu aluminijum hipofosfita (+3%) ili APP-a (+2%).
2. Termičke performanse:
- DSC test za Tg: Ako je Tg <125°C, reducirajte aluminijum hidroksid (snižava Tg zbog endotermnog efekta).
3. Mehanička svojstva:
- Ako se savojna čvrstoća smanji, dodajte 1-2% nano-silicijevog dioksida za ojačanje.
IV. Potencijalni problemi i rješenja
Tabela problema i rješenja za usporivače plamena
| Problem | Uzrok | Rješenje |
|---|---|---|
| Nepotpuno stvrdnjavanje | Apsorpcija vlage ili pH interferencija od usporivača gorenja | Prethodno suha punila, koristite APP otpornu na kiseline |
| Slab protok smole | Prekomjerno punjenje punilom | Smanjite aluminijum hidroksid na 3% ili dodajte razrjeđivač |
| UL94 kvar | Nedovoljna sinergija PN-a | Povećati MCA (na 6%) ili aluminijum hipofosfit (na 15%) |
V. Alternativna formulacija (ako je potrebno)
Zamijenite dio APP-a derivatima DOPO-a (npr. DOPO-HQ):
- 8% DOPO-HQ + 10% aluminijum hipofosfita smanjuje ukupno opterećenje (~18%) uz održavanje performansi.
Ova kombinacija uravnotežuje usporavanje plamena, sigurnost za okoliš i performanse na visokim temperaturama. Preporučuju se ispitivanja u malom obimu (500 g) prije proizvodnje u punom obimu.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Vrijeme objave: 25. jula 2025.
