Poliuretanski AB ljepljivi prah, formulacije usporivača plamena

Poliuretanski AB ljepljivi prah, formulacije usporivača plamena
Na osnovu potražnje za formulacijama usporivača gorenja bez halogena za poliuretanske AB ljepila, u kombinaciji s karakteristikama i sinergijskim efektima usporivača gorenja kao što su aluminijum hipofosfit (AHP), aluminijum hidroksid (ATH), cink borat i melamin cijanurat (MCA), dizajnirane su sljedeće tri sheme miješanja. Ove formulacije ne sadrže hlor i fokusiraju se na optimizaciju efikasnosti usporivača gorenja, kompatibilnost fizičkih performansi i izvodljivost procesa:

1. Formulacija visoke otpornosti na plamen (za elektronsko zalivanje, enkapsulaciju baterija, cilj UL94 V-0)

Kombinacija usporivača plamena u jezgri:

• Aluminijum hipofosfit (AHP): 8-12 phr (preporučuje se tip s poliuretanskim premazom na bazi vode za rješavanje problema s taloženjem)
• Aluminijum hidroksid (ATH): 20-25 phr (submikronska granulacija, 0,2-1,0 μm, za poboljšanje indeksa kisika i kompaktnosti ugljena)
• MCA: 5-8 phr (mehanizam gasne faze, sinergistički sa AHP u kondenzovanoj fazi)
• Cink borat: 3-5 phr (potiče stvaranje keramičkog ugljena i sprečava tinjanje)

Očekivane performanse:

• Indeks kisika (LOI): ≥32% (čisti PU ≈22%);
• UL94 ocjena: V-0 (debljina 1,6 mm);
• Toplotna provodljivost: 0,45-0,55 W/m·K (doprinos ATH i cink borata);
• Kontrola viskoznosti: 25.000-30.000 cP (potreban je površinski tretman radi sprječavanja sedimentacije).

Ključni proces:

• AHP mora biti prethodno dispergiran u poliolnoj komponenti (Dio A) kako bi se izbjegla prerana reakcija s izocijanatom (Dio B);
• ATH treba modificirati silanskim sredstvom za spajanje (npr. KH-550) kako bi se poboljšalo međupovršinsko vezivanje.

2. Jeftina opšta formulacija (za zaptivanje konstrukcija, lijepljenje namještaja, cilj UL94 V-1)

Kombinacija usporivača plamena u jezgri:

• Aluminijum hidroksid (ATH): 30-40 phr (standardni mikronski kvalitet, isplativ, usporivač gorenja na bazi punila);
• Amonijum polifosfat (APP): 10-15 phr (u kombinaciji sa MCA za intumescentni sistem, zamjenjujući halogenovane agense);
• MCA: 5-7 phr (odnos prema APP 1:2~1:3, potiče pjenjenje i izolaciju kisika);
• Cink borat: 5 phr (suzbijanje dima, pomoćno sredstvo za stvaranje ugljena).

Očekivane performanse:

• LOI: ≥28%;
• UL94 ocjena: V-1;
• Smanjenje troškova: ~30% (u poređenju sa formulacijom sa visokom otpornošću na plamen);
• Zadržavanje zatezne čvrstoće: ≥80% (APP zahtijeva enkapsulaciju kako bi se spriječila hidroliza).

Ključni proces:

• APP mora biti mikrokapsuliran (npr. melamin-formaldehidno smolom) kako bi se izbjegla apsorpcija vlage i stvaranje mjehurića;
• Dodajte 1-2 phr hidrofobnog pirogenog silicijum dioksida (npr. Aerosil R202) da biste spriječili taloženje.

3. Formulacija niske viskoznosti za jednostavan proces (za precizno lijepljenje elektronike, koja zahtijeva visoku tečljivost)

Kombinacija usporivača plamena u jezgri:

• Aluminijum hipofosfit (AHP): 5-8 phr (nano veličine, D50 ≤1 μm);
• Tečni organski fosforni usporivač gorenja (BDP alternativa): 8-10 phr (npr. derivati ​​DMMP-a na bazi fosfora bez halogena, održavanje viskoznosti);
• Aluminijum hidroksid (ATH): 15 phr (sferni kompozit od aluminijum oksida, uravnotežena toplotna provodljivost);
• MCA: 3-5 komada

Očekivane performanse:

• Raspon viskoznosti: 10.000-15.000 cP (blizu tečnim sistemima za usporavanje plamena);
• Otpornost na plamen: UL94 V-0 (poboljšano tekućim fosforom);
• Toplotna provodljivost: ≥0,6 W/m·K (doprinos sfernog aluminijum oksida).

Ključni proces:

• AHP i sferni aluminijum oksid moraju se miješati i dispergovati pod visokim smicanjem (≥2000 o/min);
• Dodajte molekularno sito za sušenje 4-6 phr u dio B kako biste spriječili apsorpciju vlage od AHP-a.

4. Slaganje tehničkih tačaka i alternativnih rješenja

1. Sinergijski mehanizmi:

• AHP + MCA:AHP potiče dehidraciju i ugljenisanje, dok MCA oslobađa dušik prilikom zagrijavanja, formirajući sloj ugljena nalik saću.
• ATH + Cinkov borat:ATH apsorbira toplinu (1967 J/g), a cink borat formira sloj boratnog stakla koji prekriva površinu.

2. Alternativni usporivači plamena:

• Derivati ​​polifosfazena:Visoko efikasan i ekološki prihvatljiv, s korištenjem nusprodukta HCl;
• Epoksidna silikonska smola (ESR):U kombinaciji sa AHP-om, smanjuje ukupno opterećenje (18% za V-0) i poboljšava mehanička svojstva.

3. Kontrola rizika procesa:

• Sedimentacija:Sredstva protiv taloženja (npr. modifikovani tipovi poliureom) potrebna su ako je viskoznost <10.000 cP;
• Inhibicija stvrdnjavanja:Izbjegavajte prekomjernu upotrebu alkalnih usporivača gorenja (npr. MCA) kako biste spriječili interferenciju s reakcijama izocijanata.

5. Preporuke za implementaciju

• Za početnu optimizaciju, prioritetno testirajte formulaciju s visokom otpornošću na plamen: obloženi AHP + submikronski ATH (prosječna veličina čestica 0,5 μm) pri AHP:ATH:MCA = 10:20:5.
• Ključni testovi:
  → LOI (GB/T 2406.2) i UL94 vertikalno gorenje;
  → Čvrstoća veze nakon termičkog cikliranja (-30℃~100℃, 200 sati);
  → Taloženje usporivača plamena nakon ubrzanog starenja (60℃/7d).

Tabela formulacija usporivača plamena