Дизајн на формула за MCA и алуминиум хипофосфит (AHP) во сепараторски премаз за отпорност на пламен

Дизајн на формула за MCA и алуминиум хипофосфит (AHP) во сепараторски премаз за отпорност на пламен

Врз основа на специфичните барања на корисникот за премази за сепаратори отпорни на пламен, карактеристиките наМеламин цијанурат (MCA)иАлуминиум хипофосфит (AHP)се анализираат на следниов начин:

1. Компатибилност со системи за кашеста маса

• МЦА:
• Водни системи:Потребна е модификација на површината (на пр., силански средства за спојување или сурфактанти) за да се подобри дисперзибилноста; во спротивно, може да се појави агломерација.
• NMP системи:Може да покаже мало отекување во поларни растворувачи (препорачано: тест за брзина на отекување по 7-дневно потопување).
• АХП:
• Водни системи:Добра дисперзибилност, но pH мора да се контролира (киселите услови може да предизвикаат хидролиза).
• NMP системи:Висока хемиска стабилност со минимален ризик од отекување.
  Заклучок:AHP покажува подобра компатибилност, додека MCA бара модификација.

2. Големина на честички и прилагодливост на процесот на обложување

• МЦА:
• Оригинален D50: ~1–2 μm; бара мелење (на пр., мелење со песок) за да се намали големината на честичките, но може да ја оштети неговата слоевита структура, што влијае на ефикасноста на отпорност на пламен.
• Мора да се потврди униформноста по мелењето (SEM набљудување).
• АХП:
• Оригинален D50: Типично ≤5 μm; мелење до D50 0,5 μm/D90 1 μm е можно (прекумерното мелење може да предизвика скокови на вискозитетот на кашестата маса).
  Заклучок:MCA има подобра прилагодливост на големината на честичките со помал процесен ризик.

3. Отпорност на адхезија и абење

• МЦА:
• Нискиот поларитет води до слаба адхезија со PE/PP сепараторски фолии; потребни се 5–10% врзива на база на акрилни (на пр., PVDF-HFP).
• Високиот коефициент на триење може да бара додавање на 0,5–1% нано-SiO₂ за да се подобри отпорноста на абење.
• АХП:
• Површинските хидроксилни групи формираат водородни врски со сепараторот, подобрувајќи ја адхезијата, но сепак се потребни 3-5% полиуретански врзива.
• Повисоката тврдост (Мохсова ~3) може да предизвика разложување на микрочестички под продолжено триење (бара циклично тестирање).
  Заклучок:AHP нуди подобри вкупни перформанси, но бара оптимизација на врзивно средство.

4. Термичка стабилност и својства на распаѓање

• МЦА:
• Температура на распаѓање: 260–310°C; не може да генерира гас на 120–150°C, што потенцијално не успева да го потисне термичкото бегство.
• АХП:
• Температура на распаѓање: 280–310°C, исто така недоволна за производство на гас на ниска температура.
  Клучно прашање:И двата се распаѓаат над целниот опсег (120–150°C).Решенија:
• Воведете синергисти на ниски температури (на пр., микроенкапсулиран црвен фосфор, опсег на распаѓање: 150–200°C) или модифициран амониум полифосфат (APP, обложен за прилагодување на распаѓањето на 140–180°C).
• ДизајнирајMCA/APP композитен (сооднос 6:4)за да се искористи генерирањето на гас на ниска температура на APP + инхибицијата на пламенот во гасна фаза на MCA.

5. Електрохемиска и корозивна отпорност

• МЦА:
• Електрохемиски инертен, но преостанатиот слободен меламин (потребна чистота ≥99,5%) може да катализира распаѓање на електролитот.
• АХП:
• Киселинските нечистотии (на пр., H₃PO₂) мора да се минимизираат (ICP тест: метални јони ≤10 ppm) за да се избегне забрзување на хидролизата на LiPF₆.
  Заклучок:И двете бараат висока чистота (≥99%), но MCA е полесна за прочистување.

Сеопфатен предлог за решение

1. Избор на примарен пламен-ретардант:

• Преферирано:AHP (балансирана дисперзибилност/адхезија) + синергист на ниска температура (на пр., 5% микроенкапсулиран црвен фосфор).
• Алтернатива:Модифициран MCA (карбоксил-калемено за водена дисперзија) + APP синергист.

1. Оптимизација на процеси:

• Формула за кашеста маса:AHP (90%) + полиуретанско врзивно средство (7%) + средство за влажнење (BYK-346, 0,5%) + средство за отстранување на пена (2%).
• Параметри на мелење:Песочна мелница со зрна ZrO₂ од 0,3 mm, 2000 вртежи во минута, 2 часа (целна вредност D90 ≤1 μm).

1. Тестови за валидација:

• Термичко распаѓање:TGA (губење на тежина <1% на 120°C/2 часа; излез на гас на 150°C/30 минути преку GC-MS).
• Електрохемиска стабилност:Набљудување со SEM по 30-дневно потопување во 1M LiPF₆ EC/DMC на 60°C.

Конечна препорака

Ниту MCA ниту AHP сами по себе не ги исполнуваат сите барања. Aхибриден системсе препорачува:

• AHP (матрица)+микроенкапсулиран црвен фосфор (генератор на гас на ниска температура)+нано-SiO₂(отпорност на абење).
• Спарете со водена смола со висока адхезија (на пр., акрилно-епоксидна композитна емулзија) и оптимизирајте ја модификацијата на површината за стабилност на големината на честичките/дисперзијата.
  Понатамошно тестирањее потребно за да се потврди термо-електрохемиската синергија.