Полиуретански AB леплив прав, формулации за забавување на пламенот

Полиуретански AB леплив прав, формулации за забавување на пламенот
Врз основа на побарувачката за формулации за забавување на пламенот без халогени за полиуретански AB лепила, во комбинација со карактеристиките и синергистичките ефекти на забавувачите на пламенот како што се алуминиум хипофосфит (AHP), алуминиум хидроксид (ATH), цинк борат и меламин цијанурат (MCA), дизајнирани се следните три шеми за соединување. Овие формулации се без хлор и се фокусираат на оптимизирање на ефикасноста на забавувачите на пламенот, компатибилноста на физичките перформанси и изводливоста на процесот:

1. Формулација со висока отпорност на пламен (за електронско полнење, капсулирање на батерии, цел UL94 V-0)

Комбинација од јадро со пламен-ретардант:

• Алуминиум хипофосфит (AHP): 8-12 phr (се препорачува тип со облога од полиуретан во вода за решавање на проблеми со врнежи)
• Алуминиум хидроксид (ATH): 20-25 phr (подмикронска класа, 0,2-1,0 μm, за подобрување на индексот на кислород и компактноста на јагленот)
• MCA: 5-8 phr (механизам во гасна фаза, синергистички со AHP во кондензирана фаза)
• Цинк борат: 3-5 phr (поттикнува формирање на керамички јаглен и спречува тлеење)

Очекувани перформанси:

• Кислороден индекс (LOI): ≥32% (чист PU ≈22%);
• UL94 рејтинг: V-0 (дебелина од 1,6 mm);
• Топлинска спроводливост: 0,45-0,55 W/m·K (придонес од ATH и цинк борат);
• Контрола на вискозитет: 25.000-30.000 cP (потребна е површинска обработка за да се спречи седиментација).

Клучен процес:

• AHP мора претходно да се дисперзира во полиолската компонента (Дел А) за да се избегне предвремена реакција со изоцијанат (Дел Б);
• ATH треба да се модифицира со силански агенс за спојување (на пр., KH-550) за да се подобри меѓуфазното поврзување.

2. Општа формулација со ниска цена (за запечатување на градежништво, лепење мебел, цел UL94 V-1)

Комбинација од јадро со пламен-ретардант:

• Алуминиум хидроксид (ATH): 30-40 phr (стандарден микронски, економичен, средство за забавување на пламенот од типот на полнење);
• Амониум полифосфат (APP): 10-15 phr (комбинирано со MCA за интумесцентен систем, заменувајќи ги халогенираните агенси);
• MCA: 5-7 phr (сооднос кон APP 1:2~1:3, го поттикнува создавањето пена и изолацијата на кислород);
• Цинк борат: 5 phr (супресија на чад, помошно формирање на јаглен).

Очекувани перформанси:

• ЛОИ: ≥28%;
• UL94 рејтинг: V-1;
• Намалување на трошоците: ~30% (во споредба со формулацијата со висока отпорност на пламен);
• Задржување на затегнувачка цврстина: ≥80% (APP бара капсулирање за да се спречи хидролиза).

Клучен процес:

• APP мора да биде микроенкапсулиран (на пр., со меламин-формалдехидна смола) за да се избегне апсорпција на влага и формирање меурчиња;
• Додадете 1-2 phr хидрофобен чаден силициум диоксид (на пр., Aerosil R202) за спречување на таложење.

3. Формулација со низок вискозитет и лесна обработка (за прецизно лепење на електроника, што бара висока проточност)

Комбинација од јадро со пламен-ретардант:

• Алуминиум хипофосфит (AHP): 5-8 phr (нанозифициран, D50 ≤1 μm);
• Течен органски фосфорен забавувач на пламен (алтернатива на BDP): 8-10 phr (на пр., деривати на DMMP на база на фосфор без халогени, со одржување на вискозитетот);
• Алуминиум хидроксид (ATH): 15 phr (сферичен композит од алумина, балансирачка топлинска спроводливост);
• MCA: 3-5 часа.

Очекувани перформанси:

• Опсег на вискозитет: 10.000-15.000 cP (блиску до течни системи со забавување на пламенот);
• Отпорност на пламен: UL94 V-0 (зголемена со течен фосфор);
• Топлинска спроводливост: ≥0,6 W/m·K (придонес од сферична алумина).

Клучен процес:

• AHP и сферичниот алумина мора да се мешаат заедно и да се дисперзираат под висок смолкнување (≥2000 вртежи во минута);
• Додадете десикант од молекуларно сито од 4-6 phr во Делот Б за да спречите апсорпција на влага од AHP.

4. Технички поени за собирање и алтернативни решенија

1. Синергистички механизми:

• AHP + MCA:AHP поттикнува дехидратација и јагленисување, додека MCA ослободува азотен гас при загревање, формирајќи слој од јаглен сличен на саќе.
• ATH + цинк борат:ATH апсорбира топлина (1967 J/g), а цинк боратот формира слој од боратно стакло за да ја покрие површината.

2. Алтернативни средства за забавување на пламенот:

• Деривати на полифосфазен:Високоефикасно и еколошки, со искористување на нуспроизводи на HCl;
• Епоксидна силиконска смола (ESR):Кога се комбинира со AHP, го намалува вкупното оптоварување (18% за V-0) и ги подобрува механичките својства.

3. Контрола на ризик во процесот:

• Седиментација:Средства против таложење (на пр., типови модифицирани со полиуреа) потребни ако вискозитетот е <10.000 cP;
• Инхибиција на стврднување:Избегнувајте прекумерни алкални средства за забавување на пламенот (на пр., MCA) за да спречите мешање во реакциите на изоцијанат.

5. Препораки за имплементација

• Дајте приоритет на тестирањето на формулацијата со висока отпорност на пламен: обложена AHP + субмикрон ATH (просечна големина на честички 0,5 μm) при AHP:ATH:MCA = 10:20:5 за почетна оптимизација.
• Клучни тестови:
  → LOI (GB/T 2406.2) и UL94 вертикално горење;
  → Јачина на врзување по термички циклус (-30℃~100℃, 200 часа);
  → Таложење отпорно на пламен по забрзано стареење (60℃/7d).

Табела за формулација на средства за забавување на пламенот