Референтна формулација за термореактивен акрилен лепак што е отпорен на пламен
За да се исполнат барањата за UL94 V0 средства за забавување на пламенот за термореактивни акрилни лепила, земајќи ги предвид карактеристиките на постојните средства за забавување на пламенот и специфичностите на термореактивните системи, се предлага следната оптимизирана формулација и клучна анализа:
I. Принципи на дизајн на формулација и барања за термореактивен систем
- Мора да одговара на температурата на стврднување (обично 120–180°C)
- Средствата за забавување на пламенот мора да издржат обработка на висока температура (да се избегне дефект при распаѓање)
- Обезбедете стабилност на дисперзија во системи со висока густина на вкрстено поврзување
- Балансирајте ја механичката цврстина по стврднувањето и ефикасноста на отпорност на пламен
II. Синергистички дизајн на систем за заштита од пламен
Функции за заштита од пламен и термореактивна компатибилност
| Забавувач на пламен | Примарна улога | Термосет компатибилност | Препорачано вчитување |
|---|---|---|---|
| Ултра-фин ATH | Главен FR: Ендотермна дехидрација, разредување во гасна фаза | Потребна е модификација на површината (анти-агломерација) | ≤35% (прекумерното оптоварување го намалува вкрстеното поврзување) |
| Алуминиум хипофосфит | Синергист: Катализатор на јаглен, чистач на радикали (PO·) | Температура на распаѓање >300°C, погодна за стврднување | 8–12% |
| Цинк борат | Засилувач на јаглен: Формира стаклена бариера, го намалува чадот | Синергизира со ATH (Al-BO char) | 5–8% |
| MCA (меламин цијанурат) | Гасна фаза FR: Ослободува NH₃, го инхибира согорувањето | Температура на распаѓање 250–300°C (температура на стврднување <250°C) | 3–5% |
III. Препорачана формулација (тежински %)
Упатства за обработка на компоненти
| Компонента | Сооднос | Клучни белешки за обработка |
|---|---|---|
| Термореактивна акрилна смола | 45–50% | Тип со низок вискозитет (на пр., епоксиден акрилат) за високо полнење со филер |
| Површински модифициран ATH (D50 <5µm) | 25–30% | Претходно третирано со силан KH-550 |
| Алуминиум хипофосфит | 10–12% | Претходно измешано со ATH, додадено во серии |
| Цинк борат | 6–8% | Додадено со MCA; избегнувајте деградација при висок смолкнување |
| МЦА | 4–5% | Мешање во доцна фаза со ниска брзина (<250°C) |
| Растворувач (BYK-2152 + PE восок) | 1,5–2% | Обезбедува рамномерна дисперзија на филер |
| Средство за спојување (KH-550) | 1% | Претходно третирано со ATH/хипофосфит |
| Средство за стврднување (BPO) | 1–2% | Активатор на ниска температура за брзо стврднување |
| Средство против таложење (Aerosil R202) | 0,5% | Тиксотропно антиседиментирање |
IV. Контроли на критични процеси
1. Процес на дисперзија
- Предтретман: ATH и хипофосфит натопени во 5% раствор од KH-550/етанол (сушење од 2 часа на 80°C)
- Редослед на мешање:
- Смола + дисперзант → Мешање со мала брзина → Додадете модифициран ATH/хипофосфит → Дисперзија со голема брзина (2500 вртежи во минута, 20 мин) → Додадете цинк борат/MCA → Мешање со мала брзина (избегнувајте деградација на MCA)
- Опрема: Планетарен миксер (вакуум дегасификација) или мелница со три ролни (за ултрафини прашоци)
2. Оптимизација на стврднување
- Постепено стврднување: 80°C/1 час (пред-гелирање) → 140°C/2 часа (после стврднување, избегнувајте распаѓање на MCA)
- Контрола на притисок: 0,5–1 MPa за да се спречи таложење на филер
3. Синергистички механизми
- ATH + Хипофосфит: Формира јаглен зајакнат со AlPO₄ додека ги отстранува радикалите (PO·)
- Цинк борат + MCA: Двојна бариера гас-цврста материја (разредување на NH₃ + стопен стаклен слој)
V. Стратегии за прилагодување на перформансите
Чести проблеми и решенија
| Проблем | Основна причина | Решение |
|---|---|---|
| Капење на палење | Низок вискозитет на топење | Зголемете го MCA на 5% + хипофосфитот на 12% или додадете 0,5% PTFE микроправ. |
| Кршливост по стврднување | Прекумерно оптоварување со ATH | Намалување на ATH на 25% + 5% нано-CaCO₃ (зацврстување) |
| Седиментација во складирање | Слаба тиксотропија | Зголемете го силициумот на 0,8% или преминете на BYK-410 |
| ЛОИ <28% | Недоволен FR во гасна фаза | Додадете 2% обложен црвен фосфор или 1% нано-BN |
VI. Метрики за валидација
- UL94 V0: примероци од 3,2 mm, вкупно време на пламен <50 s (без палење со памук)
- LOI ≥30% (маргина на безбедност)
- TGA остаток >25% (800°C, N2)
- Механичка рамнотежа: Затегнувачка цврстина >8 MPa, цврстина на смолкнување >6 MPa
Клучни заклучоци
- Постигнува V0 рејтинг, а воедно го одржува механичкиот интегритет.
- Препорачани се мали испитувања (50 g) пред скалирање.
- За повисоки перформанси: може да се додадат 2–3% DOPO деривати (на пр., фосфафенантрен).
Оваа формулација обезбедува усогласеност со строгите стандарди за отпорност на пламен, а воедно ја оптимизира обработливоста и перформансите при крајна употреба.
Време на објавување: 01 јули 2025
