Tehnologija formulacije in predelave epoksi smol brez halogenov za zaviranje gorenja
Stranka išče okolju prijazno, nehalogensko in brez težkih kovin ognjevarno sredstvo, primerno za epoksidne smole z anhidridnim sistemom strjevanja, ki zahteva skladnost z UL94-V0. Strjevalo mora biti epoksidno strjevalo za visoke temperature s Tg nad 125 °C, ki zahteva toplotno strjevanje pri 85–120 °C in počasno reakcijo pri sobni temperaturi. Spodaj je podrobna formulacija, kot jo je zahtevala stranka.
I. Sistem za pripravo zaviralcev gorenja
1. Osnovni sistem za zaviranje gorenja: sinergija fosforja in dušika
Tabela z informacijami o zaviralcih gorenja
| Negorljivo | Mehanizem | Priporočeno polnjenje | Opombe |
|---|---|---|---|
| Aluminijev hipofosfit | Zaviralec gorenja v kondenzirani fazi, tvori plast aluminijevega fosfata | 10–15 % | Primarno zaviralec gorenja, temperatura razgradnje >300 °C |
| Amonijev polifosfat (APP) | Intumescentno zaviranje gorenja, sinergistično deluje z aluminijevim hipofosfitom | 5–10 % | Zahtevana je kislinsko odporna APP |
| Melamin cianurat (MCA) | Vir dušika, krepi sinergijo fosforja, zavira dimljenje | 3–5 % | Zmanjšuje kapljanje |
2. Pomožni zaviralci gorenja in sinergisti
Tabela z informacijami o pomožnih zaviralcih gorenja
| Negorljivo | Mehanizem | Priporočeno polnjenje | Opombe |
|---|---|---|---|
| Cinkov borat | Spodbuja nastajanje oglja, zavira požiranje | 2–5 % | Prekomerne količine lahko upočasnijo strjevanje |
| Fini aluminijev hidroksid | Endotermno hlajenje, zatiranje dima | 5–8 % | Kontrolna obremenitev (da se prepreči znižanje Tg) |
3. Primer formulacije (skupna obremenitev: 20–30 %)
Osnovna formulacija (glede na skupno vsebnost smole)
| Komponenta | Vsebnost (glede na smolo) |
|---|---|
| Aluminijev hipofosfit | 12 % |
| APLIKACIJA | 8% |
| MCA | 4% |
| Cinkov borat | 3% |
| Aluminijev hidroksid | 5% |
| Skupna obremenitev | 32 % (nastavljivo na 25–30 %) |
II. Ključni koraki obdelave
1. Mešanje in disperzija
A. Predobdelava:
- Aluminijev hipofosfit, APP in MCA sušite pri 80 °C 2 uri (preprečuje absorpcijo vlage).
- Anorganska polnila (aluminijev hidroksid, cinkov borat) obdelajte s silanskim vezivom (npr. KH-550).
B. Zaporedje mešanja:
- Epoksidna smola + zaviralci gorenja (60 °C, mešati 1 uro)
- Dodajte anhidridno sredstvo za utrjevanje (vzdržujte temperaturo <80 °C)
- Vakuumsko odplinjevanje (-0,095 MPa, 30 min)
2. Postopek strjevanja
Stopenjsko strjevanje (uravnoteži stabilnost zaviralca gorenja in visoko Tg):
- 85 °C / 2 uri (počasen začetek, zmanjša mehurčke)
- 120 °C / 2 uri (zagotavlja popolno reakcijo anhidrida)
- 150 °C / 1 h (poveča gostoto zamreženja, Tg > 125 °C)
3. Ključne opombe
- Nadzor viskoznosti: Če je viskoznost previsoka, dodajte 5 % reaktivnega epoksidnega redčila (npr. AGE).
- Zakasnjeno strjevanje: Uporabite metilheksahidroftalni anhidrid (MeHHPA) ali dodajte 0,2 % 2-etil-4-metilimidazola (upočasni reakcijo pri sobni temperaturi).
III. Preverjanje in prilagajanje delovanja
1. Odpornost proti ognju:
- Preizkus UL94 V0 (debelina 1,6 mm): Zagotovite čas gorenja <10 sekund, brez kapljanja.
- Če ne uspe: Povečajte aluminijev hipofosfit (+3 %) ali APP (+2 %).
2. Toplotna učinkovitost:
- DSC test za Tg: Če je Tg <125 °C, reducirajte aluminijev hidroksid (zniža Tg zaradi endotermičnega učinka).
3. Mehanske lastnosti:
- Če se upogibna trdnost zmanjša, dodajte 1–2 % nano-silicijevega dioksida za ojačitev.
IV. Možne težave in rešitve
Tabela težav in rešitev za zaviralce gorenja
| Težava | Vzrok | Rešitev |
|---|---|---|
| Nepopolno strjevanje | Motnje absorpcije vlage ali pH zaradi zaviralcev gorenja | Predhodno suha polnila, uporabite kislinsko odporno APP |
| Slab pretok smole | Prekomerno polnjenje polnila | Zmanjšajte aluminijev hidroksid na 3 % ali dodajte razredčilo |
| Napaka UL94 | Nezadostna sinergija PN | Povečajte MCA (na 6 %) ali aluminijev hipofosfit (na 15 %) |
V. Alternativna formulacija (če je potrebna)
Del APP nadomestite z derivati DOPO (npr. DOPO-HQ):
- 8 % DOPO-HQ + 10 % aluminijevega hipofosfita zmanjša skupno obremenitev (~18 %), hkrati pa ohranja učinkovitost.
Ta kombinacija uravnotežuje odpornost proti gorenju, okoljsko varnost in odpornost pri visokih temperaturah. Pred polno proizvodnjo so priporočljivi poskusi v majhnem obsegu (500 g).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Čas objave: 25. julij 2025
