Postopek raztapljanja in disperzije trdnih zaviralcev gorenja v poliuretanskem AB lepilnem sistemu

Postopek raztapljanja in disperzije trdnih zaviralcev gorenja v poliuretanskem AB lepilnem sistemu

Za raztapljanje/disperzijo trdnih zaviralcev gorenja, kot so aluminijev hipofosfit (AHP), aluminijev hidroksid (ATH), cinkov borat in melamin cianurat (MCA) v poliuretanskem AB lepilnem sistemu so ključni koraki predobdelava, postopna disperzija in strog nadzor vlage. Spodaj je podroben postopek (za formulacije z visoko stopnjo zaviranja gorenja; druge formulacije je mogoče ustrezno prilagoditi).

I. Temeljna načela

1. „Raztapljanje“ je v bistvu disperzija: trdni zaviralci gorenja morajo biti enakomerno dispergirani v poliolu (komponenta A), da tvorijo stabilno suspenzijo.
2. Predobdelava zaviralcev gorenja: Obravnavanje težav absorpcije vlage, aglomeracije in reaktivnosti z izocianati.
3. Postopno dodajanje: Materiale dodajajte po vrstnem redu gostote in velikosti delcev, da se izognete lokaliziranim visokim koncentracijam.
4. Strog nadzor vlage: Voda porablja izocianat (-NCO) v komponenti B, kar vodi do slabega strjevanja.

II. Podroben postopek delovanja (na podlagi 100 delov poliola v komponenti A)

1. korak: Predobdelava z ognjevarnim sredstvom (24 ur vnaprej)

• Aluminijev hipofosfit (AHP, 10 delov):
  • Površinski premaz s silanskim vezivom (KH-550) ali titanatnim vezivom (NDZ-201):
    • Zmešajte 0,5 dela veziva in 2 dela brezvodnega etanola ter mešajte 10 minut za hidrolizo.
    • Dodajte prašek AHP in mešajte pri visoki hitrosti (1000 vrt/min) 20 minut.
    • Sušite v pečici pri 80 °C 2 uri, nato pa shranite zaprto.
• Aluminijev hidroksid (ATH, 25 delov):
  • Uporabite submikronski, s silanom modificiran ATH (npr. Wandu WD-WF-20). Če ni modificiran, ravnajte podobno kot z AHP.
• MCA (6 delov) in cinkov borat (4 deli):
  • Sušite pri 60 °C 4 ure, da odstranite vlago, nato pa presejte skozi sito z odprtinami 300 mesh.

2. korak: Postopek disperzije komponente A (poliolna stran)

1. Mešanje osnov:
   • V suho posodo dodajte 100 delov poliola (npr. polieter poliola PPG).
   • Dodajte 0,3 dela izravnalnega sredstva, modificiranega s polietrom, polisiloksana (npr. BYK-333).
2. Predhodna disperzija pri nizki hitrosti:
   • Zaviralne snovi dodajte po vrstnem redu: ATH (25 delov) → AHP (10 delov) → cinkov borat (4 deli) → MCA (6 delov).
   • Mešajte pri 300–500 vrt/min 10 minut, dokler ne ostane več suhega prahu.
3. Disperzija pri visokih strižnih silah:
   • Preklopite na visokohitrostni dispergator (≥1500 vrt/min) za 30 minut.
   • Nadzorujte temperaturo ≤50 °C (za preprečevanje oksidacije poliola).
4. Mletje in izpopolnjevanje (ključno!):
   • 2-3-krat premešajte skozi trivaljni mlin ali košarski mlin za pesek, dokler finost ne doseže ≤ 30 μm (preverjeno s Hegmanovim merilnikom).
5. Prilagajanje viskoznosti in odstranjevanje pene:
   • Za preprečitev posedanja dodajte 0,5 dela hidrofobnega pirogenega silicijevega dioksida (Aerosil R202).
   • Dodajte 0,2 dela silikonskega odpihovalca (npr. Tego Airex 900).
   • Mešajte pri 200 vrt/min 15 minut za razplinjevanje.

3. korak: Obdelava z B-komponento (izocianatna stran)

• Za absorpcijo vlage dodajte 4–6 delov molekularnega sita (npr. Zeochem 3A) komponenti B (npr. predpolimeru MDI).
• Če uporabljate tekoče fosforne zaviralce gorenja (možnost z nizko viskoznostjo), jih neposredno vmešajte v komponento B in mešajte 10 minut.

4. korak: Mešanje in strjevanje komponent AB

• Mešalno razmerje: Upoštevajte originalno zasnovo lepila AB (npr. A:B = 100:50).
• Postopek mešanja:
  • Uporabite dvokomponentni planetarni mešalnik ali statično mešalno cev.
  • Mešajte 2-3 minute, dokler zmes ni enakomerna (brez nabiranja niti).
• Pogoji strjevanja:
  • Strjevanje pri sobni temperaturi: 24 ur (podaljšano za 30 % zaradi absorpcije toplote zaradi zaviralca gorenja).
  • Pospešeno strjevanje: 60 °C/2 uri (preverite rezultate brez mehurčkov).

III. Ključne točke nadzora procesa

IV. Alternativne metode disperzije (brez opreme za mletje)

1. Predobdelava krogličnega mletja:
   • Zmešajte zaviralce gorenja in poliol v razmerju 1:1, mlinite v kroglicah 4 ure (cirkonijeve kroglice, velikosti 2 mm).
2. Metoda z glavno zmesjo:
   • Pripravite 50-odstotno glavno zmes z zaviralcem gorenja (poliol kot nosilec) in jo pred uporabo razredčite.
3. Ultrazvočna disperzija:
   • Na predhodno zmešano gnojevko nanesite ultrazvok (20 kHz, 500 W, 10 min) (primerno za majhne serije).

V. Priporočila za izvajanje

1. Najprej testiranje v majhnem obsegu: Test s 100 g komponente A, s poudarkom na stabilnosti viskoznosti (24-urna sprememba <10 %) in hitrosti strjevanja.
2. Pravilo zaporedja dodajanja zaviralcev gorenja:
   • „Najprej težka, kasneje lahka; najprej fina, kasneje groba“ → ATH (težka) → AHP (fina) → cinkov borat (srednja) → MCA (lahka/groba).
3. Odpravljanje težav v sili:
   • Nenadno povečanje viskoznosti: Za redčenje dodajte 0,5 % propilen glikol metil eter acetata (PMA).
   • Slabo strjevanje: B-komponenti dodajte 5 % modificiranega MDI (npr. Wanhua PM-200).