Zasnova formule za MCA in aluminijev hipofosfit (AHP) v ločilnem premazu za zaviranje gorenja

Zasnova formule za MCA in aluminijev hipofosfit (AHP) v ločilnem premazu za zaviranje gorenja

Na podlagi specifičnih zahtev uporabnika za ognjevarne ločilne premaze so značilnostiMelamin cianurat (MCA)inAluminijev hipofosfit (AHP)se analizirajo na naslednji način:

1. Združljivost s sistemi za gnojevko

• MCA:
• Vodni sistemi:Zahteva modifikacijo površine (npr. silanska veziva ali površinsko aktivne snovi) za izboljšanje disperzibilnosti; sicer lahko pride do aglomeracije.
• NMP sistemi:V polarnih topilih lahko pride do rahlega nabrekanja (priporočeno: preizkusite stopnjo nabrekanja po 7-dnevnem potopitvi).
• AHP:
• Vodni sistemi:Dobra disperzibilnost, vendar je treba nadzorovati pH (kisli pogoji lahko povzročijo hidrolizo).
• NMP sistemi:Visoka kemijska stabilnost z minimalnim tveganjem nabrekanja.
  Zaključek:AHP kaže boljšo združljivost, medtem ko MCA zahteva modifikacijo.

2. Velikost delcev in prilagodljivost postopka nanašanja premaza

• MCA:
• Prvotni D50: ~1–2 μm; zahteva mletje (npr. mletje v pesek) za zmanjšanje velikosti delcev, vendar lahko poškoduje njegovo plastovito strukturo, kar vpliva na učinkovitost zaviranja gorenja.
• Preveriti je treba enakomernost po brušenju (opazovanje s SEM).
• AHP:
• Prvotni D50: Običajno ≤ 5 μm; mletje do D50 0,5 μm/D90 1 μm je dosegljivo (prekomerno mletje lahko povzroči skoke viskoznosti brozge).
  Zaključek:MCA ima boljšo prilagodljivost velikosti delcev z manjšim procesnim tveganjem.

3. Odpornost proti oprijemu in obrabi

• MCA:
• Nizka polarnost vodi do slabe adhezije s PE/PP ločilnimi folijami; zahteva 5–10 % veziv na osnovi akrila (npr. PVDF-HFP).
• Visok koeficient trenja lahko zahteva dodajanje 0,5–1 % nano-SiO₂ za izboljšanje odpornosti proti obrabi.
• AHP:
• Površinske hidroksilne skupine tvorijo vodikove vezi s separatorjem, kar izboljša oprijem, vendar je še vedno potrebnih 3–5 % poliuretanskih veziv.
• Višja trdota (Mohs ~ 3) lahko povzroči luščenje mikrodelcev pri dolgotrajnem trenju (zahteva ciklično testiranje).
  Zaključek:AHP ponuja boljšo splošno zmogljivost, vendar zahteva optimizacijo veziva.

4. Termična stabilnost in lastnosti razgradnje

• MCA:
• Temperatura razgradnje: 260–310 °C; pri 120–150 °C ne more proizvajati plina, kar lahko povzroči neuspeh pri zaviranju toplotnega uhajanja.
• AHP:
• Temperatura razgradnje: 280–310 °C, kar je prav tako nezadostno za nastajanje plina pri nizki temperaturi.
  Ključno vprašanje:Oba se razgradita nad ciljnim območjem (120–150 °C).Rešitve:
• Uvedite nizkotemperaturne sinergiste (npr. mikrokapsulirani rdeči fosfor, območje razgradnje: 150–200 °C) ali modificiran amonijev polifosfat (APP, prevlečen za prilagoditev razgradnje na 140–180 °C).
• OblikujteKompozit MCA/APP (razmerje 6:4)za izkoriščanje nizkotemperaturnega nastajanja plina APP + zaviranja plamena v plinski fazi MCA.

5. Elektrokemična in korozijska odpornost

• MCA:
• Elektrokemično inerten, vendar lahko preostali prosti melamin (zahteva se čistost ≥99,5 %) katalizira razgradnjo elektrolita.
• AHP:
• Kisle nečistoče (npr. H₃PO₂) je treba čim bolj zmanjšati (ICP test: kovinski ioni ≤ 10 ppm), da se prepreči pospešitev hidrolize LiPF₆.
  Zaključek:Oba zahtevata visoko čistost (≥99 %), vendar je MCA lažje prečistiti.

Celovit predlog rešitve

1. Izbira primarnega zaviralca gorenja:

• Prednostno:AHP (uravnotežena disperzibilnost/adhezija) + sinergist pri nizki temperaturi (npr. 5 % mikrokapsuliran rdeči fosfor).
• Alternativa:Modificiran MCA (karboksilno cepljen za vodno disperzijo) + sinergist APP.

1. Optimizacija procesov:

• Formula gnojevke:AHP (90 %) + poliuretansko vezivo (7 %) + vlažilno sredstvo (BYK-346, 0,5 %) + sredstvo proti penjenju (2 %).
• Parametri brušenja:Peščeni mlin z 0,3 mm ZrO₂ kroglicami, 2000 vrt/min, 2 uri (ciljna D90 ≤1 μm).

1. Validacijski testi:

• Termični razpad:TGA (izguba teže <1 % pri 120 °C/2 uri; izpust plina pri 150 °C/30 min preko GC-MS).
• Elektrokemijska stabilnost:Opazovanje SEM po 30-dnevni potopitvi v 1M LiPF₆ EC/DMC pri 60 °C.

Končno priporočilo

Niti MCA niti AHP sama po sebi ne izpolnjujeta vseh zahtev.hibridni sistemse svetuje:

• AHP (matrika)+mikrokapsulirani rdeči fosfor (generator plina pri nizki temperaturi)+nano-SiO2₂(odpornost proti obrabi).
• Združite z vodno smolo z visoko adhezijo (npr. akrilno-epoksi kompozitno emulzijo) in optimizirajte modifikacijo površine za stabilnost velikosti delcev/disperzije.
  Nadaljnje testiranjeje potrebno za potrditev termo-elektrokemične sinergije.