Poliuretanski AB lepilni prašek, ki zavira gorenje

Poliuretanski AB lepilni prašek, ki zavira gorenje
Na podlagi povpraševanja po formulacijah zaviralcev gorenja brez halogenov za poliuretanska AB lepila, v kombinaciji z značilnostmi in sinergijskimi učinki zaviralcev gorenja, kot so aluminijev hipofosfit (AHP), aluminijev hidroksid (ATH), cinkov borat in melamin cianurat (MCA), so bile zasnovane naslednje tri sheme mešanja. Te formulacije ne vsebujejo klora in se osredotočajo na optimizacijo učinkovitosti zaviralcev gorenja, združljivost fizikalnih lastnosti in izvedljivost procesa:

1. Formulacija z visoko odpornostjo proti ognju (za elektronsko zalivanje, enkapsulacijo baterij, cilj UL94 V-0)

Kombinacija zaviralcev gorenja jedra:

• Aluminijev hipofosfit (AHP): 8–12 phr (za reševanje težav s padavinami priporočljiva vrsta s poliuretanskim premazom na vodni osnovi)
• Aluminijev hidroksid (ATH): 20–25 phr (submikronska stopnja, 0,2–1,0 μm, za izboljšanje kisikovega indeksa in kompaktnosti oglja)
• MCA: 5-8 phr (mehanizem plinske faze, sinergistično z AHP v kondenzirani fazi)
• Cinkov borat: 3-5 phr (spodbuja nastajanje keramičnega oglja in zavira tlenje)

Pričakovana uspešnost:

• Kisikov indeks (LOI): ≥32 % (čisti PU ≈22 %);
• UL94 ocena: V-0 (debelina 1,6 mm);
• Toplotna prevodnost: 0,45–0,55 W/m·K (prispevek ATH in cinkovega borata);
• Nadzor viskoznosti: 25.000–30.000 cP (potrebna je površinska obdelava za preprečevanje sedimentacije).

Ključni postopek:

• AHP mora biti predhodno dispergiran v poliolni komponenti (del A), da se prepreči prezgodnja reakcija z izocianatom (del B);
• ATH je treba modificirati s silanskim vezivnim sredstvom (npr. KH-550), da se izboljša medfazna vez.

2. Cenovno ugodna splošna formulacija (za tesnjenje konstrukcij, lepljenje pohištva, cilj UL94 V-1)

Kombinacija zaviralcev gorenja jedra:

• Aluminijev hidroksid (ATH): 30–40 phr (standardni mikronski razred, stroškovno učinkovit, polnilen zaviralec gorenja);
• Amonijev polifosfat (APP): 10–15 phr (v kombinaciji z MCA za intumescentni sistem, ki nadomešča halogenirana sredstva);
• MCA: 5-7 phr (razmerje z APP 1:2~1:3, spodbuja penjenje in izolacijo kisika);
• Cinkov borat: 5 phr (zatiranje dima, pomožno oglje).

Pričakovana uspešnost:

• LOI: ≥28 %;
• UL94 ocena: V-1;
• Znižanje stroškov: ~30 % (v primerjavi z visoko ognjevarno formulacijo);
• Ohranjanje natezne trdnosti: ≥80 % (APP zahteva enkapsulacijo za preprečevanje hidrolize).

Ključni postopek:

• APP mora biti mikrokapsuliran (npr. z melamin-formaldehidno smolo), da se prepreči absorpcija vlage in nastanek mehurčkov;
• Za preprečevanje posedanja dodajte 1-2 phr hidrofobnega pirogenega silicijevega dioksida (npr. Aerosil R202).

3. Formulacija z nizko viskoznostjo, ki jo je enostavno obdelati (za natančno lepljenje elektronike, ki zahteva visoko tekočnost)

Kombinacija zaviralcev gorenja jedra:

• Aluminijev hipofosfit (AHP): 5–8 phr (nanodelcev, D50 ≤ 1 μm);
• Tekoči organski fosforjev zaviralec gorenja (alternativa BDP): 8–10 phr (npr. derivati ​​DMMP na osnovi halogenov brez fosforja, ki ohranjajo viskoznost);
• Aluminijev hidroksid (ATH): 15 phr (sferični kompozit iz aluminijevega oksida, uravnotežena toplotna prevodnost);
• MCA: 3-5 phr.

Pričakovana uspešnost:

• Območje viskoznosti: 10.000–15.000 cP (blizu tekočih sistemov za zaviranje gorenja);
• Odpornost na gorenje: UL94 V-0 (izboljšana s tekočim fosforjem);
• Toplotna prevodnost: ≥0,6 W/m·K (prispevek sferičnega aluminijevega oksida).

Ključni postopek:

• AHP in sferični aluminijev oksid je treba mešati in dispergirati pri visokem strigu (≥2000 vrt/min);
• Delu B dodajte 4-6 phr molekularno sito za sušenje, da preprečite absorpcijo vlage AHP.

4. Tehnične točke in alternativne rešitve za združevanje

1. Sinergijski mehanizmi:

• AHP + MCA:AHP spodbuja dehidracijo in zoglenevanje, medtem ko MCA pri segrevanju sprošča dušikov plin, ki tvori satju podobno plast zoglenevanja.
• ATH + cinkov borat:ATH absorbira toploto (1967 J/g), cinkov borat pa tvori plast boratnega stekla, ki prekrije površino.

2. Alternativni zaviralci gorenja:

• Derivati ​​polifosfena:Visoko učinkovit in okolju prijazen, z izkoriščanjem stranskega produkta HCl;
• Epoksi silikonska smola (ESR):V kombinaciji z AHP zmanjša skupno obremenitev (18 % za V-0) in izboljša mehanske lastnosti.

3. Nadzor procesnih tveganj:

• Sedimentacija:Sredstva proti posedanju (npr. modificirani s poliureo) so potrebna, če je viskoznost <10.000 cP;
• Zaviranje strjevanja:Izogibajte se prekomerni uporabi alkalnih zaviralcev gorenja (npr. MCA), da preprečite motenje reakcij z izocianati.

5. Priporočila za izvajanje

• Za začetno optimizacijo dajte prednost testiranju formulacije z visoko ognjeodpornostjo: prevlečeni AHP + submikronski ATH (povprečna velikost delcev 0,5 μm) pri AHP:ATH:MCA = 10:20:5.
• Ključni testi:
  → Navpično gorenje po LOI (GB/T 2406.2) in UL94;
  → Trdnost vezi po termičnem cikliranju (-30℃~100℃, 200 ur);
  → Obarjanje zaviralcev gorenja po pospešenem staranju (60 ℃/7 dni).

Tabela formulacij zaviralcev gorenja