Teknologi Formulasi dan Pemprosesan Kalis Api Bebas Halogen untuk Resin Epoksi
Pelanggan sedang mencari bahan kalis api yang mesra alam, bebas halogen dan bebas logam berat yang sesuai untuk resin epoksi dengan sistem pengawetan anhidrida, yang memerlukan pematuhan UL94-V0. Agen pengawetan mestilah agen pengawetan epoksi suhu tinggi dengan Tg melebihi 125°C, yang memerlukan pengawetan haba pada 85–120°C dan tindak balas perlahan pada suhu bilik. Berikut ialah formulasi terperinci seperti yang diminta oleh pelanggan.
I. Sistem Formulasi Kalis Api
1. Sistem Kalis Api Teras: Sinergi Fosforus-Nitrogen
Jadual Maklumat Kalis Api
| Kalis Api | Mekanisme | Pemuatan yang Disyorkan | Catatan |
|---|---|---|---|
| Aluminium hipofosfat | Kalis api fasa pekat, membentuk lapisan arang aluminium fosfat | 10–15% | Kalis api utama, suhu penguraian >300°C |
| Ammonium polifosfat (APP) | Ketahanan api intumescent, bersinergi dengan hipofosfat aluminium | 5–10% | APP tahan asid diperlukan |
| Melamin sianurat (MCA) | Sumber nitrogen, meningkatkan sinergi fosforus, menyekat asap | 3–5% | Mengurangkan titisan |
2. Bahan Perencat Api Bantu dan Sinergi
Jadual Maklumat Perencat Api Bantu
| Kalis Api | Mekanisme | Pemuatan yang Disyorkan | Catatan |
|---|---|---|---|
| Zink borat | Menggalakkan pembentukan arang, menyekat cahaya selepas bercahaya | 2–5% | Jumlah yang berlebihan boleh memperlahankan pengawetan |
| Aluminium hidroksida halus | Penyejukan endotermik, penindasan asap | 5–8% | Kawal pemuatan (untuk mengelakkan pengurangan Tg) |
3. Contoh Formulasi (Jumlah Pemuatan: 20–30%)
Formulasi Asas (Berbanding Jumlah Kandungan Resin)
| Komponen | Kandungan (Berbanding Resin) |
|---|---|
| Aluminium hipofosfat | 12% |
| APLIKASI | 8% |
| MCA | 4% |
| Zink borat | 3% |
| Aluminium hidroksida | 5% |
| Jumlah Pemuatan | 32% (boleh laras kepada 25–30%) |
II. Langkah-langkah Pemprosesan Utama
1. Pencampuran dan Penyebaran
A. Pra-Rawatan:
- Keringkan hipofosfat aluminium, APP dan MCA pada suhu 80°C selama 2 jam (menghalang penyerapan lembapan).
- Rawat pengisi bukan organik (aluminium hidroksida, zink borat) dengan agen gandingan silana (contohnya, KH-550).
B. Urutan Pencampuran:
- Resin epoksi + Bahan kalis api (60°C, kacau selama 1 jam)
- Tambah agen pengawetan anhidrida (kekalkan suhu <80°C)
- Penyahgas vakum (-0.095 MPa, 30 min)
2. Proses Pengawetan
Pengawetan Langkah (Mengimbangi kestabilan kalis api dan Tg yang tinggi):
- 85°C / 2 jam (permulaan perlahan, mengurangkan gelembung)
- 120°C / 2 jam (memastikan tindak balas anhidrida lengkap)
- 150°C / 1 jam (meningkatkan ketumpatan ikatan silang, Tg >125°C)
3. Nota Utama
- Kawalan kelikatan: Jika kelikatan terlalu tinggi, tambahkan 5% pelarut epoksi reaktif (cth., AGE).
- Pengawetan tertangguh: Gunakan anhidrida metilheksahidroftalat (MeHHPA) atau tambahkan 0.2% 2-etil-4-metilimidazol (melambatkan tindak balas suhu bilik).
III. Pengesahan & Pelarasan Prestasi
1. Kalis Api:
- Ujian UL94 V0 (ketebalan 1.6mm): Pastikan masa pembakaran <10 saat, tiada titisan.
- Jika gagal: Tingkatkan aluminium hipofosfat (+3%) atau APP (+2%).
2. Prestasi Terma:
- Ujian DSC untuk Tg: Jika Tg <125°C, kurangkan aluminium hidroksida (menurunkan Tg disebabkan oleh kesan endotermik).
3. Sifat Mekanikal:
- Jika kekuatan lenturan menurun, tambahkan 1–2% nano-silika untuk tetulang.
IV. Isu & Penyelesaian yang Berpotensi
Jadual Isu & Penyelesaian Kalis Api
| Isu | Sebab | Penyelesaian |
|---|---|---|
| Pengawetan yang tidak lengkap | Penyerapan lembapan atau gangguan pH daripada bahan kalis api | Pengisi pra-kering, gunakan APP tahan asid |
| Aliran resin yang lemah | Beban pengisi yang berlebihan | Kurangkan aluminium hidroksida kepada 3% atau tambah pelarut |
| Kegagalan UL94 | Sinergi PN yang tidak mencukupi | Tingkatkan MCA (kepada 6%) atau aluminium hipofosfat (kepada 15%) |
V. Formulasi Alternatif (Jika Diperlukan)
Gantikan sebahagian daripada APP dengan derivatif DOPO (cth., DOPO-HQ):
- 8% DOPO-HQ + 10% aluminium hipofosfat mengurangkan jumlah beban (~18%) sambil mengekalkan prestasi.
Gabungan ini mengimbangi kalis api, keselamatan alam sekitar dan prestasi suhu tinggi. Percubaan berskala kecil (500g) disyorkan sebelum pengeluaran berskala penuh.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Masa siaran: 25 Julai 2025
