Reka Bentuk Formula untuk MCA dan Aluminium Hypophosphite (AHP) dalam Salutan Pemisah untuk Ketahanan Api

Reka Bentuk Formula untuk MCA dan Aluminium Hypophosphite (AHP) dalam Salutan Pemisah untuk Ketahanan Api

Berdasarkan keperluan khusus pengguna untuk salutan pemisah kalis api, ciri-ciriMelamin Sianurat (MCA)danAluminium Hypophosphite (AHP)dianalisis seperti berikut:

1. Keserasian dengan Sistem Slurry

• MCA:
• Sistem akueus:Memerlukan pengubahsuaian permukaan (cth, agen gandingan silane atau surfaktan) untuk meningkatkan keterserakan; jika tidak, aglomerasi mungkin berlaku.
• Sistem NMP:Boleh menunjukkan sedikit bengkak dalam pelarut kutub (disyorkan: menguji kadar bengkak selepas rendaman 7 hari).
• AHP:
• Sistem akueus:Keterserakan yang baik, tetapi pH mesti dikawal (keadaan berasid boleh menyebabkan hidrolisis).
• Sistem NMP:Kestabilan kimia yang tinggi dengan risiko bengkak yang minimum.
  Kesimpulan:AHP menunjukkan keserasian yang lebih baik, manakala MCA memerlukan pengubahsuaian.

2. Saiz Zarah dan Kebolehsuaian Proses Salutan

• MCA:
• D50 Asal: ~1–2 μm; memerlukan pengisaran (cth, pengilangan pasir) untuk mengurangkan saiz zarah, tetapi boleh merosakkan struktur berlapisnya, menjejaskan kecekapan kalis api.
• Keseragaman selepas pengisaran mesti disahkan (pemerhatian SEM).
• AHP:
• D50 Asal: Biasanya ≤5 μm; pengisaran hingga D50 0.5 μm/D90 1 μm boleh dicapai (pengisaran berlebihan boleh menyebabkan pancang kelikatan buburan).
  Kesimpulan:MCA mempunyai kebolehsuaian saiz zarah yang lebih baik dengan risiko proses yang lebih rendah.

3. Ketahanan Lekatan dan Lelasan

• MCA:
• Polariti rendah membawa kepada lekatan yang lemah dengan filem pemisah PE/PP; memerlukan 5–10% pengikat berasaskan akrilik (cth, PVDF-HFP).
• Pekali geseran yang tinggi mungkin memerlukan penambahan 0.5–1% nano-SiO₂ untuk meningkatkan rintangan haus.
• AHP:
• Kumpulan hidroksil permukaan membentuk ikatan hidrogen dengan pemisah, meningkatkan lekatan, tetapi pengikat poliuretana 3-5% masih diperlukan.
• Kekerasan yang lebih tinggi (Mohs ~3) boleh menyebabkan penumpahan mikrozarah di bawah geseran yang berpanjangan (memerlukan ujian kitaran).
  Kesimpulan:AHP menawarkan prestasi keseluruhan yang lebih baik tetapi memerlukan pengoptimuman pengikat.

4. Kestabilan Terma dan Sifat Penguraian

• MCA:
• Suhu penguraian: 260–310°C; tidak boleh menjana gas pada 120–150°C, berpotensi gagal untuk menyekat pelarian haba.
• AHP:
• Suhu penguraian: 280–310°C, juga tidak mencukupi untuk penjanaan gas suhu rendah.
  Isu Utama:Kedua-duanya terurai di atas julat sasaran (120–150°C).Penyelesaian:
• Memperkenalkan sinergi suhu rendah (cth, fosforus merah terkapsul mikro, julat penguraian: 150–200°C) atau polifosfat ammonium diubah suai (APP, bersalut untuk melaraskan penguraian kepada 140–180°C).
• Reka bentuk anKomposit MCA/APP (nisbah 6:4)untuk memanfaatkan penjanaan gas suhu rendah APP + perencatan nyalaan fasa gas MCA.

5. Elektrokimia dan Rintangan Kakisan

• MCA:
• Lengai secara elektrokimia, tetapi melamin bebas sisa (ketulenan ≥99.5% diperlukan) boleh memangkinkan penguraian elektrolit.
• AHP:
• Kekotoran berasid (cth, H₃PO₂) mesti diminimumkan (ujian ICP: ion logam ≤10 ppm) untuk mengelakkan mempercepatkan hidrolisis LiPF₆.
  Kesimpulan:Kedua-duanya memerlukan ketulenan tinggi (≥99%), tetapi MCA lebih mudah untuk disucikan.

Cadangan Penyelesaian Komprehensif

1. Pemilihan Kalis Api Utama:

• Diutamakan:AHP (kebolehserakan/pelekatan seimbang) + sinergi suhu rendah (cth, 5% fosforus merah terkapsul mikro).
• Alternatif:MCA yang diubah suai (dicantumkan karboksil untuk penyebaran akueus) + sinergi APP.

1. Pengoptimuman Proses:

• Formula buburan:AHP (90%) + pengikat poliuretana (7%) + agen pembasahan (BYK-346, 0.5%) + penyahbuih (2%).
• Parameter pengisaran:Kilang pasir dengan manik ZrO₂ 0.3 mm, 2000 rpm, 2 jam (sasaran D90 ≤1 μm).

1. Ujian Pengesahan:

• Penguraian terma:TGA (penurunan berat badan <1% pada 120°C/2j; keluaran gas pada 150°C/30min melalui GC-MS).
• Kestabilan elektrokimia:Cerapan SEM selepas rendaman 30 hari dalam 1M LiPF₆ EC/DMC pada 60°C.

Syor Akhir

Baik MCA mahupun AHP sahaja memenuhi semua keperluan. Asistem hibriddinasihatkan:

• AHP (matriks)+fosforus merah berkapsul mikro (penjana gas suhu rendah)+nano-SiO₂(rintangan lelasan).
• Pasangkan dengan resin berair berlekat tinggi (cth, emulsi komposit akrilik-epoksi) dan optimumkan pengubahsuaian permukaan untuk saiz zarah/kestabilan penyebaran.
  Ujian lanjutdiperlukan untuk mengesahkan sinergi termal-elektrokimia.