Formulasi Kalis Api Serbuk Pelekat Poliuretana AB

Formulasi Kalis Api Serbuk Pelekat Poliuretana AB
Berdasarkan permintaan untuk formulasi kalis api bebas halogen untuk pelekat poliuretana AB, digabungkan dengan ciri-ciri dan kesan sinergi kalis api seperti aluminium hipofosfat (AHP), aluminium hidroksida (ATH), zink borat dan melamin sianurat (MCA), tiga skema pengkompaunan berikut direka bentuk. Formulasi ini bebas klorin dan menumpukan pada mengoptimumkan kecekapan kalis api, keserasian prestasi fizikal dan kebolehlaksanaan proses:

1. Formulasi Kalis Api Tinggi (Untuk periuk elektronik, enkapsulasi bateri, sasaran UL94 V-0)

Gabungan Kalis Api Teras:

• Aluminium hipofosfat (AHP): 8-12 phr (jenis bersalut poliuretana bawaan air disyorkan untuk menangani isu pemendakan)
• Aluminium hidroksida (ATH): 20-25 phr (gred submikron, 0.2-1.0 μm, untuk meningkatkan indeks oksigen dan kekompakan arang)
• MCA: 5-8 phr (mekanisme fasa gas, sinergi dengan AHP dalam fasa terkondensasi)
• Zink borat: 3-5 phr (menggalakkan pembentukan arang seramik dan menghalang pembakaran)

Prestasi yang Dijangkakan:

• Indeks oksigen (LOI): ≥32% (PU tulen ≈22%);
• Penarafan UL94: V-0 (ketebalan 1.6 mm);
• Kekonduksian terma: 0.45-0.55 W/m·K (disumbangkan oleh ATH dan zink borat);
• Kawalan kelikatan: 25,000-30,000 cP (rawatan permukaan diperlukan untuk mencegah pemendapan).

Proses Utama:

• AHP mesti disebarkan terlebih dahulu dalam komponen poliol (Bahagian A) untuk mengelakkan tindak balas pramatang dengan isosianat (Bahagian B);
• ATH perlu diubah suai dengan agen gandingan silana (contohnya, KH-550) untuk meningkatkan ikatan antara muka.

2. Formulasi Umum Kos Rendah (Untuk pengedap pembinaan, pengikatan perabot, sasaran UL94 V-1)

Gabungan Kalis Api Teras:

• Aluminium hidroksida (ATH): 30-40 phr (kalis api gred mikron standard, kos efektif, jenis pengisi);
• Ammonium polifosfat (APP): 10-15 phr (digabungkan dengan MCA untuk sistem intumescent, menggantikan agen terhalogen);
• MCA: 5-7 phr (nisbah kepada APP 1:2~1:3, menggalakkan pembuih dan pengasingan oksigen);
• Zink borat: 5 phr (penindasan asap, pembentukan arang tambahan).

Prestasi yang Dijangkakan:

• LOI: ≥28%;
• Penarafan UL94: V-1;
• Pengurangan kos: ~30% (berbanding formulasi kalis api tinggi);
• Pengekalan kekuatan tegangan: ≥80% (APP memerlukan enkapsulasi untuk mencegah hidrolisis).

Proses Utama:

• APP mesti dimikroenkapsulasi (contohnya, dengan resin melamina-formaldehid) untuk mengelakkan penyerapan lembapan dan pembentukan gelembung;
• Tambah 1-2 phr silika asap hidrofobik (cth., Aerosil R202) untuk anti-mendap.

3. Formulasi Proses Mudah Kelikatan Rendah (Untuk ikatan elektronik jitu, memerlukan kebolehaliran yang tinggi)

Gabungan Kalis Api Teras:

• Aluminium hipofosfat (AHP): 5-8 phr (bersaiz nano, D50 ≤1 μm);
• Kalis api fosforus organik cecair (alternatif BDP): 8-10 phr (cth., derivatif DMMP berasaskan fosforus bebas halogen, mengekalkan kelikatan);
• Aluminium hidroksida (ATH): 15 phr (komposit alumina sfera, pengimbangan kekonduksian terma);
• MCA: 3-5 orang.

Prestasi yang Dijangkakan:

• Julat kelikatan: 10,000-15,000 cP (hampir dengan sistem kalis api cecair);
• Kerencatan api: UL94 V-0 (dipertingkatkan oleh fosforus cecair);
• Kekonduksian terma: ≥0.6 W/m·K (disumbangkan oleh alumina sfera).

Proses Utama:

• AHP dan alumina sfera mesti dicampur bersama dan disebarkan di bawah ricih tinggi (≥2000 rpm);
• Tambahkan bahan pengering penapis molekul 4-6 phr ke Bahagian B untuk mengelakkan penyerapan lembapan AHP.

4. Menggabungkan Titik Teknikal & Penyelesaian Alternatif

1. Mekanisme Sinergi:

• AHP + MCA:AHP menggalakkan dehidrasi dan pembakaran hangus, manakala MCA melepaskan gas nitrogen semasa pemanasan, membentuk lapisan arang seperti sarang lebah.
• ATH + Zink borat:ATH menyerap haba (1967 J/g), dan zink borat membentuk lapisan kaca borat untuk menutup permukaannya.

2. Bahan Perencat Api Alternatif:

• Derivatif polifosfazene:Kecekapan tinggi dan mesra alam, dengan penggunaan hasil sampingan HCl;
• Resin silikon epoksi (ESR):Apabila digabungkan dengan AHP, ia mengurangkan jumlah beban (18% untuk V-0) dan meningkatkan sifat mekanikal.

3. Kawalan Risiko Proses:

• Pemendapan:Agen anti-pemendapan (cth., jenis yang diubah suai poliurea) diperlukan jika kelikatan <10,000 cP;
• Perencatan pengawetan:Elakkan bahan perencat api alkali yang berlebihan (contohnya, MCA) untuk mengelakkan gangguan terhadap tindak balas isosianat.

5. Cadangan Pelaksanaan

• Utamakan pengujian formulasi kalis api tinggi: AHP bersalut + submikron ATH (saiz zarah purata 0.5 μm) pada AHP:ATH:MCA = 10:20:5 untuk pengoptimuman awal.
• Ujian utama:
  → LOI (GB/T 2406.2) dan pembakaran menegak UL94;
  → Kekuatan ikatan selepas kitaran haba (-30℃~100℃, 200 jam);
  → Pemendakan kalis api selepas penuaan dipercepatkan (60℃/7d).

Jadual Formulasi Kalis Api