Rujukan Formulasi Kalis Api untuk Pelekat Akrilik Termoset
Untuk memenuhi keperluan kalis api UL94 V0 untuk pelekat akrilik termoset, dengan mengambil kira ciri kalis api sedia ada dan kekhususan sistem termoset, formulasi dan analisis utama yang dioptimumkan berikut dicadangkan:
I. Prinsip Reka Bentuk Formulasi & Keperluan Sistem Termoset
- Mesti sepadan dengan suhu pengawetan (biasanya 120–180°C)
- Kalis api mesti menahan pemprosesan suhu tinggi (elakkan kegagalan penguraian)
- Memastikan kestabilan penyebaran dalam sistem ketumpatan silang silang yang tinggi
- Mengimbangi kekuatan mekanikal selepas penyembuhan dan kecekapan kalis nyalaan
II. Reka Bentuk Sistem Kalis Api Sinergis
Fungsi Kalis Api & Keserasian Termoset
| Kalis Api | Peranan Utama | Keserasian Termoset | Disyorkan Memuatkan |
|---|---|---|---|
| ATH sangat halus | FR Utama: Dehidrasi endotermik, pencairan fasa gas | Memerlukan pengubahsuaian permukaan (anti-aglomerasi) | ≤35% (pemuatan berlebihan mengurangkan pautan silang) |
| Aluminium hypophosphite | Sinergis: Pemangkin char, pemusnah radikal (PO·) | Decomp. temp. >300°C, sesuai untuk pengawetan | 8–12% |
| Zink borat | Penambah char: Membentuk penghalang berkaca, mengurangkan asap | Bersinergi dengan ATH (Al-BO char) | 5–8% |
| MCA (Melamine cyanurate) | FR fasa gas: Melepaskan NH₃, menghalang pembakaran | Decomp. temp. 250–300°C (suhu pengawetan <250°C) | 3–5% |
III. Formulasi Disyorkan (Berat %)
Garis Panduan Pemprosesan Komponen
| Komponen | Nisbah | Nota Pemprosesan Utama |
|---|---|---|
| resin akrilik termoset | 45–50% | Jenis kelikatan rendah (cth, epoksi akrilat) untuk pemuatan pengisi yang tinggi |
| ATH diubah suai permukaan (D50 <5µm) | 25–30% | Pra-rawatan dengan silane KH-550 |
| Aluminium hypophosphite | 10–12% | Pra-campuran dengan ATH, ditambah dalam kelompok |
| Zink borat | 6–8% | Ditambah dengan MCA; mengelakkan degradasi ricih tinggi |
| MCA | 4–5% | Pengadunan kelajuan rendah peringkat akhir (<250°C) |
| Penyebar (BYK-2152 + lilin PE) | 1.5–2% | Memastikan penyebaran pengisi seragam |
| Ejen gandingan (KH-550) | 1% | Pra-rawatan pada ATH/hypophosphite |
| Agen pengawetan (BPO) | 1–2% | Pengaktif suhu rendah untuk pengawetan cepat |
| Ejen anti-mendap (Aerosil R202) | 0.5% | Anti-sedimentasi thixotropic |
IV. Kawalan Proses Kritikal
1. Proses Penyerakan
- Pra-rawatan: ATH & hypophosphite direndam dalam 5% larutan KH-550/etanol (2j, pengeringan 80°C)
- Urutan pencampuran:
- Resin + dispersant → Pencampuran berkelajuan rendah → Tambah ATH/hipofosfit yang diubah suai → Penyerakan berkelajuan tinggi (2500 rpm, 20 min) → Tambah zink borat/MCA → Pencampuran kelajuan rendah (elakkan degradasi MCA)
- Peralatan: Pengadun planet (penyahgas vakum) atau kilang tiga gulung (untuk serbuk ultrahalus)
2. Mengubati Pengoptimuman
- Pengawetan langkah: 80°C/1j (pra-gel) → 140°C/2j (selepas penyembuhan, elakkan penguraian MCA)
- Kawalan tekanan: 0.5–1 MPa untuk mengelakkan pengendapan pengisi
3. Mekanisme Sinergis
- ATH + Hypophosphite: Membentuk arang bertetulang AlPO₄ sambil membuang radikal (PO·)
- Zink borat + MCA: Pepejal gas dwi penghalang (pencairan NH₃ + lapisan berkaca cair)
V. Strategi Penalaan Prestasi
Isu & Penyelesaian Biasa
| Isu | Punca Punca | Penyelesaian |
|---|---|---|
| Pencucuhan menitis | Kelikatan cair rendah | Tingkatkan MCA kepada 5% + hipofosfit kepada 12%, atau tambah serbuk mikro PTFE 0.5% |
| Kerapuhan selepas sembuh | Pemuatan ATH yang berlebihan | Kurangkan ATH kepada 25% + 5% nano-CaCO₃ (pengerasan) |
| Pemendapan simpanan | Thixotropy yang lemah | Tingkatkan silika kepada 0.8% atau tukar kepada BYK-410 |
| LOI <28% | FR fasa gas tidak mencukupi | Tambah 2% fosforus merah bersalut atau 1% nano-BN |
VI. Metrik Pengesahan
- UL94 V0: sampel 3.2 mm, jumlah masa nyalaan <50 s (tiada penyalaan kapas)
- LOI ≥30% (margin keselamatan)
- Sisa TGA >25% (800°C, N₂)
- Imbangan mekanikal: Kekuatan tegangan >8 MPa, kekuatan ricih >6 MPa
Pengambilan Utama
- Mencapai penarafan V0 sambil mengekalkan integriti mekanikal.
- Percubaan berskala kecil (50g) disyorkan sebelum penskalaan.
- Untuk prestasi yang lebih tinggi: 2–3% terbitan DOPO (cth, phosphaphenanthrene) boleh ditambah.
Formulasi ini memastikan pematuhan dengan piawaian kalis api yang ketat sambil mengoptimumkan kebolehprosesan dan prestasi penggunaan akhir.
Masa siaran: Jul-01-2025
