Референтна формулација отпорна на пламен за термореактивни акрилни лепак
Да би се испунили захтеви UL94 V0 за успоравање пламена за термореактивне акрилне лепкове, узимајући у обзир карактеристике постојећих успоривача пламена и специфичности термореактивних система, предлаже се следећа оптимизована формулација и кључна анализа:
I. Принципи дизајна формулације и захтеви система за термореактивацију
- Мора одговарати температури сушења (обично 120–180°C)
- Успоривачи горења морају издржати обраду на високим температурама (избегавати квара због распадања)
- Обезбедите стабилност дисперзије у системима са високом густином умрежавања
- Уравнотежите механичку чврстоћу након стврдњавања и ефикасност успоравања пламена
II. Синергистички дизајн система за успоравање пламена
Функције отпорности на пламен и компатибилност са термореактивним материјалима
| Отпорно на пламен | Примарна улога | Компатибилност са термосетом | Препоручено пуњење |
|---|---|---|---|
| Ултра-фини АТХ | Главна ФР: Ендотермна дехидрација, разблаживање у гасној фази | Захтева модификацију површине (против агломерације) | ≤35% (прекомерно оптерећење смањује умрежавање) |
| Алуминијум хипофосфит | Синергист: катализатор угља, хватач радикала (PO·) | Температура разлагања >300°C, погодно за очвршћавање | 8–12% |
| Цинк борат | Појачивач угљенисања: Формира стакласту баријеру, смањује дим | Синергизира са АТХ (Al-BO char) | 5–8% |
| МЦА (Меламин цијанурат) | Гасовито-фазни FR: Ослобађа NH₃, инхибира сагоревање | Температура разлагања 250–300°C (температура стврдњавања <250°C) | 3–5% |
III. Препоручена формулација (тежински %)
Смернице за обраду компоненти
| Компонента | Однос | Кључне напомене о обради |
|---|---|---|
| Термореактивна акрилна смола | 45–50% | Тип ниског вискозитета (нпр. епокси акрилат) за велико пуњење пунила |
| Површински модификовани ATH (D50 <5µm) | 25–30% | Претходно третирано силаном KH-550 |
| Алуминијум хипофосфит | 10–12% | Претходно помешано са ATH, додато у серијама |
| Цинк борат | 6–8% | Додато са MCA; избегавајте деградацију под високим смицањем |
| МЦА | 4–5% | Мешање на малој брзини у касној фази (<250°C) |
| Дисперзант (БИК-2152 + ПЕ восак) | 1,5–2% | Обезбеђује равномерну дисперзију пунила |
| Везивно средство (KH-550) | 1% | Претходно третиран са АТХ/хипофосфитом |
| Средство за стврдњавање (BPO) | 1–2% | Активатор на ниским температурама за брзо стврдњавање |
| Средство против таложења (Аеросил Р202) | 0,5% | Тиксотропно антиседиментационо средство |
IV. Контроле критичних процеса
1. Процес дисперзије
- Претходна обрада: ATH и хипофосфит натопљени у 5% раствору KH-550/етанол (2 сата, сушење на 80°C)
- Редослед мешања:
- Смола + дисперзантно средство → Мешање малом брзином → Додати модификовани ATH/хипофосфит → Дисперзија великом брзином (2500 обртаја у минути, 20 мин) → Додати цинк борат/MCA → Мешање малом брзином (избећи деградацију MCA)
- Опрема: Планетарни миксер (вакуумска дегазација) или млин са три ваљка (за ултрафини прах)
2. Оптимизација сушења
- Постепено стврдњавање: 80°C/1 сат (пре желирања) → 140°C/2 сата (након стврдњавања, избегавати разградњу MCA)
- Контрола притиска: 0,5–1 MPa да би се спречило таложење пунила
3. Синергистички механизми
- ATH + Хипофосфит: Формира AlPO₄-ојачани угљеник док везује радикале (PO·)
- Цинк борат + MCA: Двострука баријера гас-чврсто (разблажење NH₃ + растопљени стакласти слој)
V. Стратегије подешавања перформанси
Уобичајени проблеми и решења
| Проблем | Основни узрок | Решење |
|---|---|---|
| Капање паљења | Ниска вискозност топљења | Повећајте MCA на 5% + хипофосфит на 12% или додајте 0,5% PTFE микропраха |
| Крхкост након стврдњавања | Прекомерно оптерећење АТХ | Смањите ATH на 25% + 5% нано-CaCO₃ (очвршћавање) |
| Седиментација складиштења | Слаба тиксотропија | Повећајте силицијум диоксид на 0,8% или пређите на BYK-410 |
| LOI <28% | Недовољна FR гасне фазе | Додати 2% обложеног црвеног фосфора или 1% нано-BN |
VI. Метрике валидације
- UL94 V0: узорци од 3,2 mm, укупно време пламена <50 s (без паљења памука)
- LOI ≥30% (маргина безбедности)
- ТГА остатак >25% (800°Ц, Н₂)
- Механичка равнотежа: Затезна чврстоћа >8 MPa, чврстоћа на смицање >6 MPa
Кључне закључке
- Постиже V0 оцену уз одржавање механичког интегритета.
- Препоручују се пробе у малом обиму (50 г) пре скалирања.
- За веће перформансе: може се додати 2–3% DOPO деривата (нпр. фосфафенантрен).
Ова формулација осигурава усклађеност са строгим стандардима за успоравање пламена, истовремено оптимизујући обрадивост и перформансе крајње употребе.
Време објаве: 01.07.2025.
