MCA és alumínium-hipofoszfit (AHP) képletének kidolgozása lángálló elválasztó bevonatban

MCA és alumínium-hipofoszfit (AHP) képletének kidolgozása lángálló elválasztó bevonatban

A felhasználó lángálló elválasztó bevonatokkal szembeni egyedi igényei alapján a következők jellemzőiMelamin-cianurát (MCA)ésAlumínium-hipofoszfit (AHP)a következőképpen elemezzük:

1. Kompatibilitás a zagyrendszerekkel

• MCA:
• Vizes rendszerek:Felületmódosítást igényel (pl. szilán kapcsolószerekkel vagy felületaktív anyagokkal) a diszpergálhatóság javítása érdekében; ellenkező esetben agglomeráció léphet fel.
• NMP rendszerek:Poláris oldószerekben enyhe duzzanatot mutathat (ajánlott: 7 napos bemerítés után ellenőrizze a duzzadási sebességet).
• AHP:
• Vizes rendszerek:Jó diszpergálhatóság, de a pH-t szabályozni kell (savas körülmények hidrolízist okozhatnak).
• NMP rendszerek:Magas kémiai stabilitás minimális duzzadási kockázattal.
  Következtetés:Az AHP jobb kompatibilitást mutat, míg az MCA módosítást igényel.

2. Szemcseméret és bevonási folyamathoz való alkalmazkodóképesség

• MCA:
• Eredeti D50: ~1–2 μm; őrlést igényel (pl. homokőrlés) a részecskeméret csökkentése érdekében, de károsíthatja a réteges szerkezetét, ami befolyásolhatja az égésgátló hatékonyságát.
• Az őrlés utáni egyenletességet ellenőrizni kell (SEM megfigyeléssel).
• AHP:
• Eredeti D50: Jellemzően ≤5 μm; D50 0,5 μm/D90 1 μm-re őrölhető (a túlzott őrlés a zagy viszkozitásának megugrását okozhatja).
  Következtetés:Az MCA jobb részecskeméret-alkalmazkodóképességgel rendelkezik, alacsonyabb folyamatkockázattal.

3. Tapadás és kopásállóság

• MCA:
• Az alacsony polaritás gyenge tapadást eredményez a PE/PP elválasztó fóliákkal; 5–10% akril alapú kötőanyagot igényel (pl. PVDF-HFP).
• A nagy súrlódási együttható miatt szükségessé válhat 0,5–1% nano-SiO₂ hozzáadása a kopásállóság javítása érdekében.
• AHP:
• A felületi hidroxilcsoportok hidrogénkötéseket képeznek az elválasztó réteggel, javítva a tapadást, de 3–5% poliuretán kötőanyagra továbbra is szükség van.
• A nagyobb keménység (Mohs ~3) hosszabb súrlódás hatására mikrorészecskék leválását okozhatja (ciklikus vizsgálatot igényel).
  Következtetés:Az AHP összességében jobb teljesítményt kínál, de kötőanyag-optimalizálást igényel.

4. Termikus stabilitás és bomlási tulajdonságok

• MCA:
• Bomlási hőmérséklet: 260–310 °C; 120–150 °C-on nem képes gázt fejleszteni, potenciálisan nem képes elnyomni a hőmegfutást.
• AHP:
• Bomlási hőmérséklet: 280–310 °C, alacsony hőmérsékletű gázképződéshez sem elegendő.
  Fő probléma:Mindkettő a célhőmérséklet (120–150 °C) felett bomlik.Megoldások:
• Alacsony hőmérsékletű szinergisták (pl. mikrokapszulázott vörös foszfor, bomlási tartomány: 150–200 °C) vagy módosított ammónium-polifoszfát (APP, bevonattal a bomlás 140–180 °C-ra történő beállításához) bevezetése.
• Tervezzen egyMCA/APP kompozit (6:4 arány)hogy kihasználja az APP alacsony hőmérsékletű gázfejlesztését + az MCA gázfázisú lánggátlását.

5. Elektrokémiai és korrózióállóság

• MCA:
• Elektrokémiailag inert, de a maradék szabad melamin (≥99,5%-os tisztaság szükséges) katalizálhatja az elektrolit bomlását.
• AHP:
• A savas szennyeződések (pl. H₃PO₂) mennyiségét minimalizálni kell (ICP-teszt: fémionok ≤10 ppm) a LiPF₆ hidrolízisének felgyorsulásának elkerülése érdekében.
  Következtetés:Mindkettő nagy tisztaságot (≥99%) igényel, de az MCA könnyebben tisztítható.

Átfogó megoldási javaslat

1. Elsődleges égésgátló kiválasztása:

• Előnyben részesített:AHP (kiegyensúlyozott diszpergálhatóság/adhézió) + alacsony hőmérsékletű szinergista (pl. 5% mikrokapszulázott vörös foszfor).
• Alternatív:Módosított MCA (karboxil-ojtva vizes diszperzióhoz) + APP szinergista.

1. Folyamatoptimalizálás:

• Hígtrágya formula:AHP (90%) + poliuretán kötőanyag (7%) + nedvesítőszer (BYK-346, 0,5%) + habzásgátló (2%).
• Őrlési paraméterek:Homokmalom 0,3 mm-es ZrO₂ gyöngyökkel, 2000 fordulat/perc, 2 óra (célzott D90 ≤1 μm).

1. Validációs tesztek:

• Termikus bomlás:TGA (tömegveszteség <1% 120°C-on 2 óra elteltével; gázkibocsátás 150°C-on 30 perc elteltével GC-MS vizsgálattal).
• Elektrokémiai stabilitás:SEM megfigyelés 30 napos, 1M LiPF₆ EC/DMC-be való merítés után 60°C-on.

Végső ajánlás

Sem az MCA, sem az AHP önmagában nem felel meg minden követelménynek.hibrid rendszertanácsolják:

• AHP (mátrix)+mikrokapszulázott vörös foszfor (alacsony hőmérsékletű gázgenerátor)+nano-SiO₂(kopásállóság).
• Párosítsa nagy tapadású vizes gyantával (pl. akril-epoxi kompozit emulzió) és optimalizálja a felületmódosítást a részecskeméret/diszperziós stabilitás érdekében.
  További vizsgálatokszükséges a termikus-elektrokémiai szinergia validálásához.