Poliuretán AB ragasztópor lángálló készítmények

Poliuretán AB ragasztópor lángálló készítmények
A poliuretán AB ragasztók halogénmentes égésgátló formulációi iránti igény alapján, valamint az olyan égésgátlók tulajdonságaival és szinergikus hatásaival kombinálva, mint az alumínium-hipofoszfit (AHP), az alumínium-hidroxid (ATH), a cink-borát és a melamin-cianurát (MCA), a következő három keverési sémát tervezték. Ezek a formulációk klórmentesek, és a lángállóság hatékonyságának, a fizikai teljesítménykompatibilitásnak és a folyamat megvalósíthatóságának optimalizálására összpontosítanak:

1. Nagy lángállóságú összetétel (elektronikus tokozáshoz, akkumulátor-tokoláshoz, UL94 V-0 szabvány)

Mag lángálló kombináció:

• Alumínium-hipofoszfit (AHP): 8-12 phr (a csapadékképződési problémák megoldására vízbázisú poliuretán bevonatú típus ajánlott)
• Alumínium-hidroxid (ATH): 20-25 phr (szubmikron minőségű, 0,2-1,0 μm, az oxigénindex és a char tömörségének növelése érdekében)
• MCA: 5-8 phr (gázfázisú mechanizmus, szinergikus az AHP-vel a kondenzált fázisban)
• Cink-borát: 3-5 phr (elősegíti a kerámia elszenesedését és gátolja a parázslást)

Várható teljesítmény:

• Oxigénindex (LOI): ≥32% (tiszta PU ≈22%);
• UL94 minősítés: V-0 (1,6 mm vastagság);
• Hővezető képesség: 0,45-0,55 W/m·K (az ATH és a cink-borát hozzájárulásával);
• Viszkozitásszabályozás: 25 000–30 000 cP (felületkezelés szükséges az üledékképződés megakadályozásához).

Kulcsfontosságú folyamat:

• Az AHP-t előre diszpergálni kell a poliol komponensben (A rész), hogy elkerüljük az izocianáttal (B rész) való idő előtti reakciót;
• Az ATH-t szilán kapcsolószerrel (pl. KH-550) kell módosítani a határfelületi kötés fokozása érdekében.

2. Alacsony költségű általános összetételű (Építési tömítésekhez, bútorok ragasztásához, UL94 V-1 szabvány)

Mag lángálló kombináció:

• Alumínium-hidroxid (ATH): 30-40 phr (standard mikronos minőségű, költséghatékony, töltőanyag-típusú égésgátló);
• Ammónium-polifoszfát (APP): 10-15 phr (MCA-val kombinálva intumeszkáló rendszerhez, halogénezett szerek helyettesítésére);
• MCA: 5-7 phr (APP arány 1:2~1:3, elősegíti a habzást és az oxigén izolálását);
• Cink-borát: 5 phr (füstölés, járulékos elszenesedés).

Várható teljesítmény:

• LOI: ≥28%;
• UL94 minősítés: V-1;
• Költségcsökkentés: ~30% (a nagy lángállóságú készítményekhez képest);
• Szakítószilárdság-megtartás: ≥80% (az APP-t tokozással kell ellátni a hidrolízis megakadályozása érdekében).

Kulcsfontosságú folyamat:

• Az APP-t mikrokapszulázni kell (pl. melamin-formaldehid gyantával) a nedvesség felszívódásának és a buborékképződés elkerülése érdekében;
• Adjunk hozzá 1-2 phr hidrofób füstölt szilícium-dioxidot (pl. Aerosil R202) az ülepedés megakadályozására.

3. Alacsony viszkozitású, könnyen feldolgozható készítmény (precíziós elektronikai kötéshez, amely nagy folyékonyságot igényel)

Mag lángálló kombináció:

• Alumínium-hipofoszfit (AHP): 5-8 phr (nanoméretű, D50 ≤1 μm);
• Folyékony szerves foszfor alapú égésgátló (BDP alternatíva): 8-10 phr (pl. halogénmentes, foszfor alapú DMMP származékok, viszkozitás megtartása);
• Alumínium-hidroxid (ATH): 15 phr (gömb alakú alumínium-oxid kompozit, kiegyensúlyozott hővezető képességgel);
• MCA: 3-5 phr.

Várható teljesítmény:

• Viszkozitási tartomány: 10 000–15 000 cP (közel a folyékony égésgátló rendszerekhez);
• Lángállóság: UL94 V-0 (folyékony foszforral fokozva);
• Hővezető képesség: ≥0,6 W/m·K (gömb alakú alumínium-oxidnak köszönhetően).

Kulcsfontosságú folyamat:

• AHP-t és gömb alakú alumínium-oxidot kell összekeverni és nagy nyíróerővel (≥2000 rpm) diszpergálni;
• Adjon 4-6 phr molekulaszűrő szárítószert a B részhez az AHP nedvességfelvételének megakadályozása érdekében.

4. Összefoglaló technikai pontok és alternatív megoldások

1. Szinergikus mechanizmusok:

• AHP + MCA:Az AHP elősegíti a kiszáradást és az elszenesedést, míg az MCA melegítés hatására nitrogéngázt szabadít fel, méhsejtszerű elszenesedett réteget képezve.
• ATH + cink-borát:Az ATH elnyeli a hőt (1967 J/g), és a cink-borát borátüveg réteget képez a felület beborítására.

2. Alternatív égésgátlók:

• Polifoszfazén származékok:Nagy hatékonyságú és környezetbarát, melléktermékként keletkező HCl hasznosításával;
• Epoxi-szilikon gyanta (ESR):AHP-vel kombinálva csökkenti a teljes terhelést (18%-kal V-0 esetén) és javítja a mechanikai tulajdonságokat.

3. Folyamatkockázat-ellenőrzés:

• Ülepedés:Ülepedésgátló szerek (pl. polikarbamiddal módosított típusok) szükségesek, ha a viszkozitás <10 000 cP;
• Keményedési gátlás:Kerülje a túlzottan lúgos égésgátlók (pl. MCA) használatát, hogy elkerülje az izocianát reakciókkal való interferenciát.

5. Végrehajtási ajánlások

• A kezdeti optimalizáláshoz prioritásként kell kezelni a nagy lángállóságú készítmény tesztelését: bevonatos AHP + szubmikron ATH (átlagos részecskeméret 0,5 μm) AHP:ATH:MCA = 10:20:5 arányban.
• Főbb tesztek:
  → LOI (GB/T 2406.2) és UL94 függőleges égetés;
  → Kötőerő hőciklus után (-30℃~100℃, 200 óra);
  → Lángálló kicsapódás gyorsított öregítés után (60 ℃ / 7 nap).

Lángálló formulációs táblázat