Technologia opracowywania i przetwarzania bezhalogenowych środków zmniejszających palność żywic epoksydowych
Klient poszukuje przyjaznego dla środowiska, bezhalogenowego i niezawierającego metali ciężkich środka zmniejszającego palność, odpowiedniego do żywic epoksydowych z systemem utwardzania bezwodnikiem, spełniającego normę UL94-V0. Utwardzacz musi być wysokotemperaturowym utwardzaczem epoksydowym o temperaturze zeszklenia (Tg) powyżej 125°C, wymagającym utwardzania w temperaturze 85–120°C i powolnej reakcji w temperaturze pokojowej. Poniżej znajduje się szczegółowy skład, zgodnie z życzeniem klienta.
I. System formulacji środków zmniejszających palność
1. Podstawowy system zmniejszający palność: synergia fosforu i azotu
Tabela informacyjna o środkach zmniejszających palność
| Środek zmniejszający palność | Mechanizm | Zalecane ładowanie | Uwagi |
|---|---|---|---|
| Podfosforyn glinu | Środek zmniejszający palność w fazie skondensowanej, tworzy warstwę węgla fosforanu glinu | 10–15% | Podstawowy środek zmniejszający palność, temperatura rozkładu >300°C |
| Polifosforan amonu (APP) | Środek zmniejszający palność, działający synergicznie z podfosforynem glinu | 5–10% | Wymagany kwasoodporny APP |
| Cyjanurat melaminy (MCA) | Źródło azotu, wzmacnia synergię fosforu, ogranicza dymienie | 3–5% | Zmniejsza kapanie |
2. Pomocnicze środki zmniejszające palność i synergiści
Tabela informacyjna dotycząca pomocniczych środków zmniejszających palność
| Środek zmniejszający palność | Mechanizm | Zalecane ładowanie | Uwagi |
|---|---|---|---|
| Boran cynku | Wspomaga powstawanie zwęgleń, zapobiega powstawaniu poświaty | 2–5% | Nadmierne ilości mogą opóźnić utwardzanie |
| Wodorotlenek glinu drobny | Chłodzenie endotermiczne, tłumienie dymu | 5–8% | Kontroluj obciążenie (aby uniknąć obniżenia temperatury Tg) |
3. Przykładowa formuła (całkowite obciążenie: 20–30%)
Formuła bazowa (w odniesieniu do całkowitej zawartości żywicy)
| Część | Zawartość (w stosunku do żywicy) |
|---|---|
| Podfosforyn glinu | 12% |
| Aplikacja | 8% |
| MCA | 4% |
| Boran cynku | 3% |
| Wodorotlenek glinu | 5% |
| Całkowite obciążenie | 32% (z możliwością dostosowania do 25–30%) |
II. Kluczowe kroki przetwarzania
1. Mieszanie i dyspersja
A. Leczenie wstępne:
- Podfosforyn glinu, APP i MCA należy suszyć w temperaturze 80°C przez 2 godziny (zapobiega to wchłanianiu wilgoci).
- Poddać wypełniacze nieorganiczne (wodorotlenek glinu, boran cynku) działaniu środka sprzęgającego silan (np. KH-550).
B. Sekwencja mieszania:
- Żywica epoksydowa + środki zmniejszające palność (60°C, mieszać przez 1 godz.)
- Dodać utwardzacz bezwodnikowy (utrzymywać temperaturę <80°C)
- Odgazowywanie próżniowe (-0,095 MPa, 30 min)
2. Proces utwardzania
Utwardzanie krokowe (równoważy stabilność środka zmniejszającego palność i wysoką temperaturę zeszklenia):
- 85°C / 2h (powolna inicjacja, redukcja pęcherzyków)
- 120°C / 2h (zapewnia całkowitą reakcję bezwodnika)
- 150°C / 1h (zwiększa gęstość usieciowania, Tg >125°C)
3. Uwagi kluczowe
- Kontrola lepkości: Jeżeli lepkość jest zbyt wysoka, należy dodać 5% reaktywnego rozcieńczalnika epoksydowego (np. AGE).
- Opóźnione utwardzanie: Użyj bezwodnika metyloheksahydroftalowego (MeHHPA) lub dodaj 0,2% 2-etylo-4-metyloimidazolu (spowalnia reakcję w temperaturze pokojowej).
III. Weryfikacja i regulacja wydajności
1. Ognioodporność:
- Test UL94 V0 (grubość 1,6 mm): gwarancja czasu palenia <10 sekund, brak kapania.
- W razie niepowodzenia: Zwiększyć stężenie podfosforynu glinu (+3%) lub APP (+2%).
2. Wydajność termiczna:
- Badanie DSC w celu określenia Tg: Jeśli Tg <125°C, należy zredukować wodorotlenek glinu (obniża Tg ze względu na efekt endotermiczny).
3. Właściwości mechaniczne:
- Jeśli wytrzymałość na zginanie spada, należy dodać 1–2% nanokrzemionki w celu wzmocnienia.
IV. Potencjalne problemy i rozwiązania
Tabela problemów i rozwiązań dotyczących środków zmniejszających palność
| Wydanie | Przyczyna | Rozwiązanie |
|---|---|---|
| Niepełne utwardzenie | Absorpcja wilgoci lub zakłócenia pH spowodowane przez środki zmniejszające palność | Wypełniacze wstępnie wysuszone, użyj kwasoodpornego APP |
| Słaby przepływ żywicy | Nadmierne obciążenie wypełniaczem | Zredukuj wodorotlenek glinu do 3% lub dodaj rozcieńczalnik |
| Błąd UL94 | Niewystarczająca synergia PN | Zwiększyć stężenie MCA (do 6%) lub podfosforynu glinu (do 15%) |
V. Alternatywna formuła (jeśli jest potrzebna)
Zastąp część APP pochodnymi DOPO (np. DOPO-HQ):
- 8% DOPO-HQ + 10% podfosforynu glinu redukuje całkowite obciążenie (~18%) przy jednoczesnym zachowaniu wydajności.
To połączenie zapewnia równowagę między ognioodpornością, bezpieczeństwem dla środowiska i odpornością na wysokie temperatury. Przed rozpoczęciem produkcji na pełną skalę zaleca się przeprowadzenie prób na małą skalę (500 g).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Czas publikacji: 25 lipca 2025 r.
