Розробка формули для MCA та гіпофосфіту алюмінію (AHP) у роздільному покритті для забезпечення вогнестійкості

Розробка формули для MCA та гіпофосфіту алюмінію (AHP) у роздільному покритті для забезпечення вогнестійкості

Виходячи з конкретних вимог користувача до вогнезахисних розділювальних покриттів, характеристикиЦіанурат меламіну (MCA)іГіпофосфіт алюмінію (AHP)аналізуються наступним чином:

1. Сумісність із системами шламового внесення

• МКА:
• Водні системи:Потрібна модифікація поверхні (наприклад, силанові зв'язуючі агенти або поверхнево-активні речовини) для покращення диспергованості; інакше може статися агломерація.
• Системи НМП:Може спостерігатися незначне набухання в полярних розчинниках (рекомендовано: перевірити швидкість набухання після 7-денного занурення).
• АХП:
• Водні системи:Добра диспергованість, але необхідно контролювати pH (кислі умови можуть спричинити гідроліз).
• Системи НМП:Висока хімічна стабільність з мінімальним ризиком набухання.
  Висновок:AHP демонструє кращу сумісність, тоді як MCA потребує модифікації.

2. Розмір частинок та адаптивність процесу нанесення покриття

• МКА:
• Початковий D50: ~1–2 мкм; вимагає подрібнення (наприклад, піщаного фрезерування) для зменшення розміру частинок, але може пошкодити його шарувату структуру, що впливає на ефективність вогнезахисних властивостей.
• Необхідно перевірити однорідність після шліфування (спостереження за допомогою SEM).
• АХП:
• Початковий D50: зазвичай ≤5 мкм; можливе подрібнення до D50 0,5 мкм/D90 1 мкм (надмірне подрібнення може спричинити різке підвищення в'язкості суспензії).
  Висновок:MCA має кращу адаптивність до розміру частинок з меншим технологічним ризиком.

3. Адгезія та стійкість до стирання

• МКА:
• Низька полярність призводить до поганої адгезії з розділювальними плівками PE/PP; вимагає 5–10% зв'язуючих речовин на основі акрилу (наприклад, PVDF-HFP).
• Високий коефіцієнт тертя може вимагати додавання 0,5–1% нано-SiO₂ для покращення зносостійкості.
• АХП:
• Поверхневі гідроксильні групи утворюють водневі зв'язки з роздільником, покращуючи адгезію, але все ще потрібно 3–5% поліуретанових зв'язуючих речовин.
• Вища твердість (за шкалою Мооса ~3) може призвести до відшаровування мікрочастинок при тривалому терті (потрібні циклічні випробування).
  Висновок:AHP пропонує кращу загальну продуктивність, але вимагає оптимізації зв'язуючих речовин.

4. Термічна стабільність та властивості розкладання

• МКА:
• Температура розкладання: 260–310°C; не може утворювати газ при 120–150°C, що потенційно не дозволяє придушити теплове вивільнення.
• АХП:
• Температура розкладання: 280–310°C, також недостатня для низькотемпературного газоутворення.
  Ключова проблема:Обидва розкладаються вище цільового діапазону (120–150°C).Рішення:
• Введіть низькотемпературні синергісти (наприклад, мікрокапсульований червоний фосфор, діапазон розкладання: 150–200 °C) або модифікований поліфосфат амонію (APP, покритий для регулювання розкладання до 140–180 °C).
• ДизайнКомпозитний матеріал MCA/APP (співвідношення 6:4)використовувати низькотемпературну генерацію газу APP + газофазне гальмування полум'я MCA.

5. Електрохімічна та корозійна стійкість

• МКА:
• Електрохімічно інертний, але залишковий вільний меламін (потрібна чистота ≥99,5%) може каталізувати розкладання електроліту.
• АХП:
• Кислотні домішки (наприклад, H₃PO₂) необхідно мінімізувати (тест ICP: іони металів ≤10 ppm), щоб уникнути прискорення гідролізу LiPF₆.
  Висновок:Обидва вимагають високої чистоти (≥99%), але MCA легше очистити.

Комплексна пропозиція рішення

1. Вибір основного вогнезахисного матеріалу:

• Бажаний:AHP (збалансована диспергованість/адгезія) + низькотемпературний синергіст (наприклад, 5% мікрокапсульований червоний фосфор).
• Альтернатива:Модифікований MCA (карбоксил-щеплений для водної дисперсії) + синергіст APP.

1. Оптимізація процесів:

• Формула суспензії:AHP (90%) + поліуретанове сполучне (7%) + змочувальний агент (BYK-346, 0,5%) + піногасник (2%).
• Параметри шліфування:Піщаний млин з гранулами ZrO₂ розміром 0,3 мм, 2000 об/хв, 2 год (цільовий D90 ≤1 мкм).

1. Валідаційні тести:

• Термічний розклад:ТГА (втрата ваги <1% при 120°C/2 год; вихід газу при 150°C/30 хв за даними ГХ-МС).
• Електрохімічна стабільність:Спостереження SEM після 30-денного занурення в 1M LiPF₆ EC/DMC при 60°C.

Заключна рекомендація

Ні MCA, ні AHP окремо не відповідають усім вимогам. Aгібридна системарекомендується:

• AHP (матриця)+мікрокапсульований червоний фосфор (газогенератор низькотемпературної дії)+нано-SiO2₂(стійкість до стирання).
• Поєднуйте з водною смолою з високою адгезією (наприклад, акрилово-епоксидною композитною емульсією) та оптимізуйте модифікацію поверхні для стабільності розміру/дисперсії частинок.
  Подальше тестуваннянеобхідно для підтвердження термоелектрохімічної синергії.