Довідкова вогнестійка формула для термореактивного акрилового клею
Для відповідності вимогам UL94 V0 щодо вогнестійкості для термореактивних акрилових клеїв, враховуючи характеристики існуючих антипіренів та особливості термореактивних систем, пропонується наступна оптимізована рецептура та ключовий аналіз:
I. Принципи розробки рецептури та вимоги до термореактивної системи
- Повинна відповідати температурі затвердіння (зазвичай 120–180°C)
- Вогнезахисні матеріали повинні витримувати обробку за високих температур (уникати руйнування внаслідок розкладання)
- Забезпечення стабільності дисперсії в системах з високою щільністю зшивання
- Збалансуйте механічну міцність після затвердіння та ефективність вогнестійкості
II. Синергетичний дизайн вогнезахисної системи
Функції вогнестійкості та сумісність з термореактивними матеріалами
| Вогнестійкий | Основна роль | Сумісність з термореактивними матеріалами | Рекомендоване завантаження |
|---|---|---|---|
| Ультратонкий ATH | Основна ФР: Ендотермічна дегідратація, газофазне розведення | Потребує модифікації поверхні (антиагломерації) | ≤35% (надмірне навантаження зменшує зшивання) |
| Гіпофосфіт алюмінію | Синергіст: каталізатор вуглецю, поглинач радикалів (PO·) | Температура розкладання >300°C, придатна для затвердіння | 8–12% |
| Борат цинку | Підсилювач вуглецю: Утворює склоподібний бар'єр, зменшує димлення | Синергетично діє з ATH (Al-BO char) | 5–8% |
| MCA (ціанурат меламіну) | Газофазний FR: Вивільняє NH₃, гальмує горіння | Температура розкладання 250–300°C (температура затвердіння <250°C) | 3–5% |
III. Рекомендована рецептура (вага %)
Керівні принципи обробки компонентів
| Компонент | Співвідношення | Ключові нотатки щодо обробки |
|---|---|---|
| Термореактивна акрилова смола | 45–50% | Низьков'язкий тип (наприклад, епоксиакрилат) для високого завантаження наповнювача |
| Поверхнево-модифікований ATH (D50 <5 мкм) | 25–30% | Попередньо оброблено силаном KH-550 |
| Гіпофосфіт алюмінію | 10–12% | Попередньо змішаний з ATH, додається партіями |
| Борат цинку | 6–8% | Додано з MCA; уникнути деградації при високому зсуві |
| МКА | 4–5% | Пізня стадія низькошвидкісного змішування (<250°C) |
| Диспергатор (BYK-2152 + ПЕ віск) | 1,5–2% | Забезпечує рівномірне розподілення наповнювача |
| Зв'язувальний агент (KH-550) | 1% | Попереднє лікування ATH/гіпофосфітом |
| Затверджувач (BPO) | 1–2% | Низькотемпературний активатор для швидкого затвердіння |
| Противідкладальний агент (Aerosil R202) | 0,5% | Тиксотропний антиседиментаційний засіб |
IV. Контроль критичних процесів
1. Процес диспергування
- Попередня обробка: ATH та гіпофосфіт, замочені у 5% розчині KH-550/етанол (2 год, сушіння при 80°C)
- Послідовність змішування:
- Смола + диспергатор → Низькошвидкісне змішування → Додати модифікований ATH/гіпофосфіт → Високошвидкісне диспергування (2500 об/хв, 20 хв) → Додати борат цинку/MCA → Низькошвидкісне змішування (уникнути деградації MCA)
- Обладнання: Планетарний змішувач (вакуумна дегазація) або тривалковий млин (для надтонких порошків)
2. Оптимізація затвердіння
- Поетапне затвердіння: 80°C/1 год (попереднє затвердіння) → 140°C/2 год (після затвердіння, уникати розкладання MCA)
- Контроль тиску: 0,5–1 МПа для запобігання осіданню наповнювача
3. Синергетичні механізми
- ATH + Гіпофосфіт: Утворює вуглець, посилений AlPO₄, одночасно поглинаючи радикали (PO·)
- Борат цинку + MCA: подвійний бар'єр газ-тверда речовина (розведення NH₃ + шар розплавленого склоподібного матеріалу)
V. Стратегії налаштування продуктивності
Поширені проблеми та рішення
| Проблема | Першопричина | Рішення |
|---|---|---|
| Капаюче запалювання | Низька в'язкість розплаву | Збільште вміст MCA до 5% + гіпофосфіту до 12% або додайте 0,5% мікропорошку PTFE |
| Крихкість після затвердіння | Надмірне навантаження ATH | Зменшити вміст ATH до 25% + 5% нано-CaCO₃ (зміцнення) |
| Седиментація при зберіганні | Погана тиксотропія | Збільште вміст кремнезему до 0,8% або перейдіть на BYK-410 |
| LOI <28% | Недостатня газофазна FR | Додайте 2% покритого червоного фосфору або 1% нано-BN |
VI. Метрики валідації
- UL94 V0: зразки 3,2 мм, загальний час полум'я <50 с (без займання бавовни)
- LOI ≥30% (запас міцності)
- Залишок TGA >25% (800°C, N₂)
- Механічний баланс: міцність на розтяг >8 МПа, міцність на зсув >6 МПа
Ключові висновки
- Досягає класу V0, зберігаючи при цьому механічну цілісність.
- Рекомендується провести невеликі випробування (50 г) перед масштабуванням.
- Для підвищення продуктивності: можна додати 2–3% похідних DOPO (наприклад, фосфафенантрену).
Ця формула забезпечує відповідність суворим стандартам вогнестійкості, одночасно оптимізуючи технологічність та кінцеві характеристики.
Час публікації: 01 липня 2025 р.
