Halogenfri flammehæmmende formulering og forarbejdningsteknologi til epoxyharpiks
Kunden søger en miljøvenlig, halogenfri og tungmetalfri flammehæmmer, der er egnet til epoxyharpiks med et anhydridhærdningssystem, og som kræver UL94-V0-overholdelse. Hærdermidlet skal være et højtemperatur-epoxyhærdermiddel med en Tg over 125 °C, der kræver varmehærdning ved 85-120 °C og langsom reaktion ved stuetemperatur. Nedenfor er den detaljerede formulering som ønsket af kunden.
I. Flammehæmmende formuleringssystem
1. Kerneflammehæmmende system: Fosfor-nitrogen-synergi
Tabel over information om flammehæmmende midler
| Flammehæmmende | Mekanisme | Anbefalet læsning | Bemærkninger |
|---|---|---|---|
| Aluminiumhypophosphit | Kondenseret fase flammehæmmende, danner et lag af aluminiumfosfatkul | 10–15% | Primær flammehæmmer, nedbrydningstemperatur >300°C |
| Ammoniumpolyfosfat (APP) | Intumescerende flammehæmmende, synergistisk med aluminiumhypophosphit | 5–10% | Syrebestandig APP påkrævet |
| Melamincyanurat (MCA) | Kvælstofkilde, forbedrer fosforsynergien, undertrykker røg | 3–5% | Reducerer dryp |
2. Hjælpeflammehæmmere og synergister
Informationstabel for hjælpeflammehæmmere
| Flammehæmmende | Mekanisme | Anbefalet læsning | Bemærkninger |
|---|---|---|---|
| Zinkborat | Fremmer dannelse af forkulning, undertrykker efterglød | 2–5% | For store mængder kan forsinke hærdningen |
| Fin aluminiumhydroxid | Endotermisk køling, røgdæmpning | 5–8% | Kontrolbelastning (for at undgå Tg-reduktion) |
3. Eksempelformulering (total mængde: 20-30%)
Basisformulering (i forhold til totalt harpiksindhold)
| Komponent | Indhold (i forhold til harpiks) |
|---|---|
| Aluminiumhypophosphit | 12% |
| APP | 8% |
| MCA | 4% |
| Zinkborat | 3% |
| Aluminiumhydroxid | 5% |
| Samlet belastning | 32% (kan justeres til 25-30%) |
II. Vigtige behandlingstrin
1. Blanding og dispergering
A. Forbehandling:
- Tør aluminiumhypophosphit, APP og MCA ved 80 °C i 2 timer (forhindrer fugtabsorption).
- Behandl uorganiske fyldstoffer (aluminiumhydroxid, zinkborat) med et silankoblingsmiddel (f.eks. KH-550).
B. Blandingssekvens:
- Epoxyharpiks + Flammehæmmere (60°C, omrør i 1 time)
- Tilsæt anhydridhærder (hold temperaturen <80°C)
- Vakuumafgasning (-0,095 MPa, 30 min)
2. Hærdningsproces
Trinvis hærdning (balancerer flammehæmmende stabilitet og høj Tg):
- 85°C / 2 timer (langsom initiering, reducerer bobler)
- 120°C / 2 timer (sikrer fuldstændig anhydridreaktion)
- 150°C / 1 time (øger tværbindingstætheden, Tg >125°C)
3. Hovednoter
- Viskositetskontrol: Hvis viskositeten er for høj, tilsættes 5% reaktivt epoxyfortyndingsmiddel (f.eks. AGE).
- Forsinket hærdning: Brug methylhexahydrophthalsyreanhydrid (MeHHPA) eller tilsæt 0,2% 2-ethyl-4-methylimidazol (forsinker reaktionen ved stuetemperatur).
III. Ydelsesverifikation og -justering
1. Flammehæmning:
- UL94 V0-test (1,6 mm tykkelse): Sørg for en brændetid på <10 sekunder, ingen dryp.
- Hvis det mislykkes: Øg aluminiumhypophosphit (+3%) eller APP (+2%).
2. Termisk ydeevne:
- DSC-test for Tg: Hvis Tg <125°C, reducer aluminiumhydroxid (sænker Tg på grund af endoterm effekt).
3. Mekaniske egenskaber:
- Hvis bøjningsstyrken falder, tilsættes 1-2% nano-silica til forstærkning.
IV. Potentielle problemer og løsninger
Tabel over problemer og løsninger med flammehæmmende midler
| Spørgsmål | Årsag | Løsning |
|---|---|---|
| Ufuldstændig hærdning | Fugtabsorption eller pH-interferens fra flammehæmmere | Fortør spartelmasse, brug syrebestandig APP |
| Dårlig harpiksflow | For meget fyldstofpåfyldning | Reducer aluminiumhydroxid til 3% eller tilsæt fortyndingsmiddel |
| UL94-fejl | Utilstrækkelig PN-synergi | Øg MCA (til 6%) eller aluminiumhypophosphit (til 15%) |
V. Alternativ formulering (hvis nødvendigt)
Erstat en del af APP med DOPO-derivater (f.eks. DOPO-HQ):
- 8% DOPO-HQ + 10% aluminiumhypophosphit reducerer den samlede belastning (~18%), samtidig med at ydeevnen opretholdes.
Denne kombination balancerer flammehæmning, miljøsikkerhed og ydeevne ved høje temperaturer. Forsøg i lille skala (500 g) anbefales før fuldskalaproduktion.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Opslagstidspunkt: 25. juli 2025
