Opløsnings- og dispergeringsproces af faste flammehæmmere i polyurethan AB-klæbesystem

Opløsnings- og dispergeringsproces af faste flammehæmmere i polyurethan AB-klæbesystem

For opløsning/dispergering af faste flammehæmmere såsom aluminiumhypophosphit (AHP), aluminiumhydroxid (ATH), zinkborat og melamincyanurat (MCA) i et polyurethan AB-klæbemiddelsystem involverer de vigtigste trin forbehandling, trinvis dispersion og streng fugtighedskontrol. Nedenfor er den detaljerede proces (for formuleringer med højt flammehæmmende indhold; andre formuleringer kan justeres i overensstemmelse hermed).

I. Kerneprincipper

1. "Opløsning" er i bund og grund dispersion: Faste flammehæmmere skal være ensartet dispergeret i polyolen (A-komponenten) for at danne en stabil suspension.
2. Forbehandling af flammehæmmere: Håndtering af problemer med fugtabsorption, agglomerering og reaktivitet med isocyanater.
3. Trinvis tilsætning: Tilsæt materialer i rækkefølge efter densitet og partikelstørrelse for at undgå lokalt høje koncentrationer.
4. Streng fugtighedskontrol: Vand forbruger isocyanatet (-NCO) i B-komponenten, hvilket fører til dårlig hærdning.

II. Detaljeret driftsprocedure (Baseret på 100 dele polyol i A-komponent)

Trin 1: Forbehandling med flammehæmmende middel (24 timer i forvejen)

• Aluminiumhypophosphit (AHP, 10 dele):
  • Overfladebelægning med silankoblingsmiddel (KH-550) eller titanatkoblingsmiddel (NDZ-201):
    • Bland 0,5 dele koblingsmiddel + 2 dele vandfri ethanol, omrør i 10 minutter for hydrolyse.
    • Tilsæt AHP-pulver og rør ved høj hastighed (1000 rpm) i 20 minutter.
    • Tør i ovn ved 80°C i 2 timer, og opbevar derefter forseglet.
• Aluminiumhydroxid (ATH, 25 dele):
  • Brug submikronstørrelse, silanmodificeret ATH (f.eks. Wandu WD-WF-20). Hvis umodificeret, behandles på samme måde som AHP.
• MCA (6 dele) og zinkborat (4 dele):
  • Tør ved 60 °C i 4 timer for at fjerne fugt, og sigt derefter gennem en 300-mesh sigte.

Trin 2: A-komponent (polyolside) dispersionsproces

1. Baseblanding:
   • Tilsæt 100 dele polyol (f.eks. polyetherpolyol PPG) til en tør beholder.
   • Tilsæt 0,3 dele polyethermodificeret polysiloxan-udjævningsmiddel (f.eks. BYK-333).
2. Lavhastighedsforspredning:
   • Tilsæt flammehæmmere i rækkefølge: ATH (25 dele) → AHP (10 dele) → zinkborat (4 dele) → MCA (6 dele).
   • Rør ved 300-500 rpm i 10 minutter, indtil der ikke er noget tørt pulver tilbage.
3. Højforskydningsdispersion:
   • Skift til en højhastighedsdisperger (≥1500 rpm) i 30 min.
   • Kontroltemperatur ≤50°C (for at forhindre polyoloxidation).
4. Slibning og raffinering (kritisk!):
   • Kør 2-3 gange gennem en trevalsemølle eller kurvsandmølle, indtil finheden er ≤30 μm (testet med Hegman-måler).
5. Viskositetsjustering og skumdæmpning:
   • Tilsæt 0,5 dele hydrofob, pyrogen silica (Aerosil R202) for at forhindre bundfældning.
   • Tilsæt 0,2 dele silikoneskumdæmper (f.eks. Tego Airex 900).
   • Rør ved 200 rpm i 15 min for afgasning.

Trin 3: Behandling af B-komponent (isocyanatside)

• Tilsæt 4-6 dele molekylsigte (f.eks. Zeochem 3A) til B-komponenten (f.eks. MDI-præpolymer) for fugtabsorption.
• Hvis der anvendes flydende fosforflammehæmmere (lavviskositetsmulighed), blandes disse direkte i B-komponenten og omrøres i 10 minutter.

Trin 4: Blanding og hærdning af AB-komponenter

• Blandingsforhold: Følg det originale AB-klæbemiddeldesign (f.eks. A:B = 100:50).
• Blandingsproces:
  • Brug en tokomponent planetarisk blander eller et statisk blanderør.
  • Bland i 2-3 minutter, indtil det er ensartet (uden snore).
• Hærdningsbetingelser:
  • Hærdning ved stuetemperatur: 24 timer (forlænget med 30% på grund af flammehæmmende varmeabsorption).
  • Accelereret hærdning: 60°C/2 timer (valider for boblefri resultater).

III. Vigtige proceskontrolpunkter

IV. Alternative dispergeringsmetoder (uden formalingsudstyr)

1. Forbehandling af kuglefræsning:
   • Bland flammehæmmere og polyol i forholdet 1:1, og kør i en kuglemølle i 4 timer (zirkoniumkugler, 2 mm).
2. Masterbatch-metode:
   • Forbered en 50% flammehæmmende masterbatch (polyol som bærer), og fortynd derefter før brug.
3. Ultralydsdispersion:
   • Påfør ultralydbehandling (20 kHz, 500 W, 10 min) på forblandet opslæmning (egnet til små partier).

V. Implementeringsanbefalinger

1. Først test i lille skala: Test med 100 g A-komponent med fokus på viskositetsstabilitet (24 timers ændring <10 %) og hærdningshastighed.
2. Regel for tilsætning af flammehæmmende midler:
   • "Tung først, let senere; fin først, grov senere" → ATH (tung) → AHP (fin) → zinkborat (medium) → MCA (let/grov).
3. Fejlfinding i nødstilfælde:
   • Pludselig viskositetsforøgelse: Tilsæt 0,5% propylenglycolmethyletheracetat (PMA) for at fortynde.
   • Dårlig hærdning: Tilsæt 5% modificeret MDI (f.eks. Wanhua PM-200) til B-komponenten.