Polyurethan AB klæbepulver flammehæmmende formuleringer

Polyurethan AB klæbepulver flammehæmmende formuleringer
Baseret på efterspørgslen efter halogenfri flammehæmmende formuleringer til polyurethan AB-klæbemidler, kombineret med egenskaberne og de synergistiske effekter af flammehæmmere såsom aluminiumhypophosphit (AHP), aluminiumhydroxid (ATH), zinkborat og melamincyanurat (MCA), er følgende tre blandingsskemaer udviklet. Disse formuleringer er klorfri og fokuserer på at optimere flammehæmmernes effektivitet, fysiske ydeevnekompatibilitet og procesgennemførlighed:

1. Høj flammehæmmende formulering (Til elektronisk indstøbning, batteriindkapsling, mål UL94 V-0)

Kombination af flammehæmmende kerne:

• Aluminiumhypophosphit (AHP): 8-12 phr (vandbaseret polyurethanbelagt type anbefales til at løse nedbørsproblemer)
• Aluminiumhydroxid (ATH): 20-25 phr (submikronkvalitet, 0,2-1,0 μm, for at forbedre iltindekset og forkullets kompakthed)
• MCA: 5-8 phr (gasfasemekanisme, synergistisk med AHP i den kondenserede fase)
• Zinkborat: 3-5 phr (fremmer dannelse af keramisk forkulning og hæmmer ulmning)

Forventet ydeevne:

• Iltindeks (LOI): ≥32% (ren PU ≈22%);
• UL94-klassificering: V-0 (1,6 mm tykkelse);
• Varmeledningsevne: 0,45-0,55 W/m·K (bidraget af ATH og zinkborat);
• Viskositetskontrol: 25.000-30.000 cP (overfladebehandling kræves for at forhindre sedimentation).

Nøgleproces:

• AHP skal prædispergeres i polyolkomponenten (del A) for at undgå for tidlig reaktion med isocyanat (del B);
• ATH bør modificeres med et silankoblingsmiddel (f.eks. KH-550) for at forbedre grænsefladebindingen.

2. Lavpris generel formulering (Til konstruktionsforsegling, møbellimning, mål UL94 V-1)

Kombination af flammehæmmende kerne:

• Aluminiumhydroxid (ATH): 30-40 phr (standard mikronkvalitet, omkostningseffektiv, flammehæmmende middel af fyldstoftypen);
• Ammoniumpolyfosfat (APP): 10-15 phr (kombineret med MCA til et intumescerende system, der erstatter halogenerede stoffer);
• MCA: 5-7 phr (forhold til APP 1:2~1:3, fremmer skumdannelse og iltisolering);
• Zinkborat: 5 phr (røgdæmpning, hjælpedannelse af forkulning).

Forventet ydeevne:

• LOI: ≥28%;
• UL94-klassificering: V-1;
• Omkostningsreduktion: ~30% (sammenlignet med formulering med høj flammehæmning);
• Trækstyrkebevarelse: ≥80% (APP kræver indkapsling for at forhindre hydrolyse).

Nøgleproces:

• APP skal mikroindkapsles (f.eks. med melamin-formaldehydharpiks) for at undgå fugtabsorption og bobledannelse;
• Tilsæt 1-2 phr hydrofob pyrogen silica (f.eks. Aerosil R202) for at forhindre bundfældning.

3. Lavviskositets, letforarbejdelig formulering (Til præcisionslimning af elektronik, der kræver høj flydeevne)

Kombination af flammehæmmende kerne:

• Aluminiumhypophosphit (AHP): 5-8 phr (nanostørrelse, D50 ≤1 μm);
• Flydende organisk fosforflammehæmmer (BDP-alternativ): 8-10 phr (f.eks. halogenfri fosforbaserede DMMP-derivater, der opretholder viskositeten);
• Aluminiumhydroxid (ATH): 15 phr (sfærisk aluminiumoxidkomposit, balancerende varmeledningsevne);
• MCA: 3-5 phr.

Forventet ydeevne:

• Viskositetsområde: 10.000-15.000 cP (tæt på flydende flammehæmmende systemer);
• Flammehæmning: UL94 V-0 (forstærket med flydende fosfor);
• Varmeledningsevne: ≥0,6 W/m·K (bidraget af sfærisk aluminiumoxid).

Nøgleproces:

• AHP og sfærisk aluminiumoxid skal blandes sammen og dispergeres under høj forskydning (≥2000 rpm);
• Tilsæt 4-6 phr molekylsigtetørremiddel til del B for at forhindre AHP-fugtabsorption.

4. Sammensætning af tekniske punkter og alternative løsninger

1. Synergistiske mekanismer:

• AHP + MCA:AHP fremmer dehydrering og forkulning, mens MCA frigiver nitrogengas ved opvarmning og danner et bikagelignende forkulningslag.
• ATH + Zinkborat:ATH absorberer varme (1967 J/g), og zinkborat danner et boratglaslag, der dækker overfladen.

2. Alternative flammehæmmere:

• Polyphosphazenderivater:Høj effektivitet og miljøvenlig, med udnyttelse af biproduktet HCl;
• Epoxy silikoneharpiks (ESR):Når det kombineres med AHP, reduceres den samlede belastning (18 % for V-0) og de mekaniske egenskaber forbedres.

3. Procesrisikokontrol:

• Sedimentation:Anti-bundfældningsmidler (f.eks. polyurea-modificerede typer) kræves, hvis viskositeten <10.000 cP;
• Hærdningshæmning:Undgå for store mængder alkaliske flammehæmmere (f.eks. MCA) for at forhindre interferens med isocyanatreaktioner.

5. Implementeringsanbefalinger

• Prioriter testning af formuleringen med høj flammehæmning: coatet AHP + submikron ATH (gennemsnitlig partikelstørrelse 0,5 μm) ved AHP:ATH:MCA = 10:20:5 for indledende optimering.
• Nøgletests:
  → LOI (GB/T 2406.2) og UL94 vertikal afbrænding;
  → Bindingsstyrke efter termisk cykling (-30℃~100℃, 200 timer);
  → Flammehæmmende udfældning efter accelereret ældning (60 ℃/7d).

Tabel over flammehæmmende formuleringer