Referenceformulering til flammehæmmende akrylklæbemiddel
For at opfylde UL94 V0-kravene til flammehæmmende stoffer for termohærdende akrylklæbemidler, under hensyntagen til eksisterende flammehæmmeres egenskaber og termohærdende systemeres specificitet, foreslås følgende optimerede formulering og nøgleanalyse:
I. Formuleringsdesignprincipper og krav til termohærdende systemer
- Skal matche hærdningstemperaturen (typisk 120-180 °C)
- Flammehæmmere skal kunne modstå højtemperaturbehandling (undgå nedbrydningsfejl)
- Sikre dispersionsstabilitet i systemer med høj tværbindingstæthed
- Balance mellem mekanisk styrke efter hærdning og flammehæmmende effektivitet
II. Synergistisk flammehæmmende systemdesign
Flammehæmmende funktioner og termohærdende kompatibilitet
| Flammehæmmende | Primær rolle | Termohærdende kompatibilitet | Anbefalet læsning |
|---|---|---|---|
| Ultrafin ATH | Hoved-FR: Endotermisk dehydrering, gasfasefortynding | Kræver overflademodifikation (anti-agglomerering) | ≤35% (overdreven belastning reducerer tværbinding) |
| Aluminiumhypophosphit | Synergist: Kulkatalysator, radikalfjerner (PO·) | Dekomp. temperatur >300°C, egnet til hærdning | 8–12% |
| Zinkborat | Kulforstærker: Danner en glasagtig barriere, reducerer røg | Synergiserer med ATH (Al-B0₂O₃ char) | 5–8% |
| MCA (melamincyanurat) | Gasfase FR: Frigiver NH₃, hæmmer forbrænding | Nedbrydningstemperatur 250–300 °C (hærdningstemperatur <250 °C) | 3–5% |
III. Anbefalet formulering (vægt%)
Retningslinjer for komponentbehandling
| Komponent | Forhold | Nøglebehandlingsnoter |
|---|---|---|
| Termohærdende akrylharpiks | 45–50% | Lavviskøs type (f.eks. epoxyakrylat) til høj fyldstofmængde |
| Overflademodificeret ATH (D50 <5µm) | 25–30% | Forbehandlet med KH-550 silan |
| Aluminiumhypophosphit | 10–12% | Forblandet med ATH, tilsat i portioner |
| Zinkborat | 6–8% | Tilsat MCA; undgå nedbrydning ved høj forskydning |
| MCA | 4–5% | Sent-stadium lavhastighedsblanding (<250°C) |
| Dispergeringsmiddel (BYK-2152 + PE voks) | 1,5–2% | Sikrer ensartet spredning af fyldstof |
| Koblingsmiddel (KH-550) | 1% | Forbehandlet med ATH/hypophosphit |
| Hærder (BPO) | 1–2% | Lavtemperaturaktivator for hurtig hærdning |
| Anti-bundfældningsmiddel (Aerosil R202) | 0,5% | Thixotropisk anti-sedimentation |
IV. Kritiske proceskontroller
1. Dispersionsproces
- Forbehandling: ATH og hypofosfit gennemblødt i 5% KH-550/ethanolopløsning (2 timer, 80°C tørring)
- Blandingssekvens:
- Harpiks + dispergeringsmiddel → Lavhastighedsblanding → Tilsæt modificeret ATH/hypophosphit → Højhastighedsdispersion (2500 o/min, 20 min) → Tilsæt zinkborat/MCA → Lavhastighedsblanding (undgå MCA-nedbrydning)
- Udstyr: Planetblander (vakuumafgasning) eller trevalsemølle (til ultrafine pulvere)
2. Hærdningsoptimering
- Trinhærdning: 80°C/1t (før-gel) → 140°C/2t (efterhærdning, undgå MCA-nedbrydning)
- Trykregulering: 0,5–1 MPa for at forhindre bundfældning af fyldstof
3. Synergistiske mekanismer
- ATH + Hypophosphit: Danner AlPO₄-forstærket trækul, mens det opfanger radikaler (PO·)
- Zinkborat + MCA: Dobbelt barriere mellem gas og fast stof (NH₃-fortynding + smeltet glasagtigt lag)
V. Strategier til ydelsesjustering
Almindelige problemer og løsninger
| Spørgsmål | Grundårsag | Løsning |
|---|---|---|
| Dryppende tænding | Lav smelteviskositet | Øg MCA til 5% + hypofosphit til 12%, eller tilsæt 0,5% PTFE-mikropulver |
| Sprødhed efter hærdning | Overdreven ATH-belastning | Reducer ATH til 25% + 5% nano-CaCO₃ (hærdning) |
| Lagringssedimentation | Dårlig thixotropi | Øg silicaindholdet til 0,8% eller skift til BYK-410 |
| LOI <28% | Utilstrækkelig gasfase-FR | Tilsæt 2% coatet rødt fosfor eller 1% nano-BN |
VI. Valideringsmålinger
- UL94 V0: 3,2 mm prøver, samlet flammetid <50 s (ingen bomuldsantændelse)
- LOI ≥30% (sikkerhedsmargin)
- TGA-rest >25% (800°C, N2)
- Mekanisk balance: Trækstyrke >8 MPa, forskydningsstyrke >6 MPa
Vigtige konklusioner
- Opnår V0-klassificering og bevarer samtidig den mekaniske integritet.
- Forsøg i lille skala (50 g) anbefales før skalering.
- For højere ydeevne: 2-3% DOPO-derivater (f.eks. phosphaphenanthren) kan tilsættes.
Denne formulering sikrer overholdelse af strenge flammehæmmende standarder, samtidig med at den optimerer forarbejdningsevnen og slutbrugerydelsen.
Opslagstidspunkt: 1. juli 2025
