Технология за формулиране и обработка на епоксидна смола без халогени, забавяща горенето
Клиентът търси екологично чист, безхалогенен и без тежки метали забавител на горенето, подходящ за епоксидна смола с анхидридна система за втвърдяване, изискващ съответствие с UL94-V0. Втвърдителят трябва да е високотемпературен епоксиден втвърдител с Tg над 125°C, изискващ термично втвърдяване при 85–120°C и бавна реакция при стайна температура. По-долу е дадена подробната формула, поискана от клиента.
I. Система за формулиране на забавители на горенето
1. Основна система за забавяне на горенето: Синергия между фосфор и азот
Таблица с информация за огнеупорните материали
| Огнеупорен | Механизъм | Препоръчително зареждане | Забележки |
|---|---|---|---|
| Алуминиев хипофосфит | Забавяне на горенето в кондензирана фаза, образува слой от алуминиев фосфат | 10–15% | Основно забавящо горенето вещество, температура на разлагане >300°C |
| Амониев полифосфат (APP) | Набъбващо огнеупорно действие, синергизира с алуминиев хипофосфит | 5–10% | Изисква се киселинноустойчив APP |
| Меламин цианурат (MCA) | Източник на азот, засилва синергията на фосфора, потиска дима | 3–5% | Намалява капенето |
2. Спомагателни забавители на горенето и синергисти
Таблица с информация за спомагателни забавители на горенето
| Огнеупорен | Механизъм | Препоръчително зареждане | Забележки |
|---|---|---|---|
| Цинков борат | Подпомага образуването на въглени, потиска следобедното сияние | 2–5% | Прекомерните количества могат да забавят втвърдяването |
| Фин алуминиев хидроксид | Ендотермично охлаждане, потискане на дим | 5–8% | Контролно натоварване (за да се избегне намаляване на Tg) |
3. Примерна формула (общо зареждане: 20–30%)
Базова формула (спрямо общото съдържание на смола)
| Компонент | Съдържание (спрямо смолата) |
|---|---|
| Алуминиев хипофосфит | 12% |
| ПРИЛОЖЕНИЕ | 8% |
| МКА | 4% |
| Цинков борат | 3% |
| Алуминиев хидроксид | 5% |
| Общо зареждане | 32% (регулируемо до 25–30%) |
II. Ключови стъпки на обработка
1. Смесване и диспергиране
А. Предварителна обработка:
- Изсушете алуминиев хипофосфит, APP и MCA при 80°C в продължение на 2 часа (предотвратява абсорбцията на влага).
- Третирайте неорганичните пълнители (алуминиев хидроксид, цинков борат) със силанов свързващ агент (напр. KH-550).
Б. Последователност на смесване:
- Епоксидна смола + забавители на горенето (60°C, разбъркване в продължение на 1 час)
- Добавете анхидриден втвърдител (поддържайте температура <80°C)
- Вакуумно дегазиране (-0,095 MPa, 30 мин)
2. Процес на втвърдяване
Поетапно втвърдяване (балансира стабилността на забавянето на горенето и високата температура на трептене):
- 85°C / 2 часа (бавно начало, намалява мехурчетата)
- 120°C / 2 часа (осигурява пълна анхидридна реакция)
- 150°C / 1 час (увеличава плътността на омрежване, Tg >125°C)
3. Ключови бележки
- Контрол на вискозитета: Ако вискозитетът е твърде висок, добавете 5% реактивен епоксиден разредител (напр. AGE).
- Забавено втвърдяване: Използвайте метилхексахидрофталов анхидрид (MeHHPA) или добавете 0,2% 2-етил-4-метилимидазол (забавя реакцията при стайна температура).
III. Проверка и корекция на производителността
1. Задържане на горене:
- UL94 V0 тест (дебелина 1,6 мм): Осигурете време на горене <10 сек, без капки.
- Ако не успее: Увеличете алуминиевия хипофосфит (+3%) или APP (+2%).
2. Термични характеристики:
- DSC тест за Tg: Ако Tg <125°C, редуцирайте алуминиевия хидроксид (понижава Tg поради ендотермичен ефект).
3. Механични свойства:
- Ако якостта на огъване спадне, добавете 1–2% нано-силициев диоксид за подсилване.
IV. Потенциални проблеми и решения
Таблица с проблеми и решения за забавяне на горенето
| Проблем | Причина | Решение |
|---|---|---|
| Непълно втвърдяване | Абсорбция на влага или смущения в pH от забавители на горенето | Предварително сушени пълнители, използвайте киселинноустойчив APP |
| Слаб теч на смолата | Прекомерно зареждане с пълнител | Намалете алуминиевия хидроксид до 3% или добавете разредител |
| UL94 отказ | Недостатъчна синергия на PN | Увеличете MCA (до 6%) или алуминиевия хипофосфит (до 15%) |
V. Алтернативна формулировка (ако е необходима)
Заменете част от APP с производни на DOPO (напр. DOPO-HQ):
- 8% DOPO-HQ + 10% алуминиев хипофосфит намалява общото натоварване (~18%), като същевременно запазва производителността.
Тази комбинация балансира огнеустойчивост, екологична безопасност и устойчивост на високи температури. Препоръчват се малки опити (500 g) преди пълномащабно производство.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Време на публикуване: 25 юли 2025 г.
