Дизайн на формула за MCA и алуминиев хипофосфит (AHP) в сепараторно покритие за огнеупорност

Дизайн на формула за MCA и алуминиев хипофосфит (AHP) в сепараторно покритие за огнеупорност

Въз основа на специфичните изисквания на потребителя за огнеупорни сепараторни покрития, характеристиките наМеламин цианурат (MCA)иАлуминиев хипофосфит (AHP)се анализират, както следва:

1. Съвместимост със системи за течен тор

• МКА:
• Водни системи:Изисква модификация на повърхността (напр. силанови свързващи агенти или повърхностноактивни вещества), за да се подобри диспергируемостта; в противен случай може да се получи агломерация.
• НМП системи:Може да прояви леко подуване в полярни разтворители (препоръчително: тествайте скоростта на подуване след 7-дневно потапяне).
• АХП:
• Водни системи:Добра диспергируемост, но pH трябва да се контролира (киселинните условия могат да причинят хидролиза).
• НМП системи:Висока химическа стабилност с минимален риск от подуване.
  Заключение:AHP показва по-добра съвместимост, докато MCA изисква модификация.

2. Размер на частиците и адаптивност на процеса на нанасяне на покритие

• МКА:
• Оригинален D50: ~1–2 μm; изисква смилане (напр. пясъчно смилане), за да се намали размерът на частиците, но може да повреди слоестата му структура, което да повлияе на ефективността на забавянето на горенето.
• Еднородността след смилане трябва да се провери (SEM наблюдение).
• АХП:
• Оригинален D50: Обикновено ≤5 μm; смилането до D50 0,5 μm/D90 1 μm е постижимо (прекомерното смилане може да причини пикове на вискозитета на суспензията).
  Заключение:MCA има по-добра адаптивност към размера на частиците с по-нисък производствен риск.

3. Адхезия и устойчивост на износване

• МКА:
• Ниската полярност води до лоша адхезия с PE/PP разделителни филми; изисква 5–10% свързващи вещества на акрилна основа (напр. PVDF-HFP).
• Високият коефициент на триене може да наложи добавяне на 0,5–1% nano-SiO₂ за подобряване на износоустойчивостта.
• АХП:
• Повърхностните хидроксилни групи образуват водородни връзки със сепаратора, подобрявайки адхезията, но все още са необходими 3–5% полиуретанови свързващи вещества.
• По-високата твърдост (Mohs ~3) може да причини отделяне на микрочастици при продължително триене (изисква циклично изпитване).
  Заключение:AHP предлага по-добра обща производителност, но изисква оптимизация на свързващото вещество.

4. Термична стабилност и свойства на разлагане

• МКА:
• Температура на разлагане: 260–310°C; не може да генерира газ при 120–150°C, което е потенциално невъзможно за потискане на термичното преливане.
• АХП:
• Температура на разлагане: 280–310°C, също недостатъчна за генериране на газ при ниска температура.
  Ключов проблем:И двете се разлагат над целевия диапазон (120–150°C).Решения:
• Въведете нискотемпературни синергисти (напр. микрокапсулиран червен фосфор, диапазон на разлагане: 150–200°C) или модифициран амониев полифосфат (APP, покрит за регулиране на разлагането до 140–180°C).
• ДизайнMCA/APP композит (съотношение 6:4)да се използва нискотемпературното генериране на газ на APP + инхибирането на пламъка в газова фаза на MCA.

5. Електрохимична и корозионна устойчивост

• МКА:
• Електрохимично инертен, но остатъчен свободен меламин (изисквана чистота ≥99,5%) може да катализира разлагането на електролита.
• АХП:
• Киселинните примеси (напр. H₃PO₂) трябва да бъдат сведени до минимум (ICP тест: метални йони ≤10 ppm), за да се избегне ускоряване на хидролизата на LiPF₆.
  Заключение:И двете изискват висока чистота (≥99%), но MCA е по-лесен за пречистване.

Предложение за цялостно решение

1. Избор на основен огнеупорен материал:

• Предпочитан:AHP (балансирана диспергируемост/адхезия) + нискотемпературен синергист (напр. 5% микрокапсулиран червен фосфор).
• Алтернатива:Модифицирана MCA (карбоксилно присадена за водна дисперсия) + APP синергист.

1. Оптимизация на процесите:

• Формула на кашата:AHP (90%) + полиуретаново свързващо вещество (7%) + омокрящ агент (BYK-346, 0,5%) + пеногасител (2%).
• Параметри на смилане:Пясъчна мелница с 0,3 mm ZrO₂ перли, 2000 rpm, 2 h (целева D90 ≤1 μm).

1. Валидационни тестове:

• Термично разлагане:TGA (загуба на тегло <1% при 120°C/2h; отделяне на газ при 150°C/30min чрез GC-MS).
• Електрохимична стабилност:SEM наблюдение след 30-дневно потапяне в 1M LiPF₆ EC/DMC при 60°C.

Заключителна препоръка

Нито MCA, нито AHP самостоятелно отговарят на всички изисквания. Aхибридна системасе препоръчва:

• AHP (матрица)+микрокапсулиран червен фосфор (генератор на нискотемпературен газ)+нано-SiO2₂(устойчивост на износване).
• Комбинирайте с водна смола с висока адхезия (напр. акрилно-епоксидна композитна емулсия) и оптимизирайте модификацията на повърхността за стабилност на размера/дисперсията на частиците.
  Допълнително тестванее необходимо за валидиране на термоелектрохимичната синергия.