Halogen-Free Flame Retardant Formulation and Processing Technology para sa Epoxy Resin
Ang customer ay naghahanap ng environment friendly, halogen-free, at heavy-metal-free flame retardant na angkop para sa epoxy resin na may anhydride curing system, na nangangailangan ng UL94-V0 compliance. Ang curing agent ay dapat na isang high-temperature epoxy curing agent na may Tg na higit sa 125°C, na nangangailangan ng heat curing sa 85–120°C at mabagal na reaksyon sa room temperature. Nasa ibaba ang detalyadong pagbabalangkas tulad ng hiniling ng customer.
I. Flame Retardant Formulation System
1. Core Flame Retardant System: Phosphorus-Nitrogen Synergy
Talaan ng Impormasyon sa Flame Retardant
| Flame Retardant | Mekanismo | Inirerekomendang Naglo-load | Remarks |
|---|---|---|---|
| Aluminyo hypophosphite | Condensed-phase flame retardancy, bumubuo ng aluminum phosphate char layer | 10–15% | Pangunahing flame retardant, temp ng agnas. >300°C |
| Ammonium polyphosphate (APP) | Intumescent flame retardancy, synergizes sa aluminum hypophosphite | 5–10% | Kinakailangan ang APP na lumalaban sa acid |
| Melamine cyanurate (MCA) | Pinagmumulan ng nitrogen, pinahuhusay ang phosphorus synergy, pinipigilan ang usok | 3–5% | Binabawasan ang pagtulo |
2. Mga Pantulong na Flame Retardant at Synergists
Talaan ng Impormasyon ng Mga Pantulong na Flame Retardant
| Flame Retardant | Mekanismo | Inirerekomendang Naglo-load | Remarks |
|---|---|---|---|
| Zinc borate | Nagpo-promote ng pagbuo ng char, pinipigilan ang afterglow | 2–5% | Ang sobrang dami ay maaaring makapagpabagal sa paggaling |
| Pinong aluminyo hydroxide | Endothermic na paglamig, pagsugpo ng usok | 5–8% | Kontrolin ang paglo-load (upang maiwasan ang pagbabawas ng Tg) |
3. Halimbawang Pagbubuo (Kabuuang Naglo-load: 20–30%)
Base Formulation (Nauugnay sa Kabuuang Nilalaman ng Resin)
| Component | Nilalaman (Na may kaugnayan sa Resin) |
|---|---|
| Aluminyo hypophosphite | 12% |
| APP | 8% |
| MCA | 4% |
| Zinc borate | 3% |
| Aluminum hydroxide | 5% |
| Kabuuang Naglo-load | 32% (naaangkop sa 25–30%) |
II. Mga Pangunahing Hakbang sa Pagproseso
1. Paghahalo at Pagpapakalat
A. Pre-Treatment:
- Dry aluminum hypophosphite, APP, at MCA sa 80°C sa loob ng 2 oras (pinipigilan ang pagsipsip ng moisture).
- Tratuhin ang mga inorganic na filler (aluminum hydroxide, zinc borate) gamit ang isang silane coupling agent (hal., KH-550).
B. Pagkakasunud-sunod ng Paghahalo:
- Epoxy resin + Flame retardant (60°C, haluin nang 1h)
- Magdagdag ng anhydride curing agent (panatilihin ang temperatura <80°C)
- Vacuum degassing (-0.095 MPa, 30 min)
2. Proseso ng Paggamot
Step Curing (Binabalanse ang flame retardant stability at mataas na Tg):
- 85°C / 2h (mabagal na pagsisimula, binabawasan ang mga bula)
- 120°C / 2h (nagtitiyak ng kumpletong anhydride reaction)
- 150°C / 1h (pinapataas ang density ng crosslinking, Tg >125°C)
3. Mga Pangunahing Tala
- Kontrol ng lagkit: Kung masyadong mataas ang lagkit, magdagdag ng 5% reactive epoxy diluent (hal., AGE).
- Naantalang pagpapagaling: Gumamit ng methylhexahydrophthalic anhydride (MeHHPA) o magdagdag ng 0.2% 2-ethyl-4-methylimidazole (pinabagal ang reaksyon sa temperatura ng silid).
III. Pagpapatunay at Pagsasaayos ng Pagganap
1. Flame Retardancy:
- UL94 V0 test (1.6mm kapal): Tiyaking oras ng pagsunog <10 seg, walang tumutulo.
- Kung nabigo: Dagdagan ang aluminum hypophosphite (+3%) o APP (+2%).
2. Thermal Performance:
- Pagsusuri ng DSC para sa Tg: Kung ang Tg <125°C, bawasan ang aluminum hydroxide (ibinababa ang Tg dahil sa endothermic effect).
3. Mga Katangiang Mekanikal:
- Kung bumaba ang flexural strength, magdagdag ng 1–2% nano-silica para sa reinforcement.
IV. Mga Potensyal na Isyu at Solusyon
Talaan ng Mga Isyu at Solusyon sa Flame Retardant
| Isyu | Dahilan | Solusyon |
|---|---|---|
| Hindi kumpletong pagpapagaling | Moisture absorption o pH interference mula sa flame retardant | Pre-dry fillers, gumamit ng acid-resistant APP |
| Mahina ang daloy ng dagta | Labis na paglo-load ng tagapuno | Bawasan ang aluminum hydroxide sa 3% o magdagdag ng diluent |
| Nabigo ang UL94 | Hindi sapat na synergy ng PN | Taasan ang MCA (hanggang 6%) o aluminum hypophosphite (hanggang 15%) |
V. Alternatibong Pagbubuo (Kung Kailangan)
Palitan ang bahagi ng APP ng DOPO derivatives (hal, DOPO-HQ):
- Binabawasan ng 8% DOPO-HQ + 10% aluminum hypophosphite ang kabuuang loading (~18%) habang pinapanatili ang performance.
Binabalanse ng kumbinasyong ito ang flame retardancy, kaligtasan sa kapaligiran, at pagganap sa mataas na temperatura. Ang mga maliliit na pagsubok (500g) ay inirerekomenda bago ang buong sukat na produksyon.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Oras ng post: Hul-25-2025
