Mga Pormulasyon ng Polyurethane AB Adhesive Powder na Hindi Tinatablan ng Apoy

Mga Pormulasyon ng Polyurethane AB Adhesive Powder na Hindi Tinatablan ng Apoy
Batay sa pangangailangan para sa mga halogen-free flame retardant formulations para sa polyurethane AB adhesives, kasama ang mga katangian at synergistic effect ng mga flame retardant tulad ng aluminum hypophosphite (AHP), aluminum hydroxide (ATH), zinc borate, at melamine cyanurate (MCA), ang sumusunod na tatlong compounding scheme ay dinisenyo. Ang mga formulation na ito ay chlorine-free at nakatuon sa pag-optimize ng flame retardant efficiency, physical performance compatibility, at process feasibility:

1. Pormulasyon na Mataas ang Flame Retardancy (Para sa electronic potting, battery encapsulation, target UL94 V-0)

Kumbinasyon ng Pangunahing Pananggalang sa Apoy:

• Aluminum hypophosphite (AHP): 8-12 phr (uri na pinahiran ng polyurethane na dala ng tubig na inirerekomenda upang matugunan ang mga isyu sa presipitasyon)
• Aluminum hydroxide (ATH): 20-25 phr (submicron grade, 0.2-1.0 μm, upang mapahusay ang oxygen index at char compactness)
• MCA: 5-8 phr (mekanismo ng gas-phase, synergistic sa AHP sa condensed phase)
• Zinc borate: 3-5 phr (nagpapabuti sa pagbuo ng ceramic char at pumipigil sa pag-uusok)

Inaasahang Pagganap:

• Indeks ng Oksiheno (LOI): ≥32% (purong PU ≈22%);
• Rating na UL94: V-0 (1.6 mm ang kapal);
• Konduktibidad ng init: 0.45-0.55 W/m·K (naiambag ng ATH at zinc borate);
• Kontrol ng lagkit: 25,000-30,000 cP (kinakailangan ang paggamot sa ibabaw upang maiwasan ang sedimentation).

Pangunahing Proseso:

• Dapat na maipamahagi nang maaga ang AHP sa bahaging polyol (Bahagi A) upang maiwasan ang napaaga na reaksyon sa isocyanate (Bahagi B);
• Dapat baguhin ang ATH gamit ang isang silane coupling agent (hal., KH-550) upang mapahusay ang interfacial bonding.

2. Mababang Gastos na Pangkalahatang Pormulasyon (Para sa pagbubuklod ng konstruksyon, pagbubuklod ng muwebles, target na UL94 V-1)

Kumbinasyon ng Pangunahing Pananggalang sa Apoy:

• Aluminum hydroxide (ATH): 30-40 phr (karaniwang micron-grade, matipid, uri ng tagapuno na panlaban sa apoy);
• Ammonium polyphosphate (APP): 10-15 phr (pinagsama sa MCA para sa isang intumescent system, na pumapalit sa mga halogenated agent);
• MCA: 5-7 phr (ratio sa APP 1:2~1:3, nagtataguyod ng pagbubula at paghihiwalay ng oxygen);
• Zinc borate: 5 phr (pagsugpo ng usok, pantulong na pagbuo ng uling).

Inaasahang Pagganap:

• LOI: ≥28%;
• Rating ng UL94: V-1;
• Pagbawas ng gastos: ~30% (kumpara sa pormulasyong may mataas na resistensya sa apoy);
• Pagpapanatili ng lakas ng tensyon: ≥80% (Ang APP ay nangangailangan ng encapsulation upang maiwasan ang hydrolysis).

Pangunahing Proseso:

• Dapat i-microencapsulate ang APP (halimbawa, gamit ang melamine-formaldehyde resin) upang maiwasan ang pagsipsip ng moisture at pagbuo ng mga bula;
• Magdagdag ng 1-2 phr hydrophobic fumed silica (hal., Aerosil R202) para sa anti-settling.

3. Mababang-Lapot na Madaling Proseso na Pormulasyon (Para sa tumpak na pag-bonding ng electronics, na nangangailangan ng mataas na kakayahang dumaloy)

Kumbinasyon ng Pangunahing Pananggalang sa Apoy:

• Aluminum hypophosphite (AHP): 5-8 phr (nanosized, D50 ≤1 μm);
• Likidong organikong phosphorus flame retardant (alternatibo sa BDP): 8-10 phr (hal., mga halogen-free phosphorus-based DMMP derivatives, na nagpapanatili ng lagkit);
• Aluminum hydroxide (ATH): 15 phr (spherical alumina composite, pagbabalanse ng thermal conductivity);
• MCA: 3-5 katao.

Inaasahang Pagganap:

• Saklaw ng lagkit: 10,000-15,000 cP (malapit sa mga likidong sistemang retardant ng apoy);
• Katatagan sa apoy: UL94 V-0 (pinahusay ng likidong posporus);
• Konduktibidad ng init: ≥0.6 W/m·K (naiambag ng spherical alumina).

Pangunahing Proseso:

• Ang AHP at spherical alumina ay dapat na sabay na haluin at ikalat sa ilalim ng mataas na shear (≥2000 rpm);
• Magdagdag ng 4-6 phr molecular sieve desiccant sa Bahagi B upang maiwasan ang pagsipsip ng AHP moisture.

4. Pagsasama-sama ng mga Teknikal na Punto at Alternatibong Solusyon

1. Mga Sinergistikong Mekanismo:

• AHP + MCA:Ang AHP ay nagtataguyod ng dehydration at pagkasunog, habang ang MCA ay naglalabas ng nitrogen gas kapag pinainit, na bumubuo ng parang pulot-pukyutan na char layer.
• ATH + Sink borate:Ang ATH ay sumisipsip ng init (1967 J/g), at ang zinc borate ay bumubuo ng patong ng borate glass upang takpan ang ibabaw.

2. Mga Alternatibong Panlaban sa Apoy:

• Mga derivative ng polyphosphazene:Mataas na kahusayan at eco-friendly, na may byproduct na HCl na paggamit;
• Epoxy silicone resin (ESR):Kapag isinama sa AHP, binabawasan nito ang kabuuang loading (18% para sa V-0) at pinapabuti ang mga mekanikal na katangian.

3. Pagkontrol sa Panganib ng Proseso:

• Sedimentasyon:Kinakailangan ang mga anti-settling agent (hal., mga uri na binago ng polyurea) kung ang lagkit ay <10,000 cP;
• Pagpigil sa pagtigas:Iwasan ang labis na alkaline flame retardants (hal., MCA) upang maiwasan ang pagkagambala sa mga reaksyon ng isocyanate.

5. Mga Rekomendasyon sa Implementasyon

• Unahin ang pagsubok sa pormulasyong may mataas na resistensya sa apoy: pinahiran ng AHP + submicron ATH (average na laki ng particle na 0.5 μm) sa AHP:ATH:MCA = 10:20:5 para sa paunang pag-optimize.
• Mga pangunahing pagsubok:
  → LOI (GB/T 2406.2) at UL94 patayong pagsunog;
  → Lakas ng pagkakabit pagkatapos ng thermal cycling (-30℃~100℃, 200 oras);
  → Presipitasyon na hindi tinatablan ng apoy pagkatapos ng pinabilis na pagtanda (60℃/7d).

Talahanayan ng Pormulasyon na Hindi Tinatablan ng Apoy