MCA:n ja alumiinihypofosfiitin (AHP) kaavan suunnittelu palonestokykyisessä erotuspinnoitteessa

MCA:n ja alumiinihypofosfiitin (AHP) kaavan suunnittelu palonestokykyisessä erotuspinnoitteessa

Käyttäjän erityisvaatimusten perusteella palonestoaineisille erotuspinnoitteille, niiden ominaisuudetMelamiinisyanuraatti (MCA)jaAlumiinihypofosfiitti (AHP)analysoidaan seuraavasti:

1. Yhteensopivuus lietejärjestelmien kanssa

• Monikriteerit:
• Vesipitoiset järjestelmät:Vaatii pinnanmuokkausta (esim. silaanikytkentäaineita tai pinta-aktiivisia aineita) dispergoituvuuden parantamiseksi; muuten voi esiintyä agglomeraatiota.
• NMP-järjestelmät:Saattaa turvota hieman polaarisissa liuottimissa (suositus: testaa turvotusnopeus 7 päivän upotuksen jälkeen).
• AHP:
• Vesipitoiset järjestelmät:Hyvä dispergoituvuus, mutta pH:ta on kontrolloitava (happamat olosuhteet voivat aiheuttaa hydrolyysin).
• NMP-järjestelmät:Korkea kemiallinen stabiilius ja minimaalinen turpoamisriski.
  Johtopäätös:AHP osoittaa parempaa yhteensopivuutta, kun taas MCA vaatii muutoksia.

2. Hiukkaskoko ja pinnoitusprosessin sopeutumiskyky

• Monikriteerit:
• Alkuperäinen D50: ~1–2 μm; vaatii jauhamista (esim. hiekkajauhatusta) hiukkaskoon pienentämiseksi, mutta se voi vahingoittaa sen kerrosrakennetta ja vaikuttaa palonsuoja-aineen tehokkuuteen.
• Jauhatuksen jälkeinen tasaisuus on varmistettava (SEM-havainnointi).
• AHP:
• Alkuperäinen D50: Tyypillisesti ≤5 μm; jauhaminen D50 0,5 μm/D90 1 μm -lukuun on mahdollista (liiallinen jauhaminen voi aiheuttaa lietteen viskositeetin piikkejä).
  Johtopäätös:MCA:lla on parempi hiukkaskoon sopeutumiskyky ja alhaisempi prosessiriski.

3. Tarttuvuus ja kulutuskestävyys

• Monikriteerit:
• Alhainen napaisuus johtaa huonoon tarttuvuuteen PE/PP-erotuskalvojen kanssa; vaatii 5–10 % akryylipohjaisia ​​sideaineita (esim. PVDF-HFP).
• Korkea kitkakerroin voi edellyttää 0,5–1 % nano-SiO₂:n lisäämistä kulutuskestävyyden parantamiseksi.
• AHP:
• Pinnan hydroksyyliryhmät muodostavat vetysidoksia erottimen kanssa, mikä parantaa tarttuvuutta, mutta 3–5 % polyuretaanisideaineita tarvitaan silti.
• Suurempi kovuus (Mohs ~3) voi aiheuttaa mikrohiukkasten irtoamista pitkäaikaisen kitkan aikana (vaatii syklisen testauksen).
  Johtopäätös:AHP tarjoaa paremman kokonaissuorituskyvyn, mutta vaatii sideaineen optimointia.

4. Lämpöstabiilius ja hajoamisominaisuudet

• Monikriteerit:
• Hajoamislämpötila: 260–310 °C; ei pysty tuottamaan kaasua 120–150 °C:ssa, joten lämpöpurkaukset eivät välttämättä poistu.
• AHP:
• Hajoamislämpötila: 280–310 °C, myös riittämätön matalan lämpötilan kaasunmuodostukselle.
  Keskeinen ongelma:Molemmat hajoavat tavoitelämpötila-alueen (120–150 °C) yläpuolella.Ratkaisut:
• Lisää matalan lämpötilan synergistejä (esim. mikrokapseloitua punaista fosforia, hajoamisalue: 150–200 °C) tai modifioitua ammoniumpolyfosfaattia (APP, päällystetty hajoamisen säätämiseksi 140–180 °C:seen).
• SuunnitteleMCA/APP-komposiitti (suhde 6:4)hyödyntääkseen APP:n matalan lämpötilan kaasuntuottoa + MCA:n kaasufaasiliekinestota.

5. Sähkökemiallinen ja korroosionkestävyys

• Monikriteerit:
• Sähkökemiallisesti inertti, mutta jäljelle jäänyt vapaa melamiini (puhtaus ≥99,5 %) voi katalysoida elektrolyytin hajoamista.
• AHP:
• Happamien epäpuhtauksien (esim. H₃PO₂) määrä on minimoitava (ICP-testi: metalli-ionit ≤10 ppm) LiPF₆-hydrolyysin kiihtymisen välttämiseksi.
  Johtopäätös:Molemmat vaativat korkeaa puhtautta (≥99 %), mutta MCA on helpompi puhdistaa.

Kattava ratkaisuehdotus

1. Ensisijaisen palonestoaineen valinta:

• Ensisijainen:AHP (tasapainotettu dispergoituvuus/adheesio) + matalan lämpötilan synergisti (esim. 5 % mikrokapseloitua punaista fosforia).
• Vaihtoehto:Modifioitu MCA (karboksyylioksastettu vesidispersiota varten) + APP-synergisti.

1. Prosessien optimointi:

• Lietteen kaava:AHP (90 %) + polyuretaanisideaine (7 %) + kostutusaine (BYK-346, 0,5 %) + vaahdonestoaine (2 %).
• Hiontaparametrit:Hiekkamylly 0,3 mm:n ZrO₂-rakeilla, 2000 rpm, 2 h (tavoite-D90 ≤1 μm).

1. Validointitestit:

• Terminen hajoaminen:TGA (painonhäviö <1 % 120 °C:ssa/2 h; kaasuntuotto 150 °C:ssa/30 min GC-MS-menetelmällä).
• Sähkökemiallinen stabiilius:SEM-havainto 30 päivän upotuksen jälkeen 1M LiPF₆ EC/DMC:hen 60 °C:ssa.

Lopullinen suositus

Eivätkä MCA tai AHP yksinään täytä kaikkia vaatimuksia.hybridijärjestelmäon neuvottu:

• AHP (matriisi)+mikrokapseloitu punainen fosfori (matalan lämpötilan kaasugeneraattori)+nano-SiO₂(kulutuskestävyys).
• Käytä yhdessä korkean tarttuvuuden omaavan vesipohjaisen hartsin (esim. akryyli-epoksi-komposiittiemulsion) kanssa ja optimoi pinnanmuokkaus hiukkaskoon/dispersion stabiilisuuden suhteen.
  Lisätestaustarvitaan termisen ja sähkökemiallisen synergian validointiin.