Polyuretaani AB -liimajauheen palonestoaineet

Polyuretaani AB -liimajauheen palonestoaineet
Polyuretaani-AB-liimojen halogeenittomien palonsuoja-aineiden kysynnän ja alumiinihypofosfiitin (AHP), alumiinihydroksidin (ATH), sinkkiboraatin ja melamiinisyanuraatin (MCA) kaltaisten palonsuoja-aineiden ominaisuuksien ja synergististen vaikutusten perusteella on suunniteltu seuraavat kolme sekoitusmenetelmää. Nämä formulaatiot ovat kloorittomia ja keskittyvät palonsuoja-aineiden tehokkuuden, fysikaalisen yhteensopivuuden ja prosessin toteutettavuuden optimointiin:

1. Erittäin palonestokykyinen koostumus (elektroniikkalaitteiden valuun, akkujen kapselointiin, tavoite UL94 V-0)

Ydinpalonsuoja-aineyhdistelmä:

• Alumiinihypofosfiitti (AHP): 8–12 phr (saostumisongelmien ratkaisemiseksi suositellaan vesiohenteista polyuretaanipäällysteistä tyyppiä)
• Alumiinihydroksidi (ATH): 20–25 phr (alle mikronin laatu, 0,2–1,0 μm, happi-indeksin ja hiilen tiiviyden parantamiseksi)
• MCA: 5-8 phr (kaasufaasimekanismi, synergistinen AHP:n kanssa kondensoituneessa faasissa)
• Sinkkiboraatti: 3–5 phr (edistää keraamisen hiiltymisen ja estää kytemisen)

Odotettu suorituskyky:

• Happi-indeksi (LOI): ≥32 % (puhdas PU ≈22 %);
• UL94-luokitus: V-0 (paksuus 1,6 mm);
• Lämmönjohtavuus: 0,45–0,55 W/m·K (ATH:n ja sinkkiboraatin vaikutuksesta);
• Viskositeetin säätö: 25 000–30 000 cP (pintakäsittely vaaditaan sedimentaation estämiseksi).

Keskeinen prosessi:

• AHP on esidispergoitava polyolikomponenttiin (osa A), jotta vältetään ennenaikainen reaktio isosyanaatin (osa B) kanssa;
• ATH:ta tulisi modifioida silaanikytkentäaineella (esim. KH-550) rajapinnan sitoutumisen parantamiseksi.

2. Edullinen yleisvalmiste (rakennusten tiivistykseen, huonekalujen liimaukseen, tavoite UL94 V-1)

Ydinpalonsuoja-aineyhdistelmä:

• Alumiinihydroksidi (ATH): 30–40 phr (standardi mikronilaatuinen, kustannustehokas, täyteainetyyppinen palonestoaine);
• Ammoniumpolyfosfaatti (APP): 10–15 phr (yhdistettynä MCA:han paisuvassa järjestelmässä, halogenoitujen aineiden korvaamiseksi);
• MCA: 5–7 phr (suhde APP:hen 1:2–1:3, edistää vaahtoamista ja hapen eristämistä);
• Sinkkiboraatti: 5 phr (savunmuodostuksen esto, hiiltymisen esto).

Odotettu suorituskyky:

• LOI: ≥28 %;
• UL94-luokitus: V-1;
• Kustannusten aleneminen: ~30 % (verrattuna erittäin palonestokykyiseen koostumukseen);
• Vetolujuuden säilyvyys: ≥80 % (APP vaatii kapseloinnin hydrolyysin estämiseksi).

Keskeinen prosessi:

• APP on mikrokapseloitava (esim. melamiiniformaldehydihartsilla) kosteuden imeytymisen ja kuplien muodostumisen välttämiseksi;
• Lisää 1–2 phr hydrofobista höyrystettyä piidioksidia (esim. Aerosil R202) laskeutumisen estämiseksi.

3. Matalaviskositeettinen ja helposti käsiteltävä koostumus (tarkkaan elektroniikkaliimaukseen, jossa vaaditaan hyvää juoksevuutta)

Ydinpalonsuoja-aineyhdistelmä:

• Alumiinihypofosfiitti (AHP): 5–8 phr (nanokokoinen, D50 ≤1 μm);
• Nestemäinen orgaaninen fosforipitoinen palonsuoja-aine (BDP-vaihtoehto): 8–10 phr (esim. halogeenittomat fosforipohjaiset DMMP-johdannaiset, jotka säilyttävät viskositeetin);
• Alumiinihydroksidi (ATH): 15 phr (pallomainen alumiinioksidikomposiitti, tasapainottava lämmönjohtavuus);
• MCA: 3–5 phr.

Odotettu suorituskyky:

• Viskositeettialue: 10 000–15 000 cP (lähellä nestemäisiä palonsuoja-aineita);
• Palonsuojaus: UL94 V-0 (nestemäisellä fosforilla vahvistettu);
• Lämmönjohtavuus: ≥0,6 W/m·K (pallomaisen alumiinioksidin ansiosta).

Keskeinen prosessi:

• AHP ja pallomainen alumiinioksidi on sekoitettava ja dispergoitava suurella leikkausvoimalla (≥2000 rpm);
• Lisää B-osaan 4–6 phr molekyyliseulakuivausainetta AHP-kosteuden imeytymisen estämiseksi.

4. Teknisten näkökohtien yhdistäminen ja vaihtoehtoiset ratkaisut

1. Synergistiset mekanismit:

• AHP + MCA:AHP edistää kuivumista ja hiiltymistä, kun taas MCA vapauttaa typpikaasua kuumennettaessa muodostaen hunajakennomaisen hiiltukerroksen.
• ATH + sinkkiboraatti:ATH absorboi lämpöä (1967 J/g), ja sinkkiboraatti muodostaa boraattilasikerroksen peittämään pinnan.

2. Vaihtoehtoiset palonestoaineet:

• Polyfosfatseenijohdannaiset:Tehokas ja ympäristöystävällinen, sivutuotteena syntyvän HCl:n hyödyntäminen;
• Epoksi-silikonihartsi (ESR):Yhdessä AHP:n kanssa se vähentää kokonaiskuormitusta (18 % V-0:lle) ja parantaa mekaanisia ominaisuuksia.

3. Prosessiriskien hallinta:

• Sedimentaatio:Painumisenestoaineita (esim. polyurealla muunneltuja) tarvitaan, jos viskositeetti on <10 000 cP;
• Kovettumisen esto:Vältä liiallista emäksisten palonestoaineiden (esim. MCA) käyttöä isosyanaattireaktioiden häiriintymisen estämiseksi.

5. Täytäntöönpanosuositukset

• Priorisoi testausta erittäin palonestokykyiselle koostumukselle: pinnoitettu AHP + submikroninen ATH (keskimääräinen hiukkaskoko 0,5 μm) suhteessa AHP:ATH:MCA = 10:20:5 alustavaa optimointia varten.
• Keskeiset testit:
  → LOI (GB/T 2406.2) ja UL94 pystysuora poltto;
  → Sidoslujuus lämpösyklin jälkeen (-30 ℃ ~ 100 ℃, 200 tuntia);
  → Palonsuojattu saostuminen kiihdytetyn vanhentamisen jälkeen (60 ℃ / 7 vrk).

Palonsuoja-aineiden koostumustaulukko