Formulare și tehnologie de procesare a ignifugului fără halogeni pentru rășina epoxidică
Clientul caută un agent ignifug ecologic, fără halogeni și fără metale grele, potrivit pentru rășini epoxidice cu sistem de întărire anhidridă, care necesită conformitate cu UL94-V0. Agentul de întărire trebuie să fie un agent de întărire epoxidic la temperatură înaltă, cu o Tg peste 125°C, necesitând întărire termică la 85–120°C și reacție lentă la temperatura camerei. Mai jos este prezentată formula detaliată, așa cum a fost solicitată de client.
I. Sistem de formulare ignifug
1. Sistem ignifug cu miez: Sinergie fosfor-azot
Tabel cu informații despre ignifug
| Ignifug | Mecanism | Încărcare recomandată | Observații |
|---|---|---|---|
| Hipofosfit de aluminiu | Rezistență la flacără în fază condensată, formează un strat de carbon de fosfat de aluminiu | 10–15% | Ignifug primar, temperatură de descompunere >300°C |
| Polifosfat de amoniu (APP) | Rezistență la flacără intumescentă, acționează sinergic cu hipofosfitul de aluminiu | 5–10% | APP rezistent la acid necesar |
| Cianurat de melamină (MCA) | Sursă de azot, îmbunătățește sinergia fosforului, suprimă fumul | 3–5% | Reduce scurgerile |
2. Agenți auxiliari ignifugi și sinergici
Tabel cu informații despre ignifugarea auxiliară
| Ignifug | Mecanism | Încărcare recomandată | Observații |
|---|---|---|---|
| Borat de zinc | Promovează formarea carbonizării, suprimă strălucirea ulterioară | 2–5% | Cantitățile excesive pot încetini întărirea |
| Hidroxid fin de aluminiu | Răcire endotermică, suprimarea fumului | 5–8% | Controlul încărcării (pentru a evita reducerea Tg) |
3. Exemplu de formulare (încărcare totală: 20–30%)
Formula de bază (relativ la conținutul total de rășină)
| Componentă | Conținut (relativ la rășină) |
|---|---|
| Hipofosfit de aluminiu | 12% |
| APLICAȚIE | 8% |
| MCA | 4% |
| Borat de zinc | 3% |
| Hidroxid de aluminiu | 5% |
| Încărcare totală | 32% (ajustabil la 25–30%) |
II. Etape cheie de procesare
1. Amestecare și dispersie
A. Pretratare:
- Se usucă hipofosfitul de aluminiu, APP și MCA la 80°C timp de 2 ore (previne absorbția umidității).
- Tratați materialele de umplutură anorganice (hidroxid de aluminiu, borat de zinc) cu un agent de cuplare silanic (de exemplu, KH-550).
B. Secvența de amestecare:
- Rășină epoxidică + agenți ignifugi (60°C, agitare timp de 1 oră)
- Adăugați agent de întărire anhidridă (mențineți temperatura <80°C)
- Degazare în vid (-0,095 MPa, 30 min)
2. Procesul de întărire
Întărire în trepte (echilibrează stabilitatea ignifugă și Tg ridicat):
- 85°C / 2h (inițiere lentă, reduce bulele)
- 120°C / 2h (asigură reacția anhidridă completă)
- 150°C / 1h (crește densitatea de reticulare, Tg >125°C)
3. Note cheie
- Controlul vâscozității: Dacă vâscozitatea este prea mare, adăugați 5% diluant epoxidic reactiv (de exemplu, AGE).
- Întărire întârziată: Se utilizează anhidridă metilhexahidroftalică (MeHHPA) sau se adaugă 0,2% 2-etil-4-metilimidazol (încetinește reacția la temperatura camerei).
III. Verificarea și ajustarea performanței
1. Rezistență la flacără:
- Test UL94 V0 (grosime de 1,6 mm): Asigurați un timp de ardere < 10 secunde, fără scurgeri.
- Dacă eșuează: Creșteți concentrația de hipofosfit de aluminiu (+3%) sau APP (+2%).
2. Performanță termică:
- Test DSC pentru Tg: Dacă Tg <125°C, se reduce hidroxidul de aluminiu (scade Tg din cauza efectului endoterm).
3. Proprietăți mecanice:
- Dacă rezistența la încovoiere scade, adăugați 1-2% nano-silice pentru armare.
IV. Probleme și soluții potențiale
Tabel cu probleme și soluții pentru ignifugarea
| Emisiune | Cauza | Soluţie |
|---|---|---|
| Întărire incompletă | Absorbția de umiditate sau interferența pH-ului de la substanțele ignifuge | Pre-uscați materiale de umplere, utilizați APP rezistent la acid |
| Curgere slabă a rășinii | Încărcare excesivă de umplutură | Reduceți hidroxidul de aluminiu la 3% sau adăugați diluant |
| Defecțiune UL94 | Sinergie insuficientă a PN | Creșteți MCA (la 6%) sau hipofosfit de aluminiu (la 15%) |
V. Formulare alternativă (dacă este necesară)
Înlocuiți o parte din APP cu derivate DOPO (de exemplu, DOPO-HQ):
- 8% DOPO-HQ + 10% hipofosfit de aluminiu reduce încărcarea totală (~18%), menținând în același timp performanța.
Această combinație echilibrează rezistența la flacără, siguranța mediului și performanța la temperaturi ridicate. Se recomandă teste la scară mică (500 g) înainte de producția la scară completă.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Data publicării: 25 iulie 2025
