Formulă de referință ignifugă pentru adeziv acrilic termorezistent
Pentru a îndeplini cerințele UL94 V0 privind ignifugarea adezivilor acrilici termorezistenti, luând în considerare caracteristicile ignifugărilor existenți și specificitățile sistemelor termorezistente, se propun următoarele formulări optimizate și analize cheie:
I. Principii de proiectare a formulărilor și cerințe ale sistemului termorezistentă
- Trebuie să corespundă temperaturii de întărire (de obicei 120–180°C)
- Substanțele ignifuge trebuie să reziste la procesarea la temperaturi ridicate (să evite descompunerea)
- Asigurarea stabilității dispersiei în sisteme cu densitate mare de reticulare
- Echilibrează rezistența mecanică post-întărire și eficiența ignifugă
II. Proiectare sinergică a sistemului ignifug
Funcții ignifuge și compatibilitate cu termosetul
| Ignifug | Rol principal | Compatibilitate termosetată | Încărcare recomandată |
|---|---|---|---|
| ATH ultrafin | FR principal: Deshidratare endotermică, diluție în fază gazoasă | Necesită modificarea suprafeței (anti-aglomerare) | ≤35% (încărcarea excesivă reduce reticularea) |
| Hipofosfit de aluminiu | Sinergist: catalizator de carbonizare, captator de radicali (PO·) | Temperatură de descompunere >300°C, potrivit pentru întărire | 8–12% |
| Borat de zinc | Îmbunătățitor de carbonizare: Formează o barieră vitroasă, reduce fumul | Sinergizează cu ATH (carbon Al-BO3) | 5–8% |
| MCA (cianurat de melamină) | FR în fază gazoasă: Eliberează NH₃, inhibă arderea | Temp. de descompunere 250–300°C (temp. de întărire <250°C) | 3–5% |
III. Formulare recomandată (%) din greutate
Instrucțiuni de procesare a componentelor
| Componentă | Raport | Note cheie de procesare |
|---|---|---|
| Rășină acrilică termorezistentă | 45–50% | Tip cu vâscozitate redusă (de exemplu, acrilat epoxidic) pentru o încărcare mare cu umplutură |
| ATH modificat la suprafață (D50 <5µm) | 25–30% | Pretratat cu silan KH-550 |
| Hipofosfit de aluminiu | 10–12% | Preamestecat cu ATH, adăugat în loturi |
| Borat de zinc | 6–8% | Adăugat cu MCA; evită degradarea la forfecare ridicată |
| MCA | 4–5% | Amestecare la viteză redusă în fază avansată (<250°C) |
| Dispersant (BYK-2152 + ceară PE) | 1,5–2% | Asigură o dispersie uniformă a umpluturii |
| Agent de cuplare (KH-550) | 1% | Pretratat pe ATH/hipofosfit |
| Agent de întărire (BPO) | 1–2% | Activator la temperatură scăzută pentru întărire rapidă |
| Agent anti-decantare (Aerosil R202) | 0,5% | Antisedimentant tixotropic |
IV. Controale critice ale procesului
1. Procesul de dispersie
- Pretratare: ATH și hipofosfit îmbibate în soluție 5% KH-550/etanol (2 ore, uscare la 80°C)
- Secvența de amestecare:
- Rășină + dispersant → Amestecare la viteză mică → Adăugați ATH/hipofosfit modificat → Dispersie la viteză mare (2500 rpm, 20 min) → Adăugați borat de zinc/MCA → Amestecare la viteză mică (evitați degradarea MCA)
- Echipament: Amestecător planetar (degazare în vid) sau moară cu trei role (pentru pulberi ultrafine)
2. Optimizarea întăririi
- Întărire treptată: 80°C/1h (pre-gel) → 140°C/2h (post-întărire, evitați descompunerea MCA)
- Controlul presiunii: 0,5–1 MPa pentru a preveni tasarea umpluturii
3. Mecanisme sinergice
- ATH + Hipofosfit: Formează cărbune armat cu AlPO₄ în timp ce captează radicalii (PO·)
- Borat de zinc + MCA: Barieră dublă gaz-solid (diluție de NH₃ + strat vitros topit)
V. Strategii de optimizare a performanței
Probleme și soluții comune
| Emisiune | Cauza de bază | Soluţie |
|---|---|---|
| Aprindere prin picurare | Vâscozitate scăzută la topire | Măriți MCA la 5% + hipofosfit la 12% sau adăugați 0,5% micropulbere de PTFE |
| Fragilitate post-întărire | Încărcare excesivă de ATH | Reducerea ATH la 25% + 5% nano-CaCO₃ (întărire) |
| Sedimentarea prin depozitare | Tixotropie slabă | Măriți silicea la 0,8% sau treceți la BYK-410 |
| Loi de investiție <28% | FR în fază gazoasă insuficientă | Adăugați 2% fosfor roșu acoperit sau 1% nano-BN |
VI. Metrici de validare
- UL94 V0: probe de 3,2 mm, timp total de flacără <50 s (fără aprindere de la bumbac)
- LOI ≥30% (marja de siguranță)
- reziduu TGA >25% (800°C, N₂)
- Echilibru mecanic: Rezistență la tracțiune >8 MPa, rezistență la forfecare >6 MPa
Concluzii cheie
- Atinge ratingul V0 menținând în același timp integritatea mecanică.
- Se recomandă teste la scară mică (50 g) înainte de detartrare.
- Pentru o performanță mai mare: se pot adăuga 2–3% derivați de DOPO (de exemplu, fosfafenantren).
Această formulă asigură respectarea standardelor stricte de ignifugare, optimizând în același timp procesabilitatea și performanța finală.
Data publicării: 01 iulie 2025
