Polyuretan AB limpulver flammehemmende formuleringer

Polyuretan AB limpulver flammehemmende formuleringer
Basert på etterspørselen etter halogenfrie flammehemmende formuleringer for polyuretan AB-lim, kombinert med egenskapene og de synergistiske effektene av flammehemmere som aluminiumhypofosfitt (AHP), aluminiumhydroksid (ATH), sinkborat og melamincyanurat (MCA), er følgende tre blandingsskjemaer utformet. Disse formuleringene er klorfrie og fokuserer på å optimalisere flammehemmende effektivitet, fysisk ytelseskompatibilitet og prosessgjennomførbarhet:

1. Formulering med høy flammehemming (for elektronisk innkapsling, batteriinnkapsling, mål UL94 V-0)

Kjerne flammehemmende kombinasjon:

• Aluminiumhypofosfitt (AHP): 8–12 phr (vannbasert polyuretanbelagt type anbefalt for å håndtere nedbørsproblemer)
• Aluminiumhydroksid (ATH): 20–25 phr (submikronkvalitet, 0,2–1,0 μm, for å forbedre oksygenindeksen og forkullets kompakthet)
• MCA: 5–8 phr (gassfasemekanisme, synergistisk med AHP i kondensert fase)
• Sinkborat: 3–5 phr (fremmer dannelse av keramisk forkulling og hemmer ulming)

Forventet ytelse:

• Oksygenindeks (LOI): ≥32 % (ren PU ≈22 %);
• UL94-klassifisering: V-0 (1,6 mm tykkelse);
• Varmeledningsevne: 0,45–0,55 W/m·K (bidrag fra ATH og sinkborat);
• Viskositetskontroll: 25 000–30 000 cP (overflatebehandling kreves for å forhindre sedimentasjon).

Nøkkelprosess:

• AHP må forhåndsdispergeres i polyolkomponenten (del A) for å unngå for tidlig reaksjon med isocyanat (del B);
• ATH bør modifiseres med et silankoblingsmiddel (f.eks. KH-550) for å forbedre grenseflatebindingen.

2. Lavkostnads ​​generell formulering (For konstruksjonsforsegling, møbelliming, mål UL94 V-1)

Kjerne flammehemmende kombinasjon:

• Aluminiumhydroksid (ATH): 30–40 phr (standard mikronkvalitet, kostnadseffektiv, flammehemmende middel av fyllstofftype);
• Ammoniumpolyfosfat (APP): 10–15 phr (kombinert med MCA for et svellende system, som erstatter halogenerte stoffer);
• MCA: 5–7 phr (forhold til APP 1:2–1:3, fremmer skumming og oksygenisolering);
• Sinkborat: 5 phr (røykdempende, hjelpeforming av forkulling).

Forventet ytelse:

• LOI: ≥28 %;
• UL94-klassifisering: V-1;
• Kostnadsreduksjon: ~30 % (sammenlignet med formulering med høy flammehemming);
• Strekkfasthetsbevaring: ≥80 % (APP krever innkapsling for å forhindre hydrolyse).

Nøkkelprosess:

• APP må mikroinnkapsles (f.eks. med melamin-formaldehydharpiks) for å unngå fuktighetsabsorpsjon og bobledannelse;
• Tilsett 1–2 phr hydrofob pyrogen silika (f.eks. Aerosil R202) for å forhindre bunnfelling.

3. Lavviskositets, enkel prosessformulering (for presisjonsliming av elektronikk, krever høy flyteevne)

Kjerne flammehemmende kombinasjon:

• Aluminiumhypofosfitt (AHP): 5–8 phr (nanostørrelse, D50 ≤1 μm);
• Flytende organisk fosforflammehemmer (BDP-alternativ): 8–10 phr (f.eks. halogenfrie fosforbaserte DMMP-derivater, som opprettholder viskositeten);
• Aluminiumhydroksid (ATH): 15 phr (sfærisk alumina-kompositt, balanserende varmeledningsevne);
• MCA: 3–5 phr.

Forventet ytelse:

• Viskositetsområde: 10 000–15 000 cP (nær flytende flammehemmende systemer);
• Flammehemming: UL94 V-0 (forsterket med flytende fosfor);
• Varmeledningsevne: ≥0,6 W/m·K (bidrag fra sfærisk alumina).

Nøkkelprosess:

• AHP og sfærisk alumina må blandes sammen og dispergeres under høy skjærkraft (≥2000 o/min);
• Tilsett 4–6 phr molekylsikttørkemiddel til del B for å forhindre fuktighetsopptak fra AHP.

4. Sammensatte tekniske punkter og alternative løsninger

1. Synergistiske mekanismer:

• AHP + MCA:AHP fremmer dehydrering og forkulling, mens MCA frigjør nitrogengass ved oppvarming, og danner et bikakelignende forkullingslag.
• ATH + Sinkborat:ATH absorberer varme (1967 J/g), og sinkborat danner et boratglasslag som dekker overflaten.

2. Alternative flammehemmere:

• Polyfosfazenderivater:Høy effektivitet og miljøvennlig, med utnyttelse av biproduktet HCl;
• Epoksy silikonharpiks (ESR):Når det kombineres med AHP, reduseres den total belastning (18 % for V-0) og de mekaniske egenskapene forbedres.

3. Prosessrisikokontroll:

• Sedimentasjon:Anti-settlingsmidler (f.eks. polyurea-modifiserte typer) kreves hvis viskositeten <10 000 cP;
• Herdingshemming:Unngå for mye alkaliske flammehemmere (f.eks. MCA) for å forhindre forstyrrelse av isocyanatreaksjoner.

5. Implementeringsanbefalinger

• Prioriter testing av formuleringen med høy flammehemming: belagt AHP + submikron ATH (gjennomsnittlig partikkelstørrelse 0,5 μm) ved AHP:ATH:MCA = 10:20:5 for innledende optimalisering.
• Viktige tester:
  → LOI (GB/T 2406.2) og UL94 vertikal brenning;
  → Bindingsstyrke etter termisk sykling (-30℃~100℃, 200 timer);
  → Flammehemmende utfelling etter akselerert aldring (60 ℃/7d).

Tabell for flammehemmende formulering