Referanseformulering for flammehemmende lim for termoherdende akryllim
For å oppfylle UL94 V0-kravene til flammehemmende midler for termoherdende akryllim, med tanke på egenskapene til eksisterende flammehemmere og spesifikasjonene til termoherdende systemer, foreslås følgende optimaliserte formulering og nøkkelanalyse:
I. Prinsipper for formuleringsdesign og krav til termoherdende system
- Må samsvare med herdetemperaturen (vanligvis 120–180 °C)
- Flammehemmere må tåle høytemperaturbehandling (unngå nedbrytningsfeil)
- Sikre dispersjonsstabilitet i systemer med høy tverrbindingstetthet
- Balanse mellom mekanisk styrke etter herding og flammehemmende effektivitet
II. Synergistisk flammehemmende systemdesign
Flammehemmende funksjoner og herdeplastkompatibilitet
| Flammehemmende | Hovedrolle | Kompatibilitet med termohærdende materialer | Anbefalt lasting |
|---|---|---|---|
| Ultrafin ATH | Hoved FR: Endotermisk dehydrering, gassfasefortynning | Krever overflatemodifisering (anti-agglomerering) | ≤35 % (overdreven belastning reduserer tverrbinding) |
| Aluminiumhypofosfitt | Synergist: Kullkatalysator, radikalfjerner (PO·) | Dekomp. temperatur >300 °C, egnet for herding | 8–12 % |
| Sinkborat | Forkullingsforsterker: Danner glassaktig barriere, reduserer røyk | Synergiserer med ATH (Al-B O3-kull) | 5–8 % |
| MCA (melamincyanurat) | Gassfase FR: Frigjør NH₃, hemmer forbrenning | Dekomp. temperatur 250–300 °C (herdetemperatur <250 °C) | 3–5 % |
III. Anbefalt formulering (vekt%)
Retningslinjer for komponentbehandling
| Komponent | Forhold | Viktige behandlingsnotater |
|---|---|---|
| Termohærdende akrylharpiks | 45–50 % | Lavviskøs type (f.eks. epoksyakrylat) for høy fyllstoffmengde |
| Overflatemodifisert ATH (D50 <5µm) | 25–30 % | Forbehandlet med KH-550 silan |
| Aluminiumhypofosfitt | 10–12 % | Forblandet med ATH, tilsatt i omganger |
| Sinkborat | 6–8 % | Tilsatt MCA; unngå nedbrytning ved høy skjærkraft |
| MCA | 4–5 % | Lavhastighetsblanding i sent stadium (<250 °C) |
| Dispergeringsmiddel (BYK-2152 + PE voks) | 1,5–2 % | Sikrer jevn spredning av fyllstoff |
| Koblingsmiddel (KH-550) | 1% | Forbehandlet med ATH/hypofosfitt |
| Herdemiddel (BPO) | 1–2 % | Lavtemperaturaktivator for rask herding |
| Anti-settlingsmiddel (Aerosil R202) | 0,5 % | Tiksotropisk anti-sedimentering |
IV. Kritiske prosesskontroller
1. Dispersjonsprosess
- Forbehandling: ATH og hypofosfitt bløtlagt i 5 % KH-550/etanolløsning (2 timer, 80 °C tørking)
- Blandesekvens:
- Harpiks + dispergeringsmiddel → Lavhastighetsblanding → Tilsett modifisert ATH/hypofosfitt → Høyhastighetsdispersjon (2500 o/min, 20 min) → Tilsett sinkborat/MCA → Lavhastighetsblanding (unngå MCA-nedbrytning)
- Utstyr: Planetblander (vakuumavgassing) eller trevalsemølle (for ultrafine pulver)
2. Herdingsoptimalisering
- Trinnvis herding: 80 °C/1 t (før gel) → 140 °C/2 t (etterherding, unngå MCA-nedbrytning)
- Trykkregulering: 0,5–1 MPa for å forhindre at fyllstoff setter seg
3. Synergistiske mekanismer
- ATH + Hypoposfitt: Danner AlPO₄-forsterket forkullet materiale samtidig som det fanger opp radikaler (PO·)
- Sinkborat + MCA: Gass-faststoff dobbel barriere (NH₃-fortynning + smeltet glassaktig lag)
V. Strategier for ytelsesjustering
Vanlige problemer og løsninger
| Utgave | Rotårsak | Løsning |
|---|---|---|
| Dryppende tenning | Lav smelteviskositet | Øk MCA til 5 % + hypofosfitt til 12 %, eller tilsett 0,5 % PTFE-mikropulver |
| Sprøhet etter herding | Overdreven ATH-belastning | Reduser ATH til 25 % + 5 % nano-CaCO₃ (herding) |
| Lagringssedimentasjon | Dårlig tiksotropi | Øk silika til 0,8 % eller bytt til BYK-410 |
| Avtaleinntekt <28 % | Utilstrekkelig gassfase-FR | Tilsett 2 % belagt rødt fosfor eller 1 % nano-BN |
VI. Valideringsmålinger
- UL94 V0: 3,2 mm prøver, total flammetid <50 s (ingen bomullstenning)
- LOI ≥30 % (sikkerhetsmargin)
- TGA-rest >25 % (800°C, N2)
- Mekanisk balanse: Strekkfasthet >8 MPa, skjærfasthet >6 MPa
Viktige konklusjoner
- Oppnår V0-vurdering samtidig som den mekaniske integriteten opprettholdes.
- Småskalaforsøk (50 g) anbefales før skalering.
- For høyere ytelse: 2–3 % DOPO-derivater (f.eks. fosfafenantren) kan tilsettes.
Denne formuleringen sikrer samsvar med strenge flammehemmende standarder, samtidig som den optimaliserer prosesserbarhet og sluttbruksytelse.
Publisert: 01.07.2025