Referentie-vlamvertragende formule voor thermohardende acryllijm
Om te voldoen aan de UL94 V0 vlamvertragende eisen voor thermohardende acryllijmen, worden, rekening houdend met de eigenschappen van bestaande vlamvertragers en de specifieke kenmerken van thermohardende systemen, de volgende geoptimaliseerde formulering en sleutelanalyse voorgesteld:
I. Formuleringsontwerpprincipes en vereisten voor thermohardende systemen
- Moet overeenkomen met de uithardingstemperatuur (meestal 120–180°C)
- Vlamvertragers moeten bestand zijn tegen verwerking bij hoge temperaturen (ontledingsfouten voorkomen)
- Zorg voor dispersiestabiliteit in systemen met een hoge crosslinkdichtheid
- Evenwicht tussen mechanische sterkte na uitharding en vlamvertragende efficiëntie
II. Synergetisch vlamvertragend systeemontwerp
Vlamvertragende functies en thermohardende compatibiliteit
| Vlamvertragend | Primaire rol | Thermohardende compatibiliteit | Aanbevolen laden |
|---|---|---|---|
| Ultrafijne ATH | Hoofd FR: Endotherme dehydratie, gasfaseverdunning | Vereist oppervlaktemodificatie (anti-agglomeratie) | ≤35% (overmatige belasting vermindert crosslinking) |
| Aluminiumhypofosfiet | Synergist: Koolstofkatalysator, radicalenvanger (PO·) | Ontledingstemperatuur >300°C, geschikt voor uitharding | 8–12% |
| Zinkboraat | Verkoolingsversterker: vormt een glasachtige barrière, vermindert rook | Werkt synergetisch met ATH (Al-BO char) | 5–8% |
| MCA (Melaminecyanuraat) | Gasfase FR: Geeft NH₃ vrij, remt verbranding | Ontledingstemperatuur 250–300°C (uithardingstemperatuur <250°C) | 3–5% |
III. Aanbevolen formulering (gewicht%)
Richtlijnen voor componentverwerking
| Onderdeel | Verhouding | Belangrijke verwerkingsnotities |
|---|---|---|
| Thermohardende acrylhars | 45–50% | Laagviskeuze soort (bijv. epoxyacrylaat) voor hoge vulstofbelading |
| Oppervlaktegemodificeerde ATH (D50 <5µm) | 25–30% | Voorbehandeld met KH-550 silaan |
| Aluminiumhypofosfiet | 10–12% | Vooraf gemengd met ATH, in batches toegevoegd |
| Zinkboraat | 6–8% | Toegevoegd met MCA; vermijd hoge-schuifdegradatie |
| MCA | 4–5% | Mengen op lage snelheid in de late fase (<250°C) |
| Dispergeermiddel (BYK-2152 + PE-was) | 1,5–2% | Zorgt voor een gelijkmatige verdeling van de vulstof |
| Koppelingsmiddel (KH-550) | 1% | Voorbehandeld op ATH/hypofosfiet |
| Uithardingsmiddel (BPO) | 1–2% | Lagetemperatuuractivator voor snelle uitharding |
| Anti-bezinkmiddel (Aerosil R202) | 0,5% | Thixotrope antisedimentatie |
IV. Kritische procescontroles
1. Dispersieproces
- Voorbehandeling: ATH en hypofosfiet geweekt in 5% KH-550/ethanoloplossing (2 uur, 80°C drogen)
- Mengvolgorde:
- Hars + dispergeermiddel → Mengen op lage snelheid → Gemodificeerd ATH/hypofosfiet toevoegen → Dispergeren op hoge snelheid (2500 rpm, 20 min) → Zinkboraat/MCA toevoegen → Mengen op lage snelheid (voorkom MCA-degradatie)
- Apparatuur: Planetaire menger (vacuümontgassing) of driewalsmolen (voor ultrafijne poeders)
2. Optimalisatie van het uitharden
- Stapsgewijze uitharding: 80°C/1u (pre-gel) → 140°C/2u (na uitharding, vermijd MCA-ontleding)
- Drukregeling: 0,5–1 MPa om te voorkomen dat de vulstof bezinkt
3. Synergetische mechanismen
- ATH + Hypofosfiet: Vormt AlPO₄-versterkte koolstof terwijl het radicalen wegvangt (PO·)
- Zinkboraat + MCA: gas-vaste dubbele barrière (NH₃-verdunning + gesmolten glasachtige laag)
V. Strategieën voor prestatie-afstemming
Veelvoorkomende problemen en oplossingen
| Probleem | Grondoorzaak | Oplossing |
|---|---|---|
| Druppelende ontsteking | Lage smeltviscositeit | Verhoog MCA naar 5% + hypofosfiet naar 12%, of voeg 0,5% PTFE-micropoeder toe |
| Brosheid na uitharding | Overmatige ATH-belasting | Verminder ATH tot 25% + 5% nano-CaCO₃ (verharding) |
| Opslagsedimentatie | Slechte thixotropie | Verhoog het silicagehalte naar 0,8% of schakel over op BYK-410 |
| LOI <28% | Onvoldoende gasfase FR | Voeg 2% gecoate rode fosfor of 1% nano-BN toe |
VI. Validatiemetrieken
- UL94 V0: monsters van 3,2 mm, totale vlamtijd <50 s (geen katoenontsteking)
- LOI ≥30% (veiligheidsmarge)
- TGA-residu >25% (800°C, N₂)
- Mechanisch evenwicht: treksterkte > 8 MPa, schuifsterkte > 6 MPa
Belangrijkste punten
- Behaalt een V0-classificatie terwijl de mechanische integriteit behouden blijft.
- Het wordt aanbevolen om eerst kleinschalige proeven (50 g) uit te voeren voordat u opschaalt.
- Voor betere prestaties: 2–3% DOPO-derivaten (bijv. fosfafenantreen) kunnen worden toegevoegd.
Deze formule garandeert dat het product voldoet aan de strengste normen voor vlamvertraging en optimaliseert de verwerkbaarheid en de prestaties bij eindgebruik.
Plaatsingstijd: 1 juli 2025
