Polyuretan AB-limpulver flamskyddsmedel

Polyuretan AB-limpulver flamskyddsmedel
Baserat på efterfrågan på halogenfria flamskyddsformuleringar för polyuretan AB-lim, i kombination med egenskaperna och de synergistiska effekterna av flamskyddsmedel som aluminiumhypofosfit (AHP), aluminiumhydroxid (ATH), zinkborat och melamincyanurat (MCA), utformas följande tre blandningsscheman. Dessa formuleringar är klorfria och fokuserar på att optimera flamskyddsmedlens effektivitet, kompatibilitet med fysisk prestanda och processgenomförbarhet:

1. Hög flamskyddande formulering (för elektronisk ingjutning, batteriinkapsling, mål UL94 V-0)

Kärnans flamskyddsmedelskombination:

• Aluminiumhypofosfit (AHP): 8–12 phr (vattenburen polyuretanbelagd typ rekommenderas för att hantera nederbördsproblem)
• Aluminiumhydroxid (ATH): 20–25 phr (submikronkvalitet, 0,2–1,0 μm, för att förbättra syreindex och kolets kompakthet)
• MCA: 5–8 phr (gasfasmekanism, synergistisk med AHP i kondenserad fas)
• Zinkborat: 3–5 phr (främjar bildning av keramisk förkolning och hämmar pyrning)

Förväntad prestanda:

• Syreindex (LOI): ≥32 % (ren PU ≈22 %);
• UL94-klassning: V-0 (1,6 mm tjocklek);
• Värmeledningsförmåga: 0,45–0,55 W/m·K (bidrag från ATH och zinkborat);
• Viskositetskontroll: 25 000–30 000 cP (ytbehandling krävs för att förhindra sedimentation).

Nyckelprocess:

• AHP måste fördispergeras i polyolkomponenten (del A) för att undvika för tidig reaktion med isocyanat (del B);
• ATH bör modifieras med ett silankopplingsmedel (t.ex. KH-550) för att förbättra gränsytbindningen.

2. Lågkostnadsgenerell formulering (För konstruktionstätning, möbellimning, mål UL94 V-1)

Kärnans flamskyddsmedelskombination:

• Aluminiumhydroxid (ATH): 30–40 phr (kostnadseffektivt flamskyddsmedel av fyllnadstyp i standardmikronkvalitet);
• Ammoniumpolyfosfat (APP): 10–15 phr (kombinerat med MCA för ett svällande system, som ersätter halogenerade ämnen);
• MCA: 5–7 phr (förhållande till APP 1:2–1:3, främjar skumbildning och syreisolering);
• Zinkborat: 5 phr (rökdämpning, hjälpbildning av förkolning).

Förväntad prestanda:

• LOI: ≥28 %;
• UL94-klassning: V-1;
• Kostnadsminskning: ~30 % (jämfört med formulering med hög flamskyddsförmåga);
• Draghållfasthetsbibehållning: ≥80 % (APP kräver inkapsling för att förhindra hydrolys).

Nyckelprocess:

• APP måste mikroinkapslas (t.ex. med melamin-formaldehydharts) för att undvika fuktabsorption och bubbelbildning;
• Tillsätt 1-2 phr hydrofob pyrogen kiseldioxid (t.ex. Aerosil R202) för att förhindra sedimentation.

3. Lågviskös, lättbearbetad formulering (för precisionsbindning av elektronik, kräver hög flytförmåga)

Kärnans flamskyddsmedelskombination:

• Aluminiumhypofosfit (AHP): 5–8 phr (nanostorlek, D50 ≤1 μm);
• Flytande organiskt fosforflamskyddsmedel (BDP-alternativ): 8–10 phr (t.ex. halogenfria fosforbaserade DMMP-derivat, med bibehållen viskositet);
• Aluminiumhydroxid (ATH): 15 phr (sfärisk aluminiumoxidkomposit, balanserande värmeledningsförmåga);
• MCA: 3–5 phr.

Förväntad prestanda:

• Viskositetsområde: 10 000–15 000 cP (nära flytande flamskyddssystem);
• Flamskydd: UL94 V-0 (förstärkt med flytande fosfor);
• Värmeledningsförmåga: ≥0,6 W/m·K (bidrag från sfärisk aluminiumoxid).

Nyckelprocess:

• AHP och sfärisk aluminiumoxid måste blandas tillsammans och dispergeras under hög skjuvning (≥2000 rpm);
• Tillsätt 4-6 phr molekylsikttorkmedel till del B för att förhindra att AHP absorberar fukt.

4. Sammanfogning av tekniska punkter och alternativa lösningar

1. Synergistiska mekanismer:

• AHP + MCA:AHP främjar uttorkning och förkolning, medan MCA frigör kvävgas vid uppvärmning och bildar ett bikakeliknande förkolningslager.
• ATH + Zinkborat:ATH absorberar värme (1967 J/g), och zinkborat bildar ett boratglaslager som täcker ytan.

2. Alternativa flamskyddsmedel:

• Polyfosfazenderivat:Högeffektiv och miljövänlig, med utnyttjande av biprodukten HCl;
• Epoxisilikonharts (ESR):I kombination med AHP minskar det den totala belastningen (18 % för V-0) och förbättrar de mekaniska egenskaperna.

3. Processriskkontroll:

• Sedimentering:Anti-sedimenteringsmedel (t.ex. polyurea-modifierade typer) krävs om viskositeten <10 000 cP;
• Härdningsinhibering:Undvik överdriven användning av alkaliska flamskyddsmedel (t.ex. MCA) för att förhindra att isocyanatreaktioner störs.

5. Implementeringsrekommendationer

• Prioritera testning av den högflamskyddande formuleringen: belagd AHP + submikron ATH (genomsnittlig partikelstorlek 0,5 μm) vid AHP:ATH:MCA = 10:20:5 för initial optimering.
• Viktiga tester:
  → Vertikal bränning enligt LOI (GB/T 2406.2) och UL94;
  → Bindningsstyrka efter termisk cykling (-30℃~100℃, 200 timmar);
  → Flamskyddsmedelsutfällning efter accelererad åldring (60 ℃/7d).

Tabell för flamskyddsmedelsformulering