Rujukan Formulasi Flame-Retardant kanggo Thermosetting Acrylic Adhesive
Kanggo nyukupi syarat tahan api UL94 V0 kanggo adhesive akrilik termoset, nimbang karakteristik tahan api sing ana lan spesifik sistem thermosetting, formulasi sing dioptimalake lan analisis kunci diusulake:
I. Prinsip Desain Formulasi & Persyaratan Sistem Termoset
- Kudu cocog karo suhu perawatan (biasane 120-180 ° C)
- Flame retardants kudu tahan pangolahan suhu dhuwur (supaya gagal dekomposisi)
- Mesthekake stabilitas sawur ing sistem crosslink-kapadhetan dhuwur
- Ngimbangi kekuatan mekanik post-cure lan efisiensi retardasi nyala
II. Desain Sistem Flame-Retardant Sinergis
Fungsi Flame Retardant & Kompatibilitas Termoset
| Flame Retardant | Peran Utama | Kompatibilitas Thermoset | Dianjurake Loading |
|---|---|---|---|
| ATH sing apik banget | FR utama: dehidrasi endotermik, pengenceran fase gas | Mbutuhake modifikasi permukaan (anti-aglomerasi) | ≤35% (pemuatan kakehan nyuda crosslinking) |
| Aluminium hypophosphite | Sinergis: Katalis Char, pemulung radikal (PO·) | Dekomp. suhu > 300 ° C, cocok kanggo curing | 8–12% |
| Seng borat | Char enhancer: Mbentuk alangi kaca, nyuda kumelun | Sinergi karo ATH (Al-BO char) | 5–8% |
| MCA (Melamine cyanurate) | FR fase gas: Ngeculake NH₃, nyegah pembakaran | Dekomp. suhu 250–300°C (suhu pengawetan <250°C) | 3–5% |
III. Formulasi sing Disaranake (Bobot %)
Pedoman Pangolahan Komponen
| Komponen | rasio | Cathetan Pangolahan Kunci |
|---|---|---|
| Thermoset resin akrilik | 45–50% | Jinis viskositas rendah (contone, akrilat epoksi) kanggo muatan ngisi dhuwur |
| ATH sing diowahi lumahing (D50 <5µm) | 25–30% | Pre-treat karo silane KH-550 |
| Aluminium hypophosphite | 10–12% | Pre-mixed karo ATH, ditambahake ing batch |
| Seng borat | 6–8% | Ditambahake karo MCA; nyegah degradasi geser dhuwur |
| MCA | 4–5% | Campuran kecepatan rendah tahap pungkasan (<250°C) |
| Dispersant (BYK-2152 + PE lilin) | 1,5–2% | Njamin panyebaran pengisi seragam |
| Agen kopling (KH-550) | 1% | Pre-treated ing ATH / hypophosphite |
| Agen pengawet (BPO) | 1–2% | Aktivator suhu rendah kanggo perawatan cepet |
| Agen anti settling (Aerosil R202) | 0,5% | Thixotropic anti-sedimentation |
IV. Kontrol Proses Kritis
1. Proses dispersi
- Pra-perawatan: ATH & hypophosphite direndhem ing 5% larutan KH-550/etanol (2h, 80°C pangatusan)
- Urutan campuran:
- Resin + dispersant → Pencampuran kecepatan rendah → Tambah ATH/hypophosphite sing dimodifikasi → Dispersi kecepatan tinggi (2500 rpm, 20 menit) → Tambah seng borat/MCA → Campuran kecepatan rendah (supaya degradasi MCA)
- Peralatan: Mixer planet (degassing vakum) utawa pabrik telung gulungan (kanggo bubuk ultrafine)
2. Ngobati Optimization
- Langkah curing: 80°C/1h (pra-gel) → 140°C/2h (pasca-cure, nyegah dekomposisi MCA)
- Kontrol tekanan: 0,5-1 MPa kanggo nyegah pengisi
3. Mekanisme Sinergis
- ATH + Hypophosphite: Mbentuk arang sing diperkuat AlPO₄ nalika ngilangi radikal (PO·)
- Seng borat + MCA: Penghalang ganda gas-padat (pengenceran NH₃ + lapisan kaca cair)
V. Performance Tuning Sastranegara
Masalah Umum & Solusi
| Jeksa Agung bisa ngetokake | Root sabab | Solusi |
|---|---|---|
| Ignition dripping | Viskositas leleh rendah | Tambah MCA dadi 5% + hypophosphite dadi 12%, utawa tambahake micropowder 0,5% PTFE |
| Brittleness sawise nambani | Loading ATH sing berlebihan | Ngurangi ATH dadi 25% + 5% nano-CaCO₃ (kaku) |
| Sedimentasi panyimpenan | Thixotropy sing ala | Tambah silika kanggo 0,8% utawa ngalih menyang BYK-410 |
| LOI <28% | FR fase gas ora cukup | Tambah 2% dilapisi fosfor abang utawa 1% nano-BN |
VI. Metrik Validasi
- UL94 V0: sampel 3,2 mm, total wektu nyala <50 s (tanpa nyala katun)
- LOI ≥30% (margin safety)
- Sisa TGA >25% (800°C, N₂)
- Neraca mekanik: Kekuatan tarik >8 MPa, kekuatan geser >6 MPa
Takeaways Key
- Entuk rating V0 nalika njaga integritas mekanik.
- Uji coba skala cilik (50g) dianjurake sadurunge skala.
- Kanggo kinerja sing luwih dhuwur: 2-3% turunan DOPO (contone, phosphaphenanthrene) bisa ditambahake.
Formulasi iki njamin selaras karo standar tahan api sing ketat nalika ngoptimalake kemampuan proses lan kinerja panggunaan pungkasan.
Wektu kirim: Jul-01-2025
