Technologie bezhalogenových zpomalovačů hoření a zpracování epoxidové pryskyřice
Zákazník hledá ekologický, bezhalogenový a beztěžký kovový zpomalovač hoření vhodný pro epoxidové pryskyřice s anhydridovým vytvrzovacím systémem, který vyžaduje shodu s UL94-V0. Tvrdidlo musí být vysokoteplotní epoxidové tvrdidlo s Tg nad 125 °C, vyžadující tepelné vytvrzování při 85–120 °C a pomalou reakci při pokojové teplotě. Níže je uvedeno podrobné složení dle požadavků zákazníka.
I. Systém zpomalující hoření
1. Základní systém zpomalující hoření: Synergie fosforu a dusíku
Tabulka informací o zpomalovačích hoření
| Zpomalovač hoření | Mechanismus | Doporučené zatížení | Poznámky |
|---|---|---|---|
| Fosfornan hlinitý | Zpomalení hoření v kondenzované fázi, tvoří vrstvu uhlíku z fosfátu hlinitého | 10–15 % | Primární zpomalovač hoření, teplota rozkladu >300 °C |
| Polyfosforečnan amonný (APP) | Intumescentní zpomalovač hoření, synergicky působí s fosfornanem hlinitým | 5–10 % | Vyžaduje se kyselinovzdorná APP |
| Melaminkyanurát (MCA) | Zdroj dusíku, zvyšuje synergii fosforu, potlačuje kouř | 3–5 % | Snižuje odkapávání |
2. Pomocné zpomalovače hoření a synergické látky
Tabulka informací o pomocných zpomalovačích hoření
| Zpomalovač hoření | Mechanismus | Doporučené zatížení | Poznámky |
|---|---|---|---|
| Boritan zinečnatý | Podporuje tvorbu uhlíku, potlačuje dosvit | 2–5 % | Nadměrné množství může zpomalit vytvrzování |
| Jemný hydroxid hlinitý | Endotermické chlazení, potlačení kouře | 5–8 % | Kontrolní zátěž (aby se zabránilo snížení Tg) |
3. Příklad složení (celkové množství: 20–30 %)
Základní složení (vzhledem k celkovému obsahu pryskyřice)
| Komponent | Obsah (vztahující se k pryskyřici) |
|---|---|
| Fosfornan hlinitý | 12 % |
| APLIKACE | 8% |
| MCA | 4% |
| Boritan zinečnatý | 3% |
| Hydroxid hlinitý | 5% |
| Celkové načítání | 32 % (nastavitelné na 25–30 %) |
II. Klíčové kroky zpracování
1. Míchání a disperze
A. Předběžná úprava:
- Fosfornan hlinitý, APP a MCA sušte při 80 °C po dobu 2 hodin (zabraňuje absorpci vlhkosti).
- Anorganická plniva (hydroxid hlinitý, boritan zinečnatý) ošetřete silanovým spojovacím činidlem (např. KH-550).
B. Postup míchání:
- Epoxidová pryskyřice + zpomalovače hoření (60 °C, míchat 1 hodinu)
- Přidejte anhydridové tvrdidlo (udržujte teplotu <80 °C)
- Vakuové odplynění (-0,095 MPa, 30 min)
2. Proces vytvrzování
Postupné vytvrzování (vyvažuje stabilitu zpomalovače hoření a vysokou teplotu spalování):
- 85 °C / 2 h (pomalé zahájení, snižuje bublinky)
- 120 °C / 2 h (zajišťuje úplnou anhydridovou reakci)
- 150 °C / 1 h (zvyšuje hustotu zesítění, Tg >125 °C)
3. Klíčové poznámky
- Kontrola viskozity: Pokud je viskozita příliš vysoká, přidejte 5 % reaktivního epoxidového ředidla (např. AGE).
- Zpomalené vytvrzování: Použijte anhydrid kyseliny methylhexahydroftalové (MeHHPA) nebo přidejte 0,2 % 2-ethyl-4-methylimidazolu (zpomaluje reakci při pokojové teplotě).
III. Ověření a úprava výkonu
1. Odolnost proti hoření:
- Test UL94 V0 (tloušťka 1,6 mm): Zajistěte dobu hoření <10 sekund, bez odkapávání.
- Pokud selže: Zvyšte hladinu fosfornanu hlinitého (+3 %) nebo APP (+2 %).
2. Tepelný výkon:
- DSC test pro Tg: Pokud Tg <125 °C, redukujte hydroxid hlinitý (snižuje Tg v důsledku endotermického efektu).
3. Mechanické vlastnosti:
- Pokud klesne pevnost v ohybu, přidejte 1–2 % nano-oxidu křemičitého pro vyztužení.
IV. Potenciální problémy a řešení
Tabulka problémů a řešení zpomalovačů hoření
| Problém | Příčina | Řešení |
|---|---|---|
| Neúplné vytvrzení | Absorpce vlhkosti nebo ovlivnění pH v důsledku zpomalovačů hoření | Předsušené plniva, použijte kyselinovzdorný APP |
| Špatný tok pryskyřice | Nadměrné množství plniva | Snižte obsah hydroxidu hlinitého na 3 % nebo přidejte ředidlo |
| Selhání UL94 | Nedostatečná synergie PN | Zvýšení obsahu MCA (na 6 %) nebo hypofosfanu hlinitého (na 15 %) |
V. Alternativní formulace (pokud je potřeba)
Nahraďte část APP deriváty DOPO (např. DOPO-HQ):
- 8 % DOPO-HQ + 10 % hypofosfanu hlinitého snižuje celkové zatížení (~18 %) při zachování výkonu.
Tato kombinace vyvažuje zpomalení hoření, bezpečnost pro životní prostředí a odolnost vůči vysokým teplotám. Před zahájením výroby v plném rozsahu se doporučují malé testy (500 g).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Čas zveřejnění: 25. července 2025
