Polyurethane AB Adhesive Powder Flame Retardant Formulations

Polyurethane AB Adhesive Powder Flame Retardant Formulations
Base sa panginahanglan alang sa halogen-free flame retardant formulations alang sa polyurethane AB adhesives, inubanan sa mga kinaiya ug synergistic nga epekto sa flame retardants sama sa aluminum hypophosphite (AHP), aluminum hydroxide (ATH), zinc borate, ug melamine cyanurate (MCA), ang mosunod nga tulo ka compounding schemes gidisenyo. Kini nga mga pormulasyon walay chlorine ug nagpunting sa pag-optimize sa flame retardant efficiency, physical performance compatibility, ug process feasibility:

1. High Flame Retardancy Formulation (Alang sa electronic potting, battery encapsulation, target UL94 V-0)

Core Flame Retardant nga Kombinasyon:

• Aluminum hypophosphite (AHP): 8-12 phr (waterborne polyurethane-coated type girekomendar aron matubag ang mga isyu sa ulan)
• Aluminum hydroxide (ATH): 20-25 phr (grado sa submicron, 0.2-1.0 μm, aron mapausbaw ang indeks sa oxygen ug char compactness)
• MCA: 5-8 phr (gas-phase mechanism, synergistic sa AHP sa condensed phase)
• Zinc borate: 3-5 phr (nagpasiugda sa pagporma sa ceramic char ug nagpugong sa pag-aso)

Gipaabot nga Performance:

• Oxygen index (LOI): ≥32% (puro PU ≈22%);
• UL94 rating: V-0 (1.6 mm gibag-on);
• Thermal conductivity: 0.45-0.55 W/m·K (giamot sa ATH ug zinc borate);
• Pagkontrol sa viscosity: 25,000-30,000 cP (pagtambal sa nawong gikinahanglan aron malikayan ang sedimentation).

Pangunang Proseso:

• Ang AHP kinahanglan nga isabwag daan sa polyol component (Bahin A) aron malikayan ang ahat nga reaksyon sa isocyanate (Bahin B);
• Ang ATH kinahanglang usbon gamit ang silane coupling agent (eg, KH-550) aron mapalambo ang interfacial bonding.

2. Ubos nga Gasto nga Kinatibuk-ang Pormulasyon (Alang sa sealing sa pagtukod, pagbugkos sa muwebles, target nga UL94 V-1)

Core Flame Retardant nga Kombinasyon:

• Aluminum hydroxide (ATH): 30-40 phr (standard micron-grade, cost-effective, filler-type nga flame retardant);
• Ammonium polyphosphate (APP): 10-15 phr (uban sa MCA alang sa usa ka intumescent system, pag-ilis sa mga halogenated nga ahente);
• MCA: 5-7 phr (ratio sa APP 1:2~1:3, nagpasiugda sa foaming ug oxygen isolation);
• Zinc borate: 5 phr (pagpugong sa aso, auxiliary char formation).

Gipaabot nga Performance:

• LOI: ≥28%;
• UL94 nga grado: V-1;
• Pagkunhod sa gasto: ~ 30% (itandi sa high-flame-retardancy formulation);
• Pagpabilin sa kusog sa tensile: ≥80% (Ang APP nagkinahanglan og encapsulation aron mapugngan ang hydrolysis).

Pangunang Proseso:

• Ang APP kinahanglan nga microencapsulated (pananglitan, adunay melamine-formaldehyde resin) aron malikayan ang pagsuyop sa umog ug pagporma sa bula;
• Idugang ang 1-2 phr hydrophobic fumed silica (eg, Aerosil R202) para sa anti-settling.

3. Low-Viscosity Easy-Process Formulation (Alang sa tukma nga electronics bonding, nagkinahanglan ug taas nga flowability)

Core Flame Retardant nga Kombinasyon:

• Aluminum hypophosphite (AHP): 5-8 phr (nanosized, D50 ≤1 μm);
• Liquid organic phosphorus flame retardant (BDP alternative): 8-10 phr (eg, halogen-free phosphorus-based DMMP derivatives, pagmintinar sa viscosity);
• Aluminum hydroxide (ATH): 15 phr (spherical alumina composite, pagbalanse sa thermal conductivity);
• MCA: 3-5 phr.

Gipaabot nga Performance:

• Sakup sa viscosity: 10,000-15,000 cP (duol sa liquid flame retardant system);
• Ang pagpahinay sa siga: UL94 V-0 (gipauswag sa likido nga posporus);
• Thermal conductivity: ≥0.6 W/m·K (naamot sa spherical alumina).

Pangunang Proseso:

• Ang AHP ug spherical alumina kinahanglang isagol ug isabwag ubos sa taas nga paggunting (≥2000 rpm);
• Idugang ang 4-6 phr molecular sieve desiccant sa Bahin B aron mapugngan ang pagsuyop sa kaumog sa AHP.

4. Pagsagol sa Teknikal nga mga Punto ug Alternatibong Solusyon

1. Synergistic nga Mekanismo:

• AHP + MCA:Ang AHP nagpasiugda sa dehydration ug charring, samtang ang MCA nagpagawas sa nitrogen gas sa pagpainit, nga nahimong usa ka honeycomb-like char layer.
• ATH + Zinc borate:Ang ATH mosuhop sa kainit (1967 J/g), ug ang zinc borate moporma ug borate glass layer aron matabonan ang nawong.

2. Alternatibong Flame Retardant:

• Mga derivative nga polyphosphazene:High-efficiency ug eco-friendly, nga adunay byproduct nga paggamit sa HCl;
• Epoxy silicone resin (ESR):Kung gihiusa sa AHP, kini makapamenos sa kinatibuk-ang pagkarga (18% alang sa V-0) ug makapauswag sa mekanikal nga mga kabtangan.

3. Pagkontrol sa Risk sa Proseso:

• Sedimentation:Ang mga anti-settling agent (pananglitan, polyurea-modified type) gikinahanglan kung ang viscosity <10,000 cP;
• Pagpugong sa pagtambal:Likayi ang sobra nga alkaline flame retardant (eg, MCA) aron malikayan ang interference sa isocyanate reactions.

5. Mga Rekomendasyon sa Implementasyon

• Unaha ang pagsulay sa high-flame-retardancy nga pormulasyon: adunay sapaw nga AHP + submicron ATH (aberids nga gidak-on sa partikulo 0.5 μm) sa AHP:ATH:MCA = 10:20:5 para sa inisyal nga pag-optimize.
• Pangunang mga pagsulay:
  → LOI (GB/T 2406.2) ug UL94 bertikal nga pagsunog;
  → Ang kalig-on sa bond human sa thermal cycling (-30 ℃ ~ 100 ℃, 200 ka oras);
  → Flame retardant precipitation human sa paspas nga pagkatigulang (60 ℃/7d).

Lamesa sa Pagporma sa Flame Retardant