Reference Flame-Retardant Formulation para sa Thermosetting Acrylic Adhesive
Aron makab-ot ang UL94 V0 flame-retardant nga mga kinahanglanon alang sa thermosetting acrylic adhesives, nga gikonsiderar ang mga kinaiya sa naglungtad nga flame retardant ug ang mga detalye sa mga sistema sa thermosetting, ang mosunud nga na-optimize nga pormulasyon ug yawe nga pagtuki gisugyot:
I. Mga Prinsipyo sa Disenyo sa Pagporma ug Mga Kinahanglanon sa Sistema sa Thermosetting
- Kinahanglan nga motakdo sa temperatura sa pag-ayo (kasagaran 120–180°C)
- Ang mga flame retardant kinahanglan nga makasugakod sa pagproseso sa taas nga temperatura (likayan ang pagkadunot nga kapakyasan)
- Siguruha ang kalig-on sa pagkatibulaag sa taas nga crosslink-density nga mga sistema
- Balanse ang kalig-on sa mekanikal nga post-cure ug kaepektibo sa pagpahunong sa siga
II. Synergistic Flame-Retardant System Design
Flame Retardant Function ug Thermoset Compatibility
| Flame Retardant | Panguna nga Papel | Pagkaangay sa Thermoset | Girekomenda nga Pag-load |
|---|---|---|---|
| Labing maayo nga ATH | Panguna nga FR: Endothermic dehydration, gas-phase dilution | Nagkinahanglan og pagbag-o sa nawong (anti-agglomeration) | ≤35% (sobra nga loading makapamenos sa crosslinking) |
| Aluminum hypophosphite | Synergist: Char catalyst, radical scavenger (PO·) | Decomp. temp. >300°C, angay alang sa pag-ayo | 8–12% |
| Zinc borate | Char enhancer: Nagporma og glassy barrier, makapamenos sa aso | Nag-synergize sa ATH (Al-BO char) | 5–8% |
| MCA (Melamine cyanurate) | Gas-phase FR: Nagpagawas sa NH₃, nagpugong sa pagkasunog | Decomp. temp. 250–300°C (temperatura sa pag-ayo <250°C) | 3–5% |
III. Girekomenda nga Pagporma (Timbang %)
Mga Giya sa Pagproseso sa Component
| Component | Ratio | Panguna nga mga Nota sa Pagproseso |
|---|---|---|
| Ang thermoset nga acrylic resin | 45–50% | Ubos nga viscosity type (pananglitan, epoxy acrylate) para sa taas nga pagkarga sa filler |
| ATH nga giusab sa nawong (D50 <5µm) | 25–30% | Pre-treated sa KH-550 silane |
| Aluminum hypophosphite | 10–12% | Pre-mixed sa ATH, gidugang sa mga batch |
| Zinc borate | 6–8% | Gidugang sa MCA; paglikay sa high-shear degradation |
| MCA | 4–5% | Late-stage nga low-speed nga pagsagol (<250°C) |
| Dispersant (BYK-2152 + PE wax) | 1.5–2% | Gisiguro ang uniporme nga pagkatag sa tagapuno |
| ahente sa pagdugtong (KH-550) | 1% | Pre-treated sa ATH/hypophosphite |
| Curing agent (BPO) | 1–2% | Low-temp activator alang sa paspas nga pag-ayo |
| Anti-settling agent (Aerosil R202) | 0.5% | Thixotropic anti-sedimentation |
IV. Mga Pagkontrol sa Kritikal nga Proseso
1. Proseso sa Pagsabwag
- Pre-treatment: ATH & hypophosphite nga gituslob sa 5% KH-550/ethanol solution (2h, 80°C drying)
- Pagsagol nga han-ay:
- Resin + dispersant → Low-speed mixing → Add modified ATH/hypophosphite → High-speed dispersion (2500 rpm, 20 min) → Add zinc borate/MCA → Low-speed mixing (likayan ang pagkadaot sa MCA)
- Kagamitan: Planetary mixer (vacuum degassing) o three-roll mill (para sa mga ultrafine powder)
2. Pag-ayo sa Optimization
- Lakang sa pag-ayo: 80°C/1h (pre-gel) → 140°C/2h (post-cure, likayan ang pagkadunot sa MCA)
- Pagkontrol sa presyur: 0.5-1 MPa aron mapugngan ang paghusay sa filler
3. Synergistic nga mga Mekanismo
- ATH + Hypophosphite: Nagporma sa AlPO₄-reinforced char samtang nag-scavenging radicals (PO·)
- Zinc borate + MCA: Gas-solid dual barrier (NH₃ dilution + molten glassy layer)
V. Mga Estratehiya sa Pag-tune sa Pagganap
Kasagarang Isyu ug Solusyon
| Isyu | Root Hinungdan | Solusyon |
|---|---|---|
| Nagtulo nga ignition | Ubos nga pagkatunaw sa viscosity | Dugangi ang MCA ngadto sa 5% + hypophosphite ngadto sa 12%, o idugang ang 0.5% PTFE micropowder |
| Pagkabuak pagkahuman sa pagtambal | Sobra nga pagkarga sa ATH | Bawasan ang ATH ngadto sa 25% + 5% nano-CaCO₃ (pagpagahi) |
| Pagtipig sedimentation | Dili maayo nga thixotropy | Dugangi ang silica ngadto sa 0.8% o ibalhin ngadto sa BYK-410 |
| LOI <28% | Dili igo nga gas-phase FR | Idugang ang 2% nga adunay sapaw nga pula nga phosphorus o 1% nano-BN |
VI. Mga Sukatan sa Pagpamatuod
- UL94 V0: 3.2 mm nga mga sample, kinatibuk-ang oras sa siga <50 s (walay gapas ignition)
- LOI ≥30% (safety margin)
- TGA residue >25% (800°C, N₂)
- Balanse sa mekanikal: Kusog sa tensile> 8 MPa, kusog sa paggunting> 6 MPa
Key Takeaways
- Nakab-ot ang rating sa V0 samtang gipadayon ang mekanikal nga integridad.
- Ang gagmay nga mga pagsulay (50g) girekomenda sa wala pa ang pag-scale.
- Para sa mas taas nga performance: 2–3% DOPO derivatives (eg, phosphaphenanthrene) mahimong idugang.
Kini nga pormulasyon nagsiguro sa pagsunod sa higpit nga mga sumbanan nga nagpugong sa siga samtang gi-optimize ang pagka-proseso ug pasundayag sa katapusan nga paggamit.
Oras sa pag-post: Hul-01-2025
