กระบวนการละลายและกระจายตัวของสารหน่วงการติดไฟแบบแข็งในระบบกาวโพลียูรีเทน AB

กระบวนการละลายและกระจายตัวของสารหน่วงการติดไฟแบบแข็งในระบบกาวโพลียูรีเทน AB

สำหรับการละลาย/กระจายตัวของสารหน่วงไฟชนิดแข็ง เช่น อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP) อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH) ซิงค์โบเรต และเมลามีนไซยานูเรต (MCA) ในระบบกาวโพลียูรีเทน AB ขั้นตอนสำคัญประกอบด้วยการปรับสภาพเบื้องต้น การกระจายตัวแบบเป็นขั้นตอน และการควบคุมความชื้นอย่างเข้มงวด ด้านล่างนี้คือขั้นตอนโดยละเอียด (สำหรับสูตรสารหน่วงไฟสูง สามารถปรับเปลี่ยนสูตรอื่นๆ ได้)

I. หลักการสำคัญ

1. “การละลาย” โดยพื้นฐานแล้วคือการกระจายตัว: สารหน่วงไฟที่เป็นของแข็งจะต้องกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในโพลีออล (ส่วนประกอบ A) เพื่อสร้างสารแขวนลอยที่เสถียร
2. การบำบัดล่วงหน้าของสารหน่วงไฟ: แก้ไขปัญหาการดูดซับความชื้น การรวมตัว และปฏิกิริยากับไอโซไซยาเนต
3. การบวกแบบขั้นตอน: เติมวัสดุตามลำดับความหนาแน่นและขนาดอนุภาคเพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นสูงในบริเวณเฉพาะที่
4. การควบคุมความชื้นอย่างเข้มงวด: น้ำจะกินไอโซไซยาเนต (-NCO) ในส่วนประกอบ B ส่งผลให้การบ่มไม่ดี

II. ขั้นตอนการปฏิบัติงานโดยละเอียด (อ้างอิงจากโพลีออล 100 ส่วนในส่วนประกอบ A)

ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมสารหน่วงไฟล่วงหน้า (24 ชั่วโมง)

• อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP, 10 ส่วน):
  • การเคลือบผิวด้วยสารจับคู่ไซเลน (KH-550) หรือสารจับคู่ไททาเนต (NDZ-201):
    • ผสมสารจับคู่ 0.5 ส่วน + เอทานอลปราศจากน้ำ 2 ส่วน คนเป็นเวลา 10 นาทีเพื่อการไฮโดรไลซิส
    • เติมผง AHP และคนด้วยความเร็วสูง (1,000 รอบต่อนาที) เป็นเวลา 20 นาที
    • อบให้แห้งในเตาอบที่อุณหภูมิ 80°C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จากนั้นเก็บให้ปิดสนิท
• อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH, 25 ส่วน):
  • ใช้ ATH ขนาดต่ำกว่าไมครอนที่ดัดแปลงด้วยไซเลน (เช่น Wandu WD-WF-20) หากไม่ได้ดัดแปลง ให้ปฏิบัติเช่นเดียวกับ AHP
• MCA (6 ส่วน) และ ซิงค์โบเรต (4 ส่วน):
  • อบแห้งที่อุณหภูมิ 60°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง เพื่อขจัดความชื้น จากนั้นร่อนผ่านตะแกรงขนาด 300 เมช

ขั้นตอนที่ 2: กระบวนการกระจายส่วนประกอบ A (ด้านโพลีออล)

1. การผสมฐาน:
   • เติมโพลีออล 100 ส่วน (เช่น โพลีเอเธอร์โพลีออล PPG) ลงในภาชนะแห้ง
   • เติมสารปรับระดับโพลีซิโลเซนที่ปรับเปลี่ยนด้วยโพลีเอเธอร์ 0.3 ส่วน (เช่น BYK-333)
2. การกระจายล่วงหน้าความเร็วต่ำ:
   • เติมสารหน่วงการติดไฟตามลำดับ : ATH (25 ส่วน) → AHP (10 ส่วน) → ซิงค์โบเรต (4 ส่วน) → MCA (6 ส่วน)
   • คนด้วยความเร็ว 300-500 รอบต่อนาที เป็นเวลา 10 นาที จนกระทั่งไม่มีผงแห้งเหลืออยู่
3. การกระจายแรงเฉือนสูง:
   • เปลี่ยนไปใช้เครื่องกระจายความเร็วสูง (≥1500 รอบต่อนาที) เป็นเวลา 30 นาที
   • ควบคุมอุณหภูมิ ≤50°C (เพื่อป้องกันการออกซิเดชันของโพลีออล)
4. การบดและการปรับปรุง (สำคัญ!):
   • ผ่านเครื่องบดแบบ 3 ลูกกลิ้งหรือเครื่องบดทรายแบบตะกร้า 2-3 ครั้ง จนกระทั่งได้ความละเอียด ≤30μm (ทดสอบโดยใช้เกจวัด Hegman)
5. การปรับความหนืดและการลดฟอง:
   • เติมซิลิกาฟูมไฮโดรโฟบิก (Aerosil R202) 0.5 ส่วนเพื่อป้องกันการตกตะกอน
   • เติมสารซิลิโคนลดฟอง 0.2 ส่วน (เช่น Tego Airex 900)
   • คนด้วยความเร็ว 200 รอบต่อนาที เป็นเวลา 15 นาที เพื่อไล่แก๊สออก

ขั้นตอนที่ 3: การบำบัดด้วยส่วนประกอบ B (ด้านไอโซไซยาเนต)

• เติมตะแกรงโมเลกุล 4-6 ส่วน (เช่น Zeochem 3A) ลงในส่วนประกอบ B (เช่น พรีโพลีเมอร์ MDI) เพื่อดูดซับความชื้น
• หากใช้สารหน่วงไฟฟอสฟอรัสเหลว (แบบมีความหนืดต่ำ) ให้ผสมลงในส่วนประกอบ B โดยตรงและคนเป็นเวลา 10 นาที

ขั้นตอนที่ 4: การผสมและการบ่มส่วนประกอบ AB

• อัตราส่วนผสม: ปฏิบัติตามการออกแบบกาว AB ดั้งเดิม (เช่น A:B = 100:50)
• กระบวนการผสม:
  • ใช้เครื่องผสมแบบดาวเคราะห์สองส่วนประกอบหรือหลอดผสมแบบคงที่
  • ผสมให้เข้ากันเป็นเวลา 2-3 นาที (ไม่เกิดเส้น)
• สภาวะการบ่ม:
  • ระยะเวลาการบ่มที่อุณหภูมิห้อง: 24 ชั่วโมง (ขยายเวลาได้อีก 30% เนื่องจากการดูดซับความร้อนที่หน่วงการติดไฟ)
  • การบ่มแบบเร่ง: 60°C/2 ชั่วโมง (ตรวจสอบเพื่อผลลัพธ์ที่ปราศจากฟองอากาศ)

III. จุดควบคุมกระบวนการหลัก

IV. วิธีการกระจายแบบทางเลือก (โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์บด)

1. การเตรียมการก่อนการบดลูกบอล:
   • ผสมสารหน่วงการติดไฟและโพลีออลในอัตราส่วน 1:1 บดด้วยลูกบอลเป็นเวลา 4 ชั่วโมง (ลูกบอลเซอร์โคเนีย ขนาด 2 มม.)
2. วิธีการมาสเตอร์แบตช์:
   • เตรียมมาสเตอร์แบตช์หน่วงการติดไฟ 50% (โพลีออลเป็นตัวพา) จากนั้นเจือจางก่อนใช้งาน
3. การกระจายอัลตราโซนิก:
   • ใช้คลื่นอัลตราโซนิก (20kHz, 500W, 10 นาที) กับสารละลายที่ผสมไว้ล่วงหน้า (เหมาะสำหรับการผลิตในปริมาณน้อย)

V. คำแนะนำในการดำเนินการ

1. การทดสอบในระดับเล็กก่อน: ทดสอบด้วยส่วนประกอบ A 100 กรัม โดยเน้นที่ความเสถียรของความหนืด (การเปลี่ยนแปลง 24 ชั่วโมง <10%) และความเร็วในการบ่ม
2. กฎลำดับการเติมสารหน่วงไฟ:
   • “หนักก่อน เบาทีหลัง ละเอียดก่อน หยาบทีหลัง” → ATH (หนัก) → AHP (ละเอียด) → ซิงค์โบเรต (ปานกลาง) → MCA (เบา/หยาบ)
3. การแก้ไขปัญหาฉุกเฉิน:
   • เพิ่มความหนืดอย่างกะทันหัน: เติมโพรพิลีนไกลคอลเมทิลอีเทอร์อะซิเตท (PMA) 0.5% เพื่อเจือจาง
   • การบ่มที่ไม่ดี: เติม MDI ดัดแปลง 5% (เช่น Wanhua PM-200) ลงในส่วนประกอบ B