กระบวนการละลายและการกระจายตัวของสารหน่วงไฟชนิดแข็งในระบบกาวโพลียูรีเทน AB

กระบวนการละลายและการกระจายตัวของสารหน่วงไฟชนิดแข็งในระบบกาวโพลียูรีเทน AB

สำหรับการละลาย/กระจายตัวของสารหน่วงไฟชนิดแข็ง เช่น อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP), อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH), ซิงค์โบเรต และเมลามีนไซยานูเรต (MCA) ในระบบกาวโพลียูรีเทน AB ขั้นตอนสำคัญประกอบด้วยการเตรียมพื้นผิว การกระจายตัวทีละขั้นตอน และการควบคุมความชื้นอย่างเข้มงวด ด้านล่างนี้คือขั้นตอนโดยละเอียด (สำหรับสูตรที่มีสารหน่วงไฟสูง สูตรอื่นๆ สามารถปรับเปลี่ยนได้ตามความเหมาะสม)

1. หลักการพื้นฐาน

1. “การละลาย” โดยพื้นฐานแล้วคือการกระจายตัว: สารหน่วงไฟที่เป็นของแข็งจะต้องกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในโพลีออล (ส่วนประกอบ A) เพื่อให้เกิดสารแขวนลอยที่เสถียร
2. การเตรียมพื้นผิวก่อนการใช้สารหน่วงไฟ: แก้ไขปัญหาเกี่ยวกับการดูดซับความชื้น การจับตัวเป็นก้อน และปฏิกิริยากับไอโซไซยาเนต
3. การเติมทีละขั้นตอน: เติมวัสดุตามลำดับความหนาแน่นและขนาดอนุภาค เพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นสูงเฉพาะจุด
4. การควบคุมความชื้นอย่างเข้มงวด: น้ำจะกัดกร่อนไอโซไซยาเนต (-NCO) ในส่วนประกอบ B ทำให้การบ่มไม่สมบูรณ์

II. ขั้นตอนการปฏิบัติงานโดยละเอียด (อ้างอิงจากโพลีออล 100 ส่วนในส่วนประกอบ A)

ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมพื้นผิวด้วยสารหน่วงไฟ (ล่วงหน้า 24 ชั่วโมง)

• อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP, 10 ส่วน):
  • การเคลือบผิวด้วยสารเชื่อมประสานซิเลน (KH-550) หรือสารเชื่อมประสานไททาเนต (NDZ-201):
    • ผสมสารเชื่อมประสาน 0.5 ส่วน กับเอทานอลปราศจากน้ำ 2 ส่วน คนให้เข้ากันประมาณ 10 นาที เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส
    • เติมผง AHP แล้วคนด้วยความเร็วสูง (1000 รอบต่อนาที) เป็นเวลา 20 นาที
    • อบแห้งในเตาอบที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง แล้วเก็บในภาชนะปิดสนิท
• อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH, 25 ส่วน):
  • ใช้ ATH ที่ดัดแปลงด้วยซิเลนขนาดเล็กกว่าไมครอน (เช่น Wandu WD-WF-20) หากไม่ได้ดัดแปลง ให้ใช้วิธีการเดียวกับ AHP
• MCA (6 ส่วน) และซิงค์โบเรต (4 ส่วน):
  • อบแห้งที่อุณหภูมิ 60°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมงเพื่อขจัดความชื้น จากนั้นร่อนผ่านตะแกรงขนาด 300 เมช

ขั้นตอนที่ 2: กระบวนการกระจายตัวของส่วนประกอบ A (ด้านโพลีออล)

1. การผสมฐาน:
   • เติมโพลีออล 100 ส่วน (เช่น โพลีอีเทอร์โพลีออล PPG) ลงในภาชนะแห้ง
   • เติมสารปรับระดับโพลีไซล็อกเซนที่ดัดแปลงด้วยโพลีอีเทอร์ 0.3 ส่วน (เช่น BYK-333)
2. การกระจายตัวล่วงหน้าความเร็วต่ำ:
   • เติมสารหน่วงไฟตามลำดับดังนี้: ATH (25 ส่วน) → AHP (10 ส่วน) → ซิงค์โบเรต (4 ส่วน) → MCA (6 ส่วน)
   • คนด้วยความเร็ว 300-500 รอบต่อนาที เป็นเวลา 10 นาที จนกว่าจะไม่มีผงแห้งเหลืออยู่
3. การกระจายตัวแบบแรงเฉือนสูง:
   • เปลี่ยนไปใช้เครื่องกระจายสารความเร็วสูง (≥1500 รอบต่อนาที) เป็นเวลา 30 นาที
   • ควบคุมอุณหภูมิให้ไม่เกิน 50°C (เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของโพลีออล)
4. การบดและการกลั่น (สำคัญมาก!)
   • นำไปผ่านเครื่องบดแบบสามลูกกลิ้งหรือเครื่องบดทรายแบบตะกร้า 2-3 ครั้ง จนกระทั่งได้ความละเอียด ≤30 ไมโครเมตร (ทดสอบโดยใช้เกจ Hegman)
5. การปรับความหนืดและการกำจัดฟอง:
   • เติมซิลิกาฟูมชนิดไม่ชอบน้ำ (Aerosil R202) จำนวน 0.5 ส่วน เพื่อป้องกันการตกตะกอน
   • เติมสารลดฟองซิลิโคน 0.2 ส่วน (เช่น Tego Airex 900)
   • คนด้วยความเร็ว 200 รอบต่อนาที เป็นเวลา 15 นาที เพื่อไล่แก๊สออก

ขั้นตอนที่ 3: การบำบัดส่วนประกอบ B (ด้านไอโซไซยาเนต)

• เติมสารดูดซับความชื้นชนิดโมเลกุลซีฟ (เช่น Zeochem 3A) 4-6 ส่วน ลงในส่วนประกอบ B (เช่น MDI prepolymer) เพื่อช่วยในการดูดซับความชื้น
• หากใช้สารหน่วงไฟฟอสฟอรัสเหลว (ชนิดความหนืดต่ำ) ให้ผสมลงในส่วนประกอบ B โดยตรง แล้วคนให้เข้ากันเป็นเวลา 10 นาที

ขั้นตอนที่ 4: การผสมและการบ่มส่วนประกอบ AB

• อัตราส่วนการผสม: ปฏิบัติตามสูตรกาว AB ดั้งเดิม (เช่น A:B = 100:50)
• ขั้นตอนการผสม:
  • ใช้เครื่องผสมแบบดาวเคราะห์สององค์ประกอบหรือท่อผสมแบบคงที่
  • ผสมประมาณ 2-3 นาทีจนเข้ากันดี (ไม่มีเส้นใย)
• สภาวะการบ่ม:
  • การอบแห้งที่อุณหภูมิห้อง: 24 ชั่วโมง (อาจนานขึ้น 30% เนื่องจากการดูดซับความร้อนของสารหน่วงไฟ)
  • การอบแห้งแบบเร่งด่วน: 60°C/2 ชั่วโมง (ตรวจสอบว่าไม่มีฟองอากาศ)

III. จุดควบคุมกระบวนการที่สำคัญ

IV. วิธีการกระจายตัวแบบอื่น (โดยไม่ต้องใช้เครื่องบด)

1. การเตรียมพื้นผิวก่อนการบดด้วยลูกบอล:
   • ผสมสารหน่วงไฟและโพลีออลในอัตราส่วน 1:1 แล้วบดด้วยเครื่องบดลูกบอลเป็นเวลา 4 ชั่วโมง (ใช้ลูกบอลเซอร์โคเนีย ขนาด 2 มม.)
2. วิธีมาสเตอร์แบทช์:
   • เตรียมมาสเตอร์แบทช์สารหน่วงไฟ 50% (โดยใช้โพลีออลเป็นตัวนำ) แล้วเจือจางก่อนใช้งาน
3. การกระจายตัวด้วยคลื่นอัลตราโซนิค:
   • ใช้คลื่นอัลตราโซนิค (20kHz, 500W, 10 นาที) กับสารละลายที่ผสมไว้ล่วงหน้า (เหมาะสำหรับชุดการผลิตขนาดเล็ก)

V. ข้อเสนอแนะในการนำไปปฏิบัติ

1. เริ่มจากการทดสอบในขนาดเล็กก่อน: ทดสอบด้วยส่วนประกอบ A ปริมาณ 100 กรัม โดยเน้นที่ความเสถียรของความหนืด (การเปลี่ยนแปลงใน 24 ชั่วโมง <10%) และความเร็วในการแข็งตัว
2. กฎลำดับการเติมสารหน่วงไฟ:
   • “เริ่มจากวัสดุหนักก่อน แล้วค่อยตามด้วยวัสดุเบา; เริ่มจากวัสดุละเอียดก่อน แล้วค่อยตามด้วยวัสดุหยาบ” → ATH (หนัก) → AHP (ละเอียด) → ซิงค์โบเรต (ปานกลาง) → MCA (เบา/หยาบ)
3. การแก้ไขปัญหาฉุกเฉิน:
   • หากความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน: ให้เติมโพรพิลีนไกลคอลเมทิลอีเทอร์อะซิเตท (PMA) 0.5% เพื่อเจือจาง
   • การแข็งตัวไม่ดี: เติม MDI ที่ปรับปรุงแล้ว 5% (เช่น Wanhua PM-200) ลงในส่วนประกอบ B