กาวโพลียูรีเทน AB สูตรหน่วงการติดไฟ

กาวโพลียูรีเทน AB สูตรหน่วงการติดไฟ
จากความต้องการสูตรสารหน่วงไฟปลอดฮาโลเจนสำหรับกาวโพลียูรีเทน AB ประกอบกับคุณสมบัติและฤทธิ์เสริมฤทธิ์ของสารหน่วงไฟ เช่น อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP) อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH) ซิงค์โบเรต และเมลามีนไซยานูเรต (MCA) จึงได้ออกแบบสูตรผสมสามสูตรดังต่อไปนี้ สูตรผสมเหล่านี้ปราศจากคลอรีนและมุ่งเน้นการเพิ่มประสิทธิภาพสารหน่วงไฟ ความเข้ากันได้ทางกายภาพ และความเป็นไปได้ของกระบวนการ:

1. สูตรหน่วงการติดไฟสูง (สำหรับการเติมสารอิเล็กทรอนิกส์ การหุ้มแบตเตอรี่ เป้าหมาย UL94 V-0)

ส่วนผสมสารหน่วงไฟหลัก:

• อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP): 8-12 phr (ชนิดเคลือบโพลียูรีเทนแบบละลายน้ำที่แนะนำสำหรับแก้ไขปัญหาการตกตะกอน)
• อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH): 20-25 phr (เกรดซับไมครอน 0.2-1.0 μm เพื่อเพิ่มดัชนีออกซิเจนและความแน่นของถ่าน)
• MCA: 5-8 phr (กลไกเฟสก๊าซ ทำงานร่วมกับ AHP ในเฟสควบแน่น)
• ซิงค์โบเรต: 3-5 phr (ส่งเสริมการก่อตัวของถ่านเซรามิกและยับยั้งการรมควัน)

ประสิทธิภาพที่คาดหวัง:

• ดัชนีออกซิเจน (LOI): ≥32% (PU บริสุทธิ์ ≈22%);
• ระดับ UL94: V-0 (ความหนา 1.6 มม.);
• ค่าการนำความร้อน: 0.45-0.55 W/m·K (มีส่วนสนับสนุนโดย ATH และสังกะสีโบเรต)
• การควบคุมความหนืด: 25,000-30,000 cP (ต้องมีการบำบัดพื้นผิวเพื่อป้องกันการตกตะกอน)

กระบวนการสำคัญ:

• AHP จะต้องกระจายตัวล่วงหน้าในส่วนประกอบโพลีออล (ส่วน A) เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาก่อนเวลาอันควรกับไอโซไซยาเนต (ส่วน B)
• ควรปรับเปลี่ยน ATH ด้วยตัวแทนการจับคู่ไซเลน (เช่น KH-550) เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะระหว่างส่วนต่อประสาน

2. สูตรทั่วไปต้นทุนต่ำ (สำหรับการปิดผนึกการก่อสร้าง การยึดติดเฟอร์นิเจอร์ เป้าหมาย UL94 V-1)

ส่วนผสมสารหน่วงไฟหลัก:

• อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH): 30-40 phr (สารหน่วงไฟชนิดฟิลเลอร์เกรดมาตรฐาน คุ้มต้นทุน)
• แอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต (APP): 10-15 phr (ใช้ร่วมกับ MCA สำหรับระบบพองตัว แทนที่สารฮาโลเจน)
• MCA: 5-7 phr (อัตราส่วนต่อ APP 1:2~1:3 ส่งเสริมการเกิดฟองและการแยกออกซิเจน)
• ซิงค์โบเรต: 5 phr (ระงับควัน ก่อให้เกิดถ่านเสริม)

ประสิทธิภาพที่คาดหวัง:

• LOI: ≥28%;
• ระดับ UL94: V-1;
• ลดต้นทุน: ~30% (เมื่อเปรียบเทียบกับสูตรหน่วงการติดไฟสูง)
• การรักษาความแข็งแรงแรงดึง: ≥80% (APP ต้องมีการบรรจุห่อเพื่อป้องกันการไฮโดรไลซิส)

กระบวนการสำคัญ:

• APP จะต้องถูกไมโครแคปซูล (เช่น ด้วยเรซินเมลามีนฟอร์มาลดีไฮด์) เพื่อหลีกเลี่ยงการดูดซับความชื้นและการเกิดฟองอากาศ
• เติมซิลิกาฟูมไฮโดรโฟบิก 1-2 phr (เช่น Aerosil R202) เพื่อป้องกันการตกตะกอน

3. สูตรกระบวนการง่ายที่มีความหนืดต่ำ (สำหรับการเชื่อมอิเล็กทรอนิกส์ที่แม่นยำซึ่งต้องการการไหลสูง)

ส่วนผสมสารหน่วงไฟหลัก:

• อะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP): 5-8 phr (ขนาดนาโน D50 ≤1 μm);
• สารหน่วงไฟฟอสฟอรัสอินทรีย์เหลว (ทางเลือก BDP): 8-10 phr (เช่น สารอนุพันธ์ DMMP ที่ใช้ฟอสฟอรัสปราศจากฮาโลเจน ซึ่งรักษาความหนืดไว้)
• อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH): 15 phr (คอมโพสิตอะลูมินาทรงกลม ปรับสมดุลการนำความร้อน)
• MCA: 3-5 พ.ร.บ.

ประสิทธิภาพที่คาดหวัง:

• ช่วงความหนืด: 10,000-15,000 cP (ใกล้เคียงกับระบบหน่วงการติดไฟแบบของเหลว)
• ความหน่วงไฟ: UL94 V-0 (เสริมด้วยฟอสฟอรัสเหลว)
• ค่าการนำความร้อน: ≥0.6 W/m·K (มีส่วนสนับสนุนจากอะลูมินาทรงกลม)

กระบวนการสำคัญ:

• AHP และอะลูมินาทรงกลมจะต้องผสมร่วมกันและกระจายภายใต้แรงเฉือนสูง (≥2000 รอบต่อนาที)
• เติมสารดูดความชื้นตะแกรงโมเลกุล 4-6 phr ลงในส่วน B เพื่อป้องกันการดูดซับความชื้นของ AHP

4. การรวมจุดทางเทคนิคและทางเลือกอื่น

1. กลไกการทำงานร่วมกัน:

• AHP + MCA:AHP ส่งเสริมการคายน้ำและการไหม้เกรียม ในขณะที่ MCA จะปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกมาเมื่อได้รับความร้อน ทำให้เกิดชั้นไหม้คล้ายรังผึ้ง
• ATH + ซิงค์โบเรต:ATH ดูดซับความร้อน (1967 J/g) และสังกะสีโบเรตจะสร้างชั้นแก้วโบเรตเพื่อปกคลุมพื้นผิว

2. สารหน่วงไฟทางเลือก:

• อนุพันธ์โพลีฟอสฟาซีน:ประสิทธิภาพสูงและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมด้วยการใช้ HCl ซึ่งเป็นผลพลอยได้
• เรซินซิลิโคนอีพอกซี (ESR):เมื่อใช้ร่วมกับ AHP จะช่วยลดภาระรวม (18% สำหรับ V-0) และปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล

3. การควบคุมความเสี่ยงในกระบวนการ:

• การตกตะกอน:ต้องใช้สารป้องกันการตกตะกอน (เช่น ชนิดที่ปรับเปลี่ยนด้วยโพลียูเรีย) หากความหนืด <10,000 cP
• การยับยั้งการรักษา:หลีกเลี่ยงสารหน่วงไฟที่มีฤทธิ์เป็นด่างมากเกินไป (เช่น MCA) เพื่อป้องกันการรบกวนปฏิกิริยาไอโซไซยาเนต

5. คำแนะนำในการดำเนินการ

• ให้ความสำคัญกับการทดสอบสูตรหน่วงการติดไฟสูง: AHP เคลือบ + ATH ย่อยไมครอน (ขนาดอนุภาคเฉลี่ย 0.5 μm) ที่ AHP:ATH:MCA = 10:20:5 เพื่อการเพิ่มประสิทธิภาพเบื้องต้น
• การทดสอบที่สำคัญ:
  → LOI (GB/T 2406.2) และการเผาไหม้แนวตั้ง UL94
  → ความแข็งแรงของพันธะหลังจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (-30℃~100℃, 200 ชั่วโมง)
  → การตกตะกอนสารหน่วงไฟหลังจากการเร่งอายุ (60℃/7 วัน)

ตารางสูตรสารหน่วงไฟ