Технология производства и переработки безгалогенного антипирена на основе эпоксидной смолы
Заказчику требуется экологически безопасный, не содержащий галогенов и тяжелых металлов антипирен, подходящий для эпоксидных смол с ангидридной системой отверждения, соответствующий стандарту UL94-V0. Отвердитель должен быть высокотемпературным эпоксидным отвердителем с Tg выше 125 °C, требующим термического отверждения при температуре 85–120 °C и медленной реакции при комнатной температуре. Ниже представлена подробная формула, запрошенная заказчиком.
I. Система огнезащитных составов
1. Основная огнезащитная система: синергия фосфора и азота
Таблица информации об огнезащитных материалах
| Огнестойкий | Механизм | Рекомендуемая загрузка | Замечания |
|---|---|---|---|
| Гипофосфит алюминия | Огнестойкость конденсированной фазы, образует слой карбоната алюминия | 10–15% | Первичный антипирен, температура разложения >300°C |
| Полифосфат аммония (АПП) | Вспучивающийся антипирен, синергичен с гипофосфитом алюминия | 5–10% | Требуется кислотостойкое приложение |
| Цианурат меламина (MCA) | Источник азота, усиливает синергию фосфора, подавляет дым | 3–5% | Уменьшает капание |
2. Вспомогательные антипирены и синергисты
Таблица информации о дополнительных антипиренах
| Огнестойкий | Механизм | Рекомендуемая загрузка | Замечания |
|---|---|---|---|
| Борат цинка | Способствует образованию нагара, подавляет послесвечение | 2–5% | Избыточное количество может замедлить затвердевание. |
| Тонкий гидроксид алюминия | Эндотермическое охлаждение, дымоподавле | 5–8% | Контрольная нагрузка (чтобы избежать снижения Tg) |
3. Пример рецептуры (общая загрузка: 20–30%)
Базовая формула (относительно общего содержания смолы)
| Компонент | Содержание (относительно смолы) |
|---|---|
| Гипофосфит алюминия | 12% |
| ПРИЛОЖЕНИЕ | 8% |
| МКА | 4% |
| Борат цинка | 3% |
| Гидроксид алюминия | 5% |
| Общая загрузка | 32% (регулируется до 25–30%) |
II. Ключевые этапы обработки
1. Смешивание и диспергирование
А. Предварительная обработка:
- Высушите гипофосфит алюминия, АФП и МКА при температуре 80°С в течение 2 часов (предотвращает впитывание влаги).
- Обработайте неорганические наполнители (гидроксид алюминия, борат цинка) силановым связующим агентом (например, KH-550).
Б. Последовательность смешивания:
- Эпоксидная смола + антипирены (60°C, перемешивать в течение 1 часа)
- Добавить ангидридный отвердитель (поддерживать температуру <80°C)
- Вакуумная дегазация (-0,095 МПа, 30 мин)
2. Процесс отверждения
Ступенчатое отверждение (баланс между огнестойкой стабильностью и высокой Tg):
- 85°C / 2 ч (медленное инициирование, уменьшение количества пузырьков)
- 120°C / 2 ч (обеспечивает полную реакцию ангидрида)
- 150°C / 1ч (увеличивает плотность сшивки, Tg >125°C)
3. Ключевые примечания
- Контроль вязкости: если вязкость слишком высокая, добавьте 5% реактивного эпоксидного разбавителя (например, AGE).
- Отсроченное отверждение: используйте метилгексагидрофталевый ангидрид (MeHHPA) или добавьте 0,2% 2-этил-4-метилимидазола (замедляет реакцию при комнатной температуре).
III. Проверка и корректировка производительности
1. Огнестойкость:
- Тест UL94 V0 (толщина 1,6 мм): убедиться, что время горения <10 секунд, без капания.
- Если не помогает: увеличьте дозу гипофосфита алюминия (+3%) или АФП (+2%).
2. Тепловые характеристики:
- Тест ДСК на Tg: если Tg < 125 °C, восстановите гидроксид алюминия (снижает Tg из-за эндотермического эффекта).
3. Механические свойства:
- Если прочность на изгиб падает, добавьте 1–2% нанокремнезема для усиления.
IV. Возможные проблемы и решения
Таблица проблем и решений, связанных с огнезащитными материалами
| Проблема | Причина | Решение |
|---|---|---|
| Неполное отверждение | Поглощение влаги или влияние антипиренов на pH | Предварительно высушите наполнители, используйте кислотостойкие АПП |
| Плохая текучесть смолы | Чрезмерная загрузка наполнителя | Уменьшите концентрацию гидроксида алюминия до 3% или добавьте разбавитель. |
| отказ UL94 | Недостаточная синергия PN | Увеличьте содержание МКА (до 6%) или гипофосфита алюминия (до 15%). |
V. Альтернативная формулировка (при необходимости)
Заменить часть APP производными DOPO (например, DOPO-HQ):
- 8% DOPO-HQ + 10% гипофосфита алюминия снижает общую нагрузку (~18%), сохраняя при этом производительность.
Эта комбинация обеспечивает баланс огнестойкости, экологической безопасности и устойчивости к высоким температурам. Перед началом серийного производства рекомендуется провести испытания в небольших партиях (500 г).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Время публикации: 25 июля 2025 г.
