Разработка формулы для MCA и гипофосфита алюминия (AHP) в разделительном покрытии для огнестойкости

Разработка формулы для MCA и гипофосфита алюминия (AHP) в разделительном покрытии для огнестойкости

На основе конкретных требований пользователя к огнестойким разделительным покрытиям, характеристикиЦианурат меламина (MCA)иГипофосфит алюминия (AHP)анализируются следующим образом:

1. Совместимость с системами навозной жижи

• МКА:
• Водные системы:Требует модификации поверхности (например, силановыми связующими агентами или поверхностно-активными веществами) для улучшения диспергируемости; в противном случае может возникнуть агломерация.
• Системы НМП:Может демонстрировать небольшое набухание в полярных растворителях (рекомендуется: проверить скорость набухания после 7-дневного погружения).
• АХП:
• Водные системы:Хорошая диспергируемость, но необходимо контролировать pH (кислые условия могут вызвать гидролиз).
• Системы НМП:Высокая химическая стабильность с минимальным риском набухания.
  Заключение:AHP демонстрирует лучшую совместимость, тогда как MCA требует модификации.

2. Размер частиц и адаптивность процесса нанесения покрытия

• МКА:
• Исходный D50: ~1–2 мкм; требует измельчения (например, пескодробилки) для уменьшения размера частиц, но может повредить его слоистую структуру, что повлияет на эффективность огнезащиты.
• Необходимо проверить однородность после измельчения (наблюдение с помощью СЭМ).
• АХП:
• Исходный D50: обычно ≤5 мкм; возможно измельчение до D50 0,5 мкм/D90 1 мкм (чрезмерное измельчение может вызвать скачки вязкости суспензии).
  Заключение:МКА имеет лучшую адаптируемость размера частиц при меньшем технологическом риске.

3. Адгезия и стойкость к истиранию

• МКА:
• Низкая полярность приводит к плохой адгезии с разделительными пленками ПЭ/ПП; требует 5–10% связующих на акриловой основе (например, ПВДФ-ГФП).
• Высокий коэффициент трения может потребовать добавления 0,5–1% нано-SiO₂ для повышения износостойкости.
• АХП:
• Поверхностные гидроксильные группы образуют водородные связи с сепаратором, улучшая адгезию, но все равно требуется 3–5% полиуретанового связующего.
• Более высокая твердость (по шкале Мооса ~3) может привести к отделению микрочастиц при длительном трении (требуется циклическое испытание).
  Заключение:AHP обеспечивает лучшую общую производительность, но требует оптимизации связующего.

4. Термическая стабильность и свойства разложения

• МКА:
• Температура разложения: 260–310 °C; не может генерировать газ при 120–150 °C, потенциально не в состоянии подавить тепловой разгон.
• АХП:
• Температура разложения: 280–310°С, также недостаточная для низкотемпературного газообразования.
  Ключевой вопрос:Оба разлагаются при температуре выше целевого диапазона (120–150°C).Решения:
• Ввести низкотемпературные синергисты (например, микрокапсулированный красный фосфор, диапазон разложения: 150–200 °C) или модифицированный полифосфат аммония (АПП, с покрытием для регулирования разложения до 140–180 °C).
• ДизайнКомпозит MCA/APP (соотношение 6:4)для использования низкотемпературной генерации газа APP + газофазного ингибирования пламени MCA.

5. Электрохимическая и коррозионная стойкость

• МКА:
• Электрохимически инертный, но остаточно свободный меламин (требуемая чистота ≥99,5%) может катализировать разложение электролита.
• АХП:
• Содержание кислых примесей (например, H₃PO₂) должно быть сведено к минимуму (тест ICP: ионы металлов ≤10 ppm), чтобы избежать ускорения гидролиза LiPF₆.
  Заключение:Оба требуют высокой чистоты (≥99%), но МКА легче очистить.

Предложение комплексного решения

1. Выбор основного антипирена:

• Предпочтительно:AHP (сбалансированная диспергируемость/адгезия) + низкотемпературный синергист (например, 5% микрокапсулированный красный фосфор).
• Альтернатива:Модифицированный МКА (карбоксильно привитой для водной дисперсии) + синергист АПП.

1. Оптимизация процесса:

• Формула суспензии:АГП (90%) + полиуретановое связующее (7%) + смачиватель (BYK-346, 0,5%) + пеногаситель (2%).
• Параметры шлифования:Песчаная мельница с шариками ZrO₂ 0,3 мм, 2000 об/мин, 2 ч (целевой D90 ≤1 мкм).

1. Проверочные тесты:

• Термическое разложение:ТГА (потеря веса <1% при 120°C/2 ч; выход газа при 150°C/30 мин с помощью ГХ-МС).
• Электрохимическая стабильность:Наблюдение в СЭМ после 30-дневного погружения в 1M LiPF₆ EC/DMC при 60°C.

Окончательная рекомендация

Ни MCA, ни AHP по отдельности не отвечают всем требованиям.гибридная системарекомендуется:

• AHP (матрица)+микрокапсулированный красный фосфор (низкотемпературный газогенератор)+нано-SiO₂(стойкость к истиранию).
• Сочетайте с высокоадгезионной водной смолой (например, акрило-эпоксидной композитной эмульсией) и оптимизируйте модификацию поверхности для стабильности размера частиц/дисперсии.
  Дальнейшие испытаниянеобходимо для подтверждения термоэлектрохимической синергии.