Alev Geciktirici Ayırıcı Kaplamada MCA ve Alüminyum Hipofosfit (AHP) için Formül Tasarımı

Alev Geciktirici Ayırıcı Kaplamada MCA ve Alüminyum Hipofosfit (AHP) için Formül Tasarımı

Kullanıcının alev geciktirici ayırıcı kaplamalara yönelik özel gereksinimlerine göre,Melamin Siyanürat (MCA)VeAlüminyum Hipofosfit (AHP)aşağıdaki gibi analiz edilir:

1. Bulamaç Sistemleriyle Uyumluluk

• MCA:
• Sulu sistemler:Dağılabilirliği artırmak için yüzey modifikasyonu (örneğin silan birleştirme ajanları veya yüzey aktif maddeler) gerektirir; aksi takdirde kümeleşme meydana gelebilir.
• NMP sistemleri:Polar çözücülerde hafif şişme görülebilir (önerilen: 7 günlük daldırma işleminden sonra şişme oranını test edin).
• AHP:
• Sulu sistemler:İyi dağılabilirlik, ancak pH kontrol edilmelidir (asidik koşullar hidrolize neden olabilir).
• NMP sistemleri:Yüksek kimyasal kararlılık ve minimum şişme riski.
  Çözüm:AHP daha iyi uyumluluk gösterirken, MCA'nın modifikasyona ihtiyacı vardır.

2. Parçacık Boyutu ve Kaplama İşlemi Uyarlanabilirliği

• MCA:
• Orijinal D50: ~1–2 μm; parçacık boyutunu azaltmak için öğütme (örneğin kum öğütme) gerektirir, ancak katmanlı yapısına zarar verebilir ve alev geciktirici verimliliğini etkileyebilir.
• Öğütme sonrası homojenliğin doğrulanması gerekir (SEM gözlemi).
• AHP:
• Orijinal D50: Tipik olarak ≤5 μm; D50 0,5 μm/D90 1 μm'ye kadar öğütme yapılabilir (aşırı öğütme, bulamaç viskozitesinde ani yükselmelere neden olabilir).
  Çözüm:MCA, daha düşük proses riski ile daha iyi parçacık boyutu uyumluluğuna sahiptir.

3. Yapışma ve Aşınma Direnci

• MCA:
• Düşük polarite, PE/PP ayırıcı filmlerle zayıf yapışmaya neden olur; %5-10 akrilik bazlı bağlayıcılar (örneğin, PVDF-HFP) gerektirir.
• Yüksek sürtünme katsayısı, aşınma direncini artırmak için %0,5-1 nano-SiO₂ eklenmesini gerektirebilir.
• AHP:
• Yüzey hidroksil grupları ayırıcı ile hidrojen bağları oluşturarak yapışmayı artırır, ancak yine de %3-5 oranında poliüretan bağlayıcıya ihtiyaç vardır.
• Daha yüksek sertlik (Mohs ~3), uzun süreli sürtünme altında mikropartikül dökülmesine neden olabilir (döngüsel test gerektirir).
  Çözüm:AHP genel olarak daha iyi performans sunar ancak bağlayıcı optimizasyonu gerektirir.

4. Isıl Kararlılık ve Ayrışma Özellikleri

• MCA:
• Ayrışma sıcaklığı: 260–310°C; 120–150°C'de gaz üretemez, bu da termal kaçağı bastırmada başarısızlığa neden olabilir.
• AHP:
• Ayrışma sıcaklığı: 280–310°C, düşük sıcaklıkta gaz oluşumu için de yetersizdir.
  Temel Sorun:Her ikisi de hedef aralığının (120–150°C) üzerinde ayrışır.Çözümler:
• Düşük sıcaklık sinerjistlerini (örneğin, mikrokapsüllenmiş kırmızı fosfor, ayrışma aralığı: 150–200°C) veya modifiye amonyum polifosfatı (APP, ayrışmayı 140–180°C'ye ayarlamak için kaplanmış) tanıtın.
• Bir tasarımMCA/APP kompoziti (6:4 oranı)APP'nin düşük sıcaklıkta gaz üretimi + MCA'nın gaz fazı alev inhibisyonundan yararlanmak.

5. Elektrokimyasal ve Korozyon Direnci

• MCA:
• Elektrokimyasal olarak inert, ancak kalıntı içermeyen melamin (saflık %99,5 veya daha fazla olmalıdır) elektrolit ayrışmasını katalize edebilir.
• AHP:
• LiPF₆ hidrolizinin hızlanmasını önlemek için asidik safsızlıklar (örneğin, H₃PO₂) en aza indirilmelidir (ICP testi: metal iyonları ≤10 ppm).
  Çözüm:Her ikisi de yüksek saflık (≥%99) gerektirir, ancak MCA'nın saflaştırılması daha kolaydır.

Kapsamlı Çözüm Önerisi

1. Birincil Alev Geciktirici Seçimi:

• Tercih edilen:AHP (dengeli dağılabilirlik/yapışma) + düşük sıcaklık sinerjisti (örneğin, %5 mikrokapsüllenmiş kırmızı fosfor).
• Alternatif:Modifiye MCA (sulu dispersiyon için karboksil aşılanmış) + APP sinerjisti.

1. Süreç Optimizasyonu:

• Bulamaç formülü:AHP (%90) + poliüretan bağlayıcı (%7) + ıslatıcı (BYK-346, %0,5) + köpük kesici (%2).
• Öğütme parametreleri:0,3 mm ZrO₂ boncuklu kum değirmeni, 2000 rpm, 2 saat (hedef D90 ≤1 μm).

1. Doğrulama Testleri:

• Termal ayrışma:TGA (120°C/2 saatte ağırlık kaybı <%1; GC-MS ile 150°C/30 dakikada gaz çıkışı).
• Elektrokimyasal kararlılık:60°C'de 1M LiPF₆ EC/DMC'ye 30 günlük daldırma işleminden sonra SEM gözlemi.

Son Tavsiye

Ne MCA ne de AHP tek başına tüm gereklilikleri karşılar.hibrit sistemtavsiye edilir:

• AHP (matris)+mikrokapsüllenmiş kırmızı fosfor (düşük sıcaklıklı gaz jeneratörü)+nano-SiO₂(aşınma direnci).
• Yüksek yapışma özelliğine sahip sulu bir reçineyle (örneğin akrilik-epoksi kompozit emülsiyon) eşleştirin ve parçacık boyutu/dağılım kararlılığı için yüzey modifikasyonunu optimize edin.
  Daha ileri testlerTermal-elektrokimyasal sinerjiyi doğrulamak için gereklidir.