Công thức và quy trình xử lý chất chống cháy không chứa halogen cho nhựa epoxy

Công thức và quy trình xử lý chất chống cháy không chứa halogen cho nhựa epoxy

Khách hàng đang tìm kiếm chất chống cháy thân thiện với môi trường, không chứa halogen và kim loại nặng, phù hợp với nhựa epoxy có hệ thống đóng rắn anhydrit, yêu cầu tuân thủ tiêu chuẩn UL94-V0. Chất đóng rắn phải là chất đóng rắn epoxy chịu nhiệt cao với nhiệt độ chuyển pha thủy tinh (Tg) trên 125°C, yêu cầu đóng rắn bằng nhiệt ở 85–120°C và phản ứng chậm ở nhiệt độ phòng. Dưới đây là công thức chi tiết theo yêu cầu của khách hàng.

I. Hệ thống công thức chất chống cháy

1. Hệ thống chất chống cháy cốt lõi: Sự phối hợp giữa phốt pho và nitơ.

Bảng thông tin về chất chống cháy

2. Các chất chống cháy phụ trợ và chất tăng cường tác dụng

Bảng thông tin về chất chống cháy phụ trợ

3. Ví dụ về công thức (Tổng hàm lượng: 20–30%)

Công thức cơ bản (Tỷ lệ so với tổng hàm lượng nhựa)

II. Các bước xử lý chính

1. Trộn và phân tán

A. Chuẩn bị trước khi điều trị:

• Làm khô nhôm hypophosphit, APP và MCA ở 80°C trong 2 giờ (để ngăn ngừa sự hấp thụ độ ẩm).
• Xử lý các chất độn vô cơ (nhôm hydroxit, kẽm borat) bằng chất liên kết silan (ví dụ: KH-550).

B. Trình tự pha trộn:

1. Nhựa epoxy + Chất chống cháy (60°C, khuấy trong 1 giờ)
2. Thêm chất đóng rắn anhydrit (giữ nhiệt độ <80°C)
3. Khử khí chân không (-0,095 MPa, 30 phút)

2. Quá trình đóng rắn

Quy trình đóng rắn từng bước (Cân bằng giữa độ ổn định chống cháy và nhiệt độ chuyển pha thủy tinh cao):

1. 85°C / 2 giờ (khởi động chậm, giảm bọt khí)
2. 120°C / 2 giờ (đảm bảo phản ứng anhydrit hoàn toàn)
3. 150°C / 1h (làm tăng mật độ liên kết ngang, Tg >125°C)

3. Những điểm chính

• Kiểm soát độ nhớt: Nếu độ nhớt quá cao, hãy thêm 5% chất pha loãng epoxy phản ứng (ví dụ: AGE).
• Làm chậm quá trình đóng rắn: Sử dụng anhydrit metylhexahydrophthalic (MeHHPA) hoặc thêm 0,2% 2-ethyl-4-methylimidazole (làm chậm phản ứng ở nhiệt độ phòng).

III. Kiểm tra và điều chỉnh hiệu năng

1. Khả năng chống cháy:

• Kiểm tra UL94 V0 (độ dày 1,6mm): Đảm bảo thời gian cháy <10 giây, không nhỏ giọt.
• Nếu không thành công: Tăng lượng nhôm hypophotphit (+3%) hoặc APP (+2%).

2. Hiệu suất tản nhiệt:

• Thử nghiệm DSC để xác định Tg: Nếu Tg < 125°C, hãy khử nhôm hydroxit (làm giảm Tg do hiệu ứng thu nhiệt).

3. Tính chất cơ học:

• Nếu độ bền uốn giảm, hãy thêm 1–2% nano-silica để gia cường.

IV. Các vấn đề tiềm ẩn và giải pháp

Bảng các vấn đề và giải pháp liên quan đến chất chống cháy

V. Công thức thay thế (nếu cần)

Thay thế một phần APP bằng các dẫn xuất của DOPO (ví dụ: DOPO-HQ):

• Việc bổ sung 8% DOPO-HQ + 10% nhôm hypophosphit giúp giảm tổng lượng chất tải (~18%) trong khi vẫn duy trì hiệu suất.

Sự kết hợp này cân bằng giữa khả năng chống cháy, an toàn môi trường và hiệu suất ở nhiệt độ cao. Nên tiến hành thử nghiệm trên quy mô nhỏ (500g) trước khi sản xuất hàng loạt.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com