Công thức chống cháy tham khảo cho keo Acrylic nhiệt rắn
Để đáp ứng các yêu cầu chống cháy UL94 V0 đối với keo dán acrylic nhiệt rắn, xét đến các đặc tính của chất chống cháy hiện có và tính đặc thù của hệ thống nhiệt rắn, công thức tối ưu và phân tích chính sau đây được đề xuất:
I. Nguyên tắc thiết kế công thức & Yêu cầu hệ thống nhiệt rắn
- Phải phù hợp với nhiệt độ bảo dưỡng (thường là 120–180°C)
- Chất chống cháy phải chịu được quá trình xử lý ở nhiệt độ cao (tránh hỏng do phân hủy)
- Đảm bảo độ ổn định phân tán trong các hệ thống có mật độ liên kết chéo cao
- Cân bằng giữa độ bền cơ học sau khi đóng rắn và hiệu quả chống cháy
II. Thiết kế hệ thống chống cháy hiệp đồng
Chức năng chống cháy và khả năng tương thích với vật liệu nhiệt rắn
| Chất chống cháy | Vai trò chính | Khả năng tương thích nhiệt rắn | Tải trọng khuyến nghị |
|---|---|---|---|
| ATH siêu mịn | FR chính: Tách nước thu nhiệt, pha loãng pha khí | Yêu cầu sửa đổi bề mặt (chống kết tụ) | ≤35% (tải trọng quá mức làm giảm liên kết chéo) |
| Nhôm hypophotphit | Chất hiệp đồng: Chất xúc tác than, chất loại bỏ gốc tự do (PO·) | Nhiệt độ phân hủy >300°C, thích hợp để bảo dưỡng | 8–12% |
| Kẽm borat | Chất tăng cường than: Tạo lớp màng thủy tinh, giảm khói | Có tác dụng hiệp đồng với ATH (Al-BO char) | 5–8% |
| MCA (Melamine xyanurate) | FR pha khí: Giải phóng NH₃, ức chế quá trình cháy | Nhiệt độ phân hủy 250–300°C (nhiệt độ đóng rắn <250°C) | 3–5% |
III. Công thức khuyến nghị (Trọng lượng %)
Hướng dẫn xử lý thành phần
| Thành phần | Tỷ lệ | Ghi chú xử lý chính |
|---|---|---|
| Nhựa acrylic nhiệt rắn | 45–50% | Loại có độ nhớt thấp (ví dụ: epoxy acrylate) để tải chất độn cao |
| ATH biến đổi bề mặt (D50 <5µm) | 25–30% | Được xử lý trước bằng silane KH-550 |
| Nhôm hypophotphit | 10–12% | Được trộn sẵn với ATH, thêm vào theo từng đợt |
| Kẽm borat | 6–8% | Được thêm vào MCA; tránh sự suy thoái do lực cắt cao |
| MCA | 4–5% | Trộn tốc độ thấp ở giai đoạn sau (<250°C) |
| Chất phân tán (BYK-2152 + sáp PE) | 1,5–2% | Đảm bảo phân tán chất độn đồng đều |
| Chất kết dính (KH-550) | 1% | Được xử lý trước trên ATH/hypophosphite |
| Chất đóng rắn (BPO) | 1–2% | Chất hoạt hóa nhiệt độ thấp để đóng rắn nhanh |
| Chất chống lắng (Aerosil R202) | 0,5% | Chống lắng đọng thixotropic |
IV. Kiểm soát quy trình quan trọng
1. Quá trình phân tán
- Tiền xử lý: ATH & hypophosphite ngâm trong dung dịch KH-550/ethanol 5% (sấy khô trong 2 giờ, 80°C)
- Trình tự trộn:
- Nhựa + chất phân tán → Trộn tốc độ thấp → Thêm ATH/hypophotphit đã biến tính → Phân tán tốc độ cao (2500 vòng/phút, 20 phút) → Thêm kẽm borat/MCA → Trộn tốc độ thấp (tránh phân hủy MCA)
- Thiết bị: Máy trộn hành tinh (khử khí chân không) hoặc máy nghiền ba trục (dành cho bột siêu mịn)
2. Tối ưu hóa quá trình đóng rắn
- Bước xử lý: 80°C/1h (tiền gel) → 140°C/2h (sau khi xử lý, tránh phân hủy MCA)
- Kiểm soát áp suất: 0,5–1 MPa để ngăn chặn chất độn lắng xuống
3. Cơ chế hiệp đồng
- ATH + Hypophosphite: Tạo thành than được gia cố bằng AlPO₄ trong khi loại bỏ các gốc tự do (PO·)
- Kẽm borat + MCA: Rào cản kép khí-rắn (pha loãng NH₃ + lớp thủy tinh nóng chảy)
V. Chiến lược điều chỉnh hiệu suất
Các vấn đề phổ biến và giải pháp
| Vấn đề | Nguyên nhân gốc rễ | Giải pháp |
|---|---|---|
| Đánh lửa nhỏ giọt | Độ nhớt nóng chảy thấp | Tăng MCA lên 5% + hypophosphite lên 12% hoặc thêm 0,5% bột vi mô PTFE |
| Độ giòn sau khi bảo dưỡng | Tải ATH quá mức | Giảm ATH xuống 25% + 5% nano-CaCO₃ (làm cứng) |
| Lưu trữ lắng đọng | Độ nhớt kém | Tăng hàm lượng silica lên 0,8% hoặc chuyển sang BYK-410 |
| Lợi nhuận <28% | FR pha khí không đủ | Thêm 2% phốt pho đỏ phủ hoặc 1% nano-BN |
VI. Số liệu xác thực
- UL94 V0: Mẫu 3,2 mm, tổng thời gian ngọn lửa <50 giây (không bắt lửa bông)
- LOI ≥30% (biên độ an toàn)
- Dư lượng TGA >25% (800°C, N₂)
- Cân cơ học: Độ bền kéo >8 MPa, độ bền cắt >6 MPa
Những điểm chính
- Đạt được xếp hạng V0 trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn về mặt cơ học.
- Nên tiến hành thử nghiệm trên quy mô nhỏ (50g) trước khi mở rộng quy mô.
- Để có hiệu suất cao hơn: Có thể thêm 2–3% dẫn xuất DOPO (ví dụ: phosphaphenanthrene).
Công thức này đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn chống cháy nghiêm ngặt đồng thời tối ưu hóa khả năng xử lý và hiệu suất sử dụng cuối cùng.
Thời gian đăng: 01-07-2025
