פורמולה מעכבת בעירה ייחוסית לדבק אקרילי תרמוסטי
כדי לעמוד בדרישות מעכבי בעירה UL94 V0 עבור דבקים אקריליים תרמוסטיים, תוך התחשבות במאפיינים של מעכבי בעירה קיימים ובספציפיות של מערכות תרמוסטיות, מוצעים הניסוחים האופטימליים והניתוח המרכזי הבאים:
א. עקרונות תכנון פורמולציה ודרישות מערכת תרמוסטית
- חייב להתאים לטמפרטורת הייבוש (בדרך כלל 120-180 מעלות צלזיוס)
- מעכבי בעירה חייבים לעמוד בעיבוד בטמפרטורה גבוהה (למנוע כשל פירוק)
- להבטיח יציבות פיזור במערכות בעלות צפיפות צולבת גבוהה
- איזון בין חוזק מכני לאחר ריפוי לבין יעילות מעכבי בעירה
II. תכנון מערכת מעכבת בעירה סינרגטית
פונקציות מעכבי בעירה ותאימות תרמוסט
| מעכב בעירה | תפקיד ראשי | תאימות תרמוסט | טעינה מומלצת |
|---|---|---|---|
| ATH דק במיוחד | FR ראשי: התייבשות אנדותרמית, דילול פאזה גזית | דורש שינוי פני השטח (נגד התגבשות) | ≤35% (עומס יתר מפחית קישור צולב) |
| אלומיניום היפופוספיט | סינרגיסט: זרז פחם, גורם לניקוז רדיקלים (PO·) | טמפרטורת פירוק >300°C, מתאים ליובש | 8–12% |
| אבץ בוראט | משפר פחם: יוצר מחסום זכוכיתי, מפחית עשן | סינרגטי עם ATH (פחם Al-BO) | 5–8% |
| MCA (מלמין ציאנורט) | FR בשלב גז: משחרר NH₃, מעכב בעירה | טמפרטורת פירוק 250–300°C (טמפרטורת ריפוי <250°C) | 3–5% |
ג. פורמולציה מומלצת (משקל %)
הנחיות לעיבוד רכיבים
| רְכִיב | יַחַס | הערות עיבוד מרכזיות |
|---|---|---|
| שרף אקרילי תרמוסט | 45–50% | סוג בעל צמיגות נמוכה (למשל, אפוקסי אקרילט) לעומס חומר מילוי גבוה |
| ATH שעבר שינוי פני השטח (D50 <5µm) | 25–30% | טופל מראש עם סילאן KH-550 |
| אלומיניום היפופוספיט | 10–12% | מעורבב מראש עם ATH, נוסף במנות |
| אבץ בוראט | 6–8% | נוסף עם MCA; יש להימנע מפגיעה עקב גזירה גבוהה |
| MCA | 4–5% | ערבוב במהירות נמוכה בשלבים מאוחרים (<250°C) |
| חומר פיזור (BYK-2152 + שעווה PE) | 1.5–2% | מבטיח פיזור אחיד של חומר מילוי |
| חומר צימוד (KH-550) | 1% | טופל מראש ב-ATH/היפופוספיט |
| חומר ריפוי (BPO) | 1–2% | אקטיבטור בטמפרטורה נמוכה להתקשות מהירה |
| חומר מונע שקיעה (Aerosil R202) | 0.5% | נוגד שקיעה טיקסוטרופי |
IV. בקרות תהליכים קריטיות
1. תהליך פיזור
- טיפול מקדים: ATH והיפופוספיט ספוגים בתמיסת KH-550/אתנול 5% (שעתיים, ייבוש 80°C)
- רצף ערבוב:
- שרף + פיזור → ערבוב במהירות נמוכה → הוספת ATH/היפופוספיט מעובד → פיזור במהירות גבוהה (2500 סל"ד, 20 דקות) → הוספת אבץ בוראט/MCA → ערבוב במהירות נמוכה (למנוע פירוק MCA)
- ציוד: מערבל פלנטרי (סילוק גזים בוואקום) או טחנת שלושה גלילים (לאבקות עדינות במיוחד)
2. אופטימיזציה של ריפוי
- שלב אשפרה: 80°C/שעה (לפני ג'ל) → 140°C/שעתיים (לאחר אשפרה, הימנעו מפירוק MCA)
- בקרת לחץ: 0.5–1 מגה פסקל למניעת שקיעת חומר מילוי
3. מנגנונים סינרגטיים
- ATH + היפופוספיט: יוצר פחם מחוזק ב-AlPO₄ תוך כדי סגירת רדיקלים (PO·)
- אבץ בוראט + MCA: מחסום כפול גז-מוצק (דילול NH₃ + שכבה זכוכיתית מותכת)
V. אסטרטגיות כוונון ביצועים
בעיות ופתרונות נפוצים
| לְהַנפִּיק | שורש הבעיה | פִּתָרוֹן |
|---|---|---|
| הצתה מטפטפת | צמיגות התכה נמוכה | הגדל את ה-MCA ל-5% + את ההיפופוספיט ל-12%, או הוסף 0.5% מיקרו-אבקה PTFE |
| שבירות לאחר ריפוי | עומס יתר של ATH | הפחתת ATH ל-25% + 5% ננו-CaCO₃ (הקשחה) |
| שקיעת אחסון | תיקסוטרופיה ירודה | הגדל את כמות הסיליקה ל-0.8% או עבור ל-BYK-410 |
| משאל עם <28% | FR לא מספיק בשלב גז | הוסף 2% זרחן אדום מצופה או 1% ננו-BN |
ו. מדדי אימות
- UL94 V0: דגימות 3.2 מ"מ, זמן להבה כולל <50 שניות (ללא הצתה בצמר גפן)
- LOI ≥30% (מרווח בטיחות)
- שאריות TGA >25% (800°C, N₂)
- איזון מכני: חוזק מתיחה >8 MPa, חוזק גזירה >6 MPa
נקודות מפתח
- משיג דירוג V0 תוך שמירה על שלמות מכנית.
- מומלץ לבצע ניסויים בקנה מידה קטן (50 גרם) לפני שינוי קנה המידה.
- לביצועים גבוהים יותר: ניתן להוסיף 2-3% נגזרות DOPO (למשל, פוספפננתרן).
ניסוח זה מבטיח עמידה בתקני מעכבי בעירה מחמירים תוך אופטימיזציה של יכולת העיבוד וביצועי השימוש הסופי.
זמן פרסום: 1 ביולי 2025
