Aluminum hydroxide (ATH), bilang pinakamalawak na ginagamit na halogen-free flame retardant filler sa epoxy resin, goma, composite materials, at electronic sealing materials, ay may maraming pakinabang tulad ng flame retardancy, pagsugpo ng usok, pagpuno, pagkakabukod, at nakokontrol na gastos. Ito ay isang kailangang-kailangan na functional component sa pandaigdigang high-end na sistema ng materyal. Gayunpaman, sa mga praktikal na aplikasyon, ang hindi nabagong aluminyo hydroxide ay may mahinang pagkakatugma sa mga organikong polymer matrice, mahina ang pagkakaugnay ng interface, madaling pagsasama-sama dahil sa mataas na pagpuno, at makabuluhang nabawasan ang mga mekanikal na katangian ng system, na matagal nang pinipigilan ang katatagan ng produkto at pagiging mapagkumpitensya sa internasyonal na merkado.
Ang pang-ibabaw na paggamot ay ang pangunahing landas ng teknolohiya upang malutas ang mga punto ng sakit sa itaas, at ito rin ang pinaka-epektibong paraan upang mapabuti ang dispersibility, pagkabasa-basa, pagiging tugma, lakas ng makina, paglaban sa init, at pangmatagalang pagiging maaasahan ng aluminum hydroxide sa mga polymer system tulad ng epoxy resin.
Ang ibabaw ng hindi nabagong aluminum hydroxide ay mayaman sa mga hydroxyl group (- OH), na nagpapakita ng malakas na polarity at mataas na mga katangian ng enerhiya sa ibabaw. Mayroon itong natural na mga hadlang sa interface na may mababang polarity na mga organic na matrice tulad ng mga epoxy resin at elastomer, na pangunahing ipinapakita bilang:
1. Mahina ang pagiging tugma ng interface, madaling pagsasama-sama ng mga tagapuno, at kahirapan sa pare-parehong pagpapakalat;
2. Ang dagta ay hindi maaaring ganap na mabasa ang ibabaw ng tagapuno, na bumubuo ng mga voids at mga depekto sa interface;
3. Sa ilalim ng panlabas na puwersa, ang interface debonding ay madaling mangyari, na humahantong sa pag-crack ng materyal at malutong na bali;
4. Ang lagkit ng mataas na sistema ng pagpuno ay tumataas nang husto, at ang flowability ng pagproseso ay makabuluhang lumalala;
5. Ang tensile strength, bending strength, at impact toughness ay bumababa nang sabay-sabay, na hindi nakakatugon sa mga kinakailangan ng high-end na mga application.
Ang mga isyung ito ay direktang humahantong sa kawalan ng kakayahan ng mga produkto na makapasa sa mga internasyonal na sertipikasyon tulad ng UL, IEC, RoHS, atbp., at ito rin ang mga pangunahing dahilan kung bakit mahirap makapasok ang ordinaryong aluminum hydroxide sa pandaigdigang high-end na supply chain.
Ang kakanyahan ng paggamot sa ibabaw ng aluminyo hydroxide ay interface engineering, na nakakamit ng tatlong pangunahing pag-andar sa pamamagitan ng pagbuo ng isang molekular na antas ng organikong patong na patong sa ibabaw ng mga di-organikong particle:
1. Bawasan ang enerhiya sa ibabaw, bawasan ang pagsasama-sama ng sarili sa pagitan ng mga particle, at pagbutihin ang pagkakapareho ng dispersion;
2. Binabago ng pagtutugma ng polarity ang hydrophilicity ng filler sa oleophilicity, na ginagawa itong lubos na katugma sa organic matrix;
3. Interface bridging, na bumubuo ng mga kemikal na bono sa pagitan ng mga filler at resin upang ilipat ang stress at mapahusay ang mekanikal na lakas.
Sa madaling salita, binabago ng surface treatment ang aluminum hydroxide mula sa "simpleng pagpuno" patungo sa "epektibong synergy", at mula sa "mapanirang pagganap" patungo sa "pinahusay na pagganap".
Sa kasalukuyan, high-endaluminyo haydroksaydang mga produkto sa buong mundo ay karaniwang gumagamit ng partikular o tambalang pang-ibabaw na mga ahente sa paggamot. Ang iba't ibang mga sistema ay nagpapakita ng mga makabuluhang pagkakaiba sa pagpapabuti ng compatibility, mekanikal na pagpapahusay, at processing flowability. Ang mga sumusunod ay ang pinaka-mature at stable na teknikal na ruta sa industriya.
Silane coupling agent ay ang pinaka-epektibo at malawakang ginagamit na paraan ng paggamot upang mapahusay ang compatibility sa pagitan ng aluminum hydroxide at epoxy resin, lalo na angkop para sa mga high-end na field gaya ng electronic sealing, castable, at copper-clad laminates.
Mekanismo ng pagkilos:
-Ang isang dulo ng silane molecule ay bumubuo ng isang matatag na covalent bond sa hydroxyl group sa ibabaw ng ATH;
-Ang kabilang dulo ay naglalaman ng mga functional na grupo tulad ng epoxy, amino, at vinyl group, na maaaring direktang lumahok sa reaksyon ng paggamot ng epoxy resin;
-Bumuo ng isang malakas na 'molecular bridge' sa interface, na lubos na nagpapahusay sa interfacial adhesion.
Epekto ng pagpapahusay:
-Pagbutihin ang compatibility at dispersibility ng higit sa 50%;
-Taasan ang lakas ng makunat at lakas ng baluktot ng 20% -40%;
-Makabuluhang pagpapabuti sa impact toughness, nang walang crack o brittle fracture;
-Sa ilalim ng mataas na pagpuno, ang lagkit ay mas mababa at ang flowability ay mas matatag.
Ang mga ahente ng paggamot ng Titanium at aluminum ester ay angkop para sa mga composite material system na nangangailangan ng mataas na halaga ng karagdagan, mababang lagkit, at malakas na pagkabasa, at maaaring makabuluhang mapabuti ang interfacial lubricity at processing flowability.
Mekanismo ng pagkilos:
-Single molecular layer coating binabawasan inter particle friction;
-Mahabang istraktura ng kadena intertwines sa resin matrix upang mapahusay ang compatibility;
-Hindi bumubuo ng matibay na interface, binabalanse ang tibay at kakayahang maproseso.
Epekto ng pagpapahusay:
-Ang lagkit ng system ay makabuluhang nabawasan, na nagpapahintulot para sa mas mataas na antas ng pagpuno upang makamit;
-Pantay na nakakalat, nang walang pagsasama-sama o paghihiwalay;
-Ang ibabaw ng materyal ay mas makinis, at ang hitsura at kakayahang maproseso ay makabuluhang na-optimize.
Ang hyperbranched polymer composite treatment ay naging bagong mainstream na teknolohiya para sa mga nangungunang materyales sa mundo na nangangailangan ng mataas na flame retardancy, mataas na CTI, mataas na pagkakabukod, at mataas na pagiging maaasahan.
Mekanismo ng pagkilos:
-Ang multi branched na istraktura ay nagbibigay ng spatial hindrance, ganap na pumipigil sa particle aggregation;
-High functional group density, mas malakas at mas matatag na interface bonding;
-Mababang moisture absorption at mababang dielectric, na angkop para sa mga high-end na electronic device.
Epekto ng pagpapahusay:
-Ang interface ay hindi nabigo sa pang-matagalang mahalumigmig at mainit na kapaligiran;
-Makabuluhang pagpapabuti sa pagganap ng pagkakabukod at paglaban sa boltahe;
-Makamit ang pinakamainam na balanse sa pagitan ng mga mekanikal na katangian at pagkaantala ng apoy.
Ang pang-ibabaw na paggamot ay hindi lamang "paghahalo at pagpapakilos", tanging ang tumpak na kontrol sa mga kondisyon ng proseso ang makakapag-maximize sa epekto ng pagbabago.
1. Tumpak na kontrol sa dami ng idinagdag na ahente ng paggamot
Hindi sapat na ahente ng paggamot → hindi kumpletong patong;
Labis na ahente ng paggamot → hitsura ng libreng layer sa interface, binabawasan ang lakas ng paggamot at paglaban sa init.
Pinakamainam na halaga ng karagdagan: 0.5% -2.0% ng mass ng aluminum hydroxide.
2. Temperatura at oras ng pag-activate
Ang iba't ibang mga ahente ng paggamot ay tumutugma sa iba't ibang mga temperatura ng pag-activate upang matiyak ang kumpletong pagbuo ng mga bono ng kemikal kaysa sa pisikal na adsorption.
-Silane coupling agent: 100 ℃ -150 ℃, 60-120 minuto;
-Titate/Aluminate: 80 ℃ -120 ℃, 30-60 minuto.
3. Mataas na unipormeng pagpapakalat
Gumagamit ng high-speed mixing, dry coating, at dynamic na mga proseso ng paggiling upang matiyak na ang bawat particle ng aluminum hydroxide ay pantay na pinahiran at maiwasan ang lokal na pagsasama-sama.
4. Kontrolin ang mababang moisture content
Mahigpit na kontrolin ang moisture content pagkatapos ng pagproseso upang maiwasan ang mga isyu gaya ng curing, foaming, at insulation degradation ng epoxy resin, bilang pagsunod sa mga internasyonal na pamantayan ng electronic grade.
Pagkatapos ng propesyonal na paggamot sa ibabaw,aluminyo haydroksaydmaaaring makamit ang komprehensibong pag-upgrade sa pagganap sa pamamagitan ng pagdaragdag ng epoxy resin:
1. Makabuluhang pagpapabuti sa compatibility: walang delamination, walang settlement, walang agglomeration, mataas na pagpuno ay nagpapanatili pa rin ng pare-parehong katatagan;
2. Makabuluhang pagpapahusay ng mga mekanikal na katangian: komprehensibong pagpapabuti sa lakas ng makunat, lakas ng baluktot, at tigas ng epekto, na ginagawa itong mas madaling kapitan ng pag-crack;
3. Mas malakas na interface bonding: mas mataas na performance retention pagkatapos ng wet heat aging at thermal shock;
4. Mas mahusay na pagpoproseso ng pagkalikido: mas mababang lagkit, na angkop para sa automated na sealing, pagbuhos, at mga proseso ng paghubog;
5. Pagpapabuti ng pagkakabukod at pagiging maaasahan: ang mga void ng interface ay nabawasan, ang resistensya ng boltahe, halaga ng CTI, at ang pangmatagalang katatagan ay nakakatugon sa mga internasyonal na kinakailangan sa high-end;
6. Mas mataas na flame retardant efficiency: Ang pare-parehong dispersion ay ginagawang sumasailalim sa ATH ang mas kasabay na thermal decomposition, na nagreresulta sa mas matatag na flame retardant at mga epekto sa pagsugpo ng usok.
Ang surface treatment ng aluminum hydroxide ay ang pangunahing teknolohiya para sa pagpapabuti ng compatibility ng mga filler, interfacial bonding strength, mechanical properties ng system, processing flowability, at long-term reliability. Sa pamamagitan ng mga siyentipikong pagbabago tulad ng silane, titanate, at hyperbranched polymers, ang interface na hadlang sa pagitan ng mga inorganic na filler at mga organic na matrice ay maaaring malutas sa panimula, na ginagawang isang katotohanan ang mataas na pagpuno, mataas na pagganap, walang halogen at environment friendly na mga sistema ng epoxy resin.
Sa lalong lumalagong mapagkumpitensyang pandaigdigang merkado ng high-end na materyales, ang mga produktong aluminyo hydroxide na may matatag, mahusay, at standardized na mga teknolohiya sa paggamot sa ibabaw ay hindi lamang ang susi sa mga pag-upgrade ng formula, ngunit isa ring mahalagang suporta para sa mga negosyo upang buksan ang mga internasyonal na merkado, makamit ang mga tagumpay sa kalidad, at magtatag ng pangmatagalang kompetisyon.
