Sa pandaigdigang ruta ng mainstream na teknolohiya ng halogen-free flame retardant, mababang usok at hindi nakakalason, at insulation filling ng epoxy resin, ang aluminum hydroxide (ATH) ay naging ang ginustong inorganic flame retardant filler sa electronic sealing, casting, copper-clad laminates, composite materials, insulation components at iba pang larangan ng control ng komprehensibong gastos ng usok. pagkakabukod at kabaitan sa pagproseso. Ang pinakakaraniwang pangunahing tanong na itinaas ng mga global material na kumpanya sa pagbuo ng formula ay: Ano ang maximum na halaga ngaluminyo haydroksaydna maaaring idagdag sa epoxy resin system?
Sa ilalim ng mga pang-industriyang kondisyon ng produksyon na nakakatugon sa normal na paghahalo, pag-defoaming, pagbuhos/paghahagis/pagbubuo, at hindi pumutok o nababalat pagkatapos ng paggamot, at nakakatugon sa mga pamantayan sa pagganap ng mekanikal at pagkakabukod:
1. Conventional unmodified aluminum hydroxide: Ang maximum na praktikal na halaga ng karagdagan ay 50% -65 wt% (mass fraction);
2. Pagbabago ng silane/titanate+laki ng butil na may gradong aluminyo haydroksayd: ang praktikal na maximum na halaga ng karagdagan ay maaaring umabot sa 70% -82 wt%;
3. Laboratory extreme optimization system: Ang theoretical upper limit ay maaaring lumapit sa 85 wt%, ngunit ito ay naaangkop lamang sa mga espesyal na proseso at walang katatagan para sa malakihang produksyon.
Sa madaling salita: ordinaryong formula ≤ 65%; Binago at na-optimize na formula 70% -82%; Ang matinding formula ay hindi hihigit sa 85%. Ito ang kinikilala sa buong mundo na ligtas, matatag, at mass-produce na limitasyon sa karagdagan para sa mga epoxy aluminum hydroxide system.
Kung mas mataas ang dami ng idinagdag na aluminum hydroxide, mas mabuti. Ang paglabag sa pinakamataas na limitasyon ay direktang hahantong sa scrap ng system, pagkabigo sa pagproseso, at pagbagsak ng pagganap. Ang apat na pangunahing hadlang ay sama-samang tumutukoy sa 'maximum additive red line'.
1. Pagpigil sa lagkit: Ganap na pinakamataas na limitasyon ng pagkalikido ng pagproseso
Ang epoxy resin mismo ay may isang tiyak na pangunahing lagkit, at bilang isang inorganic na pulbos, mas mataas ang dami ng idinagdag na aluminyo haydroksayd, ang exponential na pagtaas sa lagkit ng system.
-Higit sa 65%: Ang sistema ay nagiging malapot, mahirap pukawin, at hindi maalis ang mga bula;
-Higit sa 75%: Pagkawala ng self leveling, pagbuhos, at mga kakayahan sa paghahagis, hindi makaangkop sa automated na dispensing, vacuum sealing, at pagbuo ng amag;
-Higit sa 82%: Ang dagta ay hindi maaaring ganap na mabasa ang ibabaw ng filler, na nagreresulta sa "dry powder agglomeration at dry agglomeration", ganap na nawawala ang kakayahang maproseso nito.
Ang lagkit ay ang unang threshold na tumutukoy sa maximum na halaga ng karagdagan at ito rin ang core control indicator para sa mass production sa pandaigdigang industriya ng electronics, electrical, at composite na materyales.
2. Mga hadlang sa pagganap ng mekanikal: Balansehin ang hangganan sa pagitan ng lakas at tibay
Aluminum hydroxideay isang matibay na inorganic na particle, at ang labis na karagdagan ay maaaring makapinsala sa cross-linked network ng epoxy resin, na nagreresulta sa:
-Ang lakas ng epekto at pagpahaba sa break ay makabuluhang nabawasan, na ginagawang malutong at madaling mabulok ang materyal;
-Ang lakas ng malagkit ay bumababa, at ang lakas ng pagbubuklod sa substrate at mga bahagi ay hindi sapat;
-Mismatch sa thermal expansion coefficient sa ilalim ng thermal shock, na nagreresulta sa warping at detachment.
Industrial optimal balance point: Sa ilalim ng premise ng pagtugon sa UL94 V-0 flame retardancy, ang halaga ng karagdagan ay dapat kontrolin sa 55% -70%, na maaaring balansehin ang flame retardancy, lakas, tibay, at dimensional na katatagan.
3. Pinipigilan sa pagiging tugma ng interface: pinagbabatayan na lohika ng dispersion at basa
Ang hindi nabagong aluminum hydroxide ay may maraming hydroxyl group sa ibabaw nito, malakas na polarity, at mahinang compatibility sa epoxy resin. Sa ilalim ng mataas na karagdagan, ito ay madaling kapitan ng:
-Bumuo ng pangalawang reunion, na nagreresulta sa mga panloob na depekto;
-Ang puwersa ng pagbubuklod sa pagitan ng filler at resin interface ay mahina, at ang stress ay puro;
-Ang pagganap ng pagkakabukod at paglaban ng boltahe ng pinagaling na materyal ay bumaba.
Sa pamamagitan ng pagbabago sa silane coupling agent at coating na may mga super dispersant, ang interfacial compatibility ay maaaring makabuluhang mapabuti, na tumataas ang maximum na halaga ng karagdagan mula 65% hanggang 70% -82%.
4. Mga hadlang sa proseso: Mga pagkakaiba sa itaas na limitasyon ng karagdagan para sa iba't ibang proseso ng paghubog
Ang maximum na halaga ng karagdagan para sa iba't ibang mga proseso na may parehong formula ay ganap na naiiba, na isang proseso ng pagbagay na prinsipyo na dapat sundin para sa pandaigdigang mass production:
-Vacuum sealing/electronic infusion: mataas na fluidity kinakailangan, upper limit na 60% -70%;
-Mold casting/electrical component: maaaring painitin upang mabawasan ang lagkit, na may pinakamataas na limitasyon na 70% -78%;
-Molded/Mass Molded Plastics (BMC/DMC): high shear molding, upper limit 75% -82%;
-Thin layer adhesive/bonding agent: nangangailangan ng mababang lagkit at mataas na infiltration, na may pinakamataas na limitasyon na 40% -55%.
Sa pagharap sa pangangailangan para sa mataas na flame retardancy, mataas na halaga ng CTI, mataas na pagkakabukod, at mababang gastos sa pandaigdigang high-end na merkado, apat na pangunahing teknolohikal na paraan ang maaaring gamitin upang ligtas na madagdagan ang dami ng aluminum hydroxide na idinagdag habang pinapanatili ang katatagan ng system.
1. Surface modification ng mga filler: Interface engineering ang core
In situ coating ng aluminum hydroxide gamit ang silane coupling agent (KH550/KH560/KH570), titanate, aluminate, at hyperbranched polymer:
-Bawasan ang polarity ng ibabaw at bawasan ang mga puwersa ng pagbubuklod ng hydrogen sa pagitan ng mga particle;
-Pagbutihin ang compatibility at wettability na may epoxy matrix;
-Bawasan ang agglomeration at bawasan ang pagtaas ng lagkit sa ilalim ng mataas na mga kondisyon ng pagpuno.
Pagkatapos ng pagbabago, ang lagkit ay maaaring mabawasan ng 30% -60% sa parehong halaga ng karagdagan, at ang mataas na window ng pagpuno ay maaaring direktang buksan.
2. Multi particle size grading: binabawasan ng masikip na packing ang demand ng resin
Kasunod ng tight packing theory, isang kumbinasyon ng malaking particle size, medium particle size, at small particle size (tulad ng 40 μm+8 μm+1.5 μm) ay ginagamit:
-Punan ang malalaking puwang ng butil ng maliliit na particle upang mabawasan ang porosity;
-Bawasan ang dami ng resin wrapping at pagbutihin ang flowability sa ilalim ng parehong solid content;
-Makamit ang mas mataas na halaga ng karagdagan, mas mababang lagkit, at mas mataas na density.
Ang pag-optimize ng grading ay ang pinaka-cost-effective at epektibong solusyon upang madagdagan ang dami ng additives.
3. Low viscosity epoxy system compounding: binabawasan ang lagkit mula sa matrix
-Pumili ng mababang molecular weight epoxy, cycloaliphatic epoxy, at aliphatic epoxy;
-Compound active diluent (walang VOC, nakikilahok sa paggamot, hindi lumilipat);
-Ipinares sa mababang lagkit na curing agent (polyetheramine, modified anhydride).
Ang mas mababa ang lagkit ng matrix, mas malakas ang kakayahang tumanggap ng aluminyo hydroxide, at ang maximum na halaga ng karagdagan ay maaaring tumaas ng 8% -15%.
4. Mahusay na additives at pagpapalakas ng proseso: dalawahang garantiya ng rheology at dispersion
-Pagdaragdag ng mahusay na pag-basa at pagpapakalat ng mga ahente: pagsira sa pagtitipon at pagbabawas ng interfacial resistance;
-Tumpak na rheological additives: makamit ang shear thinning, static anti settlement, at mataas na daloy sa panahon ng konstruksiyon;
-Vacuum high-speed dispersion/three roll grinding: Tiyaking kumpleto ang depolymerization at pare-parehong dispersion ng filler, at maiwasan ang dry powder agglomeration.
Batay sa aktwal na sertipikasyon at karanasan sa mass production ng pandaigdigang electronics at electrical, bagong enerhiya, rail transit, at mga composite material ng gusali, ibigay ang pinakapraktikal na mga alituntunin para sa pagdaragdag ng dami:
1. Electronic potting adhesive (supply ng kuryente/controller/sensor): 50% -65%, V-0 flame retardant, mababang lagkit, mataas na pagkakabukod;
2. Electrical casting/insulators/switch component: 65% -78%, mataas na CTI, mataas na flame retardancy, mataas na mekanikal na lakas;
3. Copper clad laminate/insulation board: 55% -70%, mababang usok, mataas na init na paglaban, katatagan ng laki;
4. BMC/DMC molded parts: 70% -82%, mataas na pagpuno, mababang gastos, mataas na formability;
5. Flame retardant adhesive/sealant: 40% -55%, binabalanse ang lakas ng bonding at flame retardancy.
Kapag ang mga negosyo ay walang taros na humahabol sa mataas na antas ng additive upang mabawasan ang mga gastos o mapabuti ang flame retardancy, maaaring lumitaw ang mga hindi maibabalik na problema pagkatapos lumampas sa pinakamataas na limitasyon:
-Viscosity na pagsabog, hindi mabubuhos, maalis ang bula, o mabuo;
-Pag-crack, warping, mataas na brittleness, at pagkabigo dahil sa malamig at mainit na pagbibisikleta ng cured material;
-Maraming mga depekto sa interface, na nagreresulta sa isang makabuluhang pagbaba sa pagganap ng pagkakabukod at paglaban sa boltahe;
-Settlement at stratification ng mga filler, mahinang katatagan ng imbakan;
-Mababang rate ng ani, hindi makapasa sa mga pandaigdigang sertipikasyon tulad ng UL, IEC, RoHS, atbp.
Paalala sa kaligtasan: Ang dami ngaluminyo haydroksaydidinagdag ay dapat ituloy ang balanse ng pagganap sa halip na mga matinding halaga.
Upang matugunan ang mga pangangailangan ng pandaigdigang mga customer para sa proteksyon sa kapaligiran na walang halogen, mataas na flame retardancy, mataas na pagiging maaasahan, at mababang gastos, ang pinakamainam na formula ay sumusunod sa mga sumusunod na prinsipyo:
1. Itakda ang mas mababang limitasyon batay sa antas ng flame retardant: Ang UL94 V-0 ay karaniwang nangangailangan ng ≥ 50%;
2. Itakda ang pinakamataas na limitasyon batay sa teknolohiya ng pagproseso: sealing ≤ 70%, paghubog ≤ 82%;
3. Pagtaas sa itaas na limitasyon na may binagong gradasyon: Maaaring dagdagan ng Modification+gradation ang halaga ng karagdagan ng 10% -15%;
4. Tukuyin ang huling resulta sa pamamagitan ng pagsubok sa pagganap: lagkit, impact, adhesion, insulation, at thermal cycling ay pumasa lahat.
Ang pinakamataas na dami ng aluminum hydroxide na idinagdag sa epoxy resin ay ang resulta ng pinagsamang epekto ng mga materyales, formulations, proseso, at mga katangian. Ang praktikal na itaas na limitasyon ng maginoo na sistema ay 65%, habang ang binagong sistema ng pag-optimize ay maaaring stably umabot sa 70% -82%, na may isang matinding teoretikal na halaga na hindi hihigit sa 85%.
Sa pamamagitan ng pagbabago sa ibabaw, grading ng laki ng particle, mababang viscosity matrix, pag-optimize ng mga additives, at pagpapalakas ng proseso, mataas na pagpuno, mataas na flame retardancy, at mataas na pagkakabukod ay maaaring makamit nang hindi isinasakripisyo ang kakayahang maproseso at mekanikal na mga katangian, perpektong umaangkop sa mga mahigpit na pamantayan at mga kinakailangan sa kapaligiran ng global electronics, bagong enerhiya, elektrikal, rail transit, at iba pang larangan. Ito ang pangunahing teknolohikal na landas para sa mga materyal na negosyo upang mapahusay ang pagiging mapagkumpitensya ng produkto at palawakin ang mga internasyonal na merkado.
