Teknologi Formulasi dan Pemrosesan Penghambat Api Bebas Halogen untuk Resin Epoksi
Pelanggan mencari penghambat api yang ramah lingkungan, bebas halogen, dan bebas logam berat yang cocok untuk resin epoksi dengan sistem pengerasan anhidrida, yang memenuhi persyaratan UL94-V0. Agen pengeras harus berupa agen pengeras epoksi suhu tinggi dengan Tg di atas 125°C, yang memerlukan pengerasan panas pada suhu 85–120°C dan reaksi lambat pada suhu ruangan. Berikut adalah formulasi terperinci sesuai permintaan pelanggan.
I. Sistem Formulasi Tahan Api
1. Sistem Penghambat Api Inti: Sinergi Fosfor-Nitrogen
Tabel Informasi Penghambat Api
| Penghambat Api | Mekanisme | Pemuatan yang Disarankan | Perkataan |
|---|---|---|---|
| Aluminium hipofosfit | Penghambat api fase terkondensasi, membentuk lapisan arang aluminium fosfat | 10–15% | Penghambat api primer, suhu dekomposisi >300°C |
| Amonium polifosfat (APP) | Penghambat api intumescent, bersinergi dengan aluminium hipofosfit | 5–10% | Diperlukan APP tahan asam |
| Melamin sianurat (MCA) | Sumber nitrogen, meningkatkan sinergi fosfor, menekan asap | 3–5% | Mengurangi tetesan |
2. Penghambat Api Tambahan dan Sinergis
Tabel Informasi Penghambat Api Tambahan
| Penghambat Api | Mekanisme | Pemuatan yang Disarankan | Perkataan |
|---|---|---|---|
| Seng borat | Meningkatkan pembentukan arang, menekan cahaya sisa | 2–5% | Jumlah yang berlebihan dapat memperlambat penyembuhan |
| Aluminium hidroksida halus | Pendinginan endotermik, penekanan asap | 5–8% | Kontrol pembebanan (untuk menghindari pengurangan Tg) |
3. Contoh Formulasi (Total Beban: 20–30%)
Formulasi Dasar (Relatif terhadap Total Kandungan Resin)
| Komponen | Konten (Relatif terhadap Resin) |
|---|---|
| Aluminium hipofosfit | 12% |
| APLIKASI | 8% |
| MCA | 4% |
| Seng borat | 3% |
| Aluminium hidroksida | 5% |
| Total Pemuatan | 32% (dapat disesuaikan menjadi 25–30%) |
II. Langkah-Langkah Pemrosesan Utama
1. Pencampuran dan Dispersi
A. Pra-Perawatan:
- Keringkan aluminium hipofosfit, APP, dan MCA pada suhu 80°C selama 2 jam (mencegah penyerapan air).
- Perlakukan pengisi anorganik (aluminium hidroksida, seng borat) dengan agen penggandeng silana (misalnya, KH-550).
B. Urutan Pencampuran:
- Resin epoksi + Penghambat api (60°C, aduk selama 1 jam)
- Tambahkan agen pengeras anhidrida (jaga suhu <80°C)
- Degassing vakum (-0,095 MPa, 30 menit)
2. Proses Pengeringan
Step Curing (Menyeimbangkan stabilitas penghambat api dan Tg tinggi):
- 85°C / 2 jam (inisiasi lambat, mengurangi gelembung)
- 120°C / 2 jam (memastikan reaksi anhidrida lengkap)
- 150°C / 1 jam (meningkatkan kepadatan ikatan silang, Tg >125°C)
3. Catatan Kunci
- Kontrol viskositas: Jika viskositas terlalu tinggi, tambahkan 5% pengencer epoksi reaktif (misalnya, AGE).
- Pengeringan tertunda: Gunakan metilheksahidroftalat anhidrida (MeHHPA) atau tambahkan 0,2% 2-etil-4-metilimidazol (memperlambat reaksi suhu ruangan).
III. Verifikasi dan Penyesuaian Kinerja
1. Tahan Api:
- Uji UL94 V0 (ketebalan 1,6 mm): Pastikan waktu pembakaran <10 detik, tidak ada tetesan.
- Jika gagal: Tingkatkan aluminium hipofosfit (+3%) atau APP (+2%).
2. Kinerja Termal:
- Tes DSC untuk Tg: Jika Tg <125°C, kurangi aluminium hidroksida (menurunkan Tg karena efek endotermik).
3. Sifat Mekanik:
- Jika kekuatan lentur turun, tambahkan 1–2% nano-silika untuk penguatan.
IV. Potensi Masalah dan Solusi
Tabel Masalah dan Solusi Penghambat Api
| Masalah | Menyebabkan | Larutan |
|---|---|---|
| Pengeringan tidak sempurna | Penyerapan kelembapan atau gangguan pH dari penghambat api | Pengisi pra-kering, gunakan APP tahan asam |
| Aliran resin yang buruk | Pengisian pengisi yang berlebihan | Kurangi aluminium hidroksida menjadi 3% atau tambahkan pengencer |
| Kegagalan UL94 | Sinergi PN tidak memadai | Meningkatkan MCA (hingga 6%) atau aluminium hipofosfit (hingga 15%) |
V. Formulasi Alternatif (Jika Diperlukan)
Ganti bagian APP dengan turunan DOPO (misalnya, DOPO-HQ):
- 8% DOPO-HQ + 10% aluminium hipofosfit mengurangi pemuatan total (~18%) sambil mempertahankan kinerja.
Kombinasi ini menyeimbangkan ketahanan api, keamanan lingkungan, dan kinerja suhu tinggi. Uji coba skala kecil (500 g) direkomendasikan sebelum produksi skala penuh.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Waktu posting: 25-Jul-2025
