Formulasi dan Teknologi Pemrosesan Bahan Tahan Api Bebas Halogen untuk Resin Epoksi
Pelanggan mencari bahan penghambat api yang ramah lingkungan, bebas halogen, dan bebas logam berat yang cocok untuk resin epoksi dengan sistem pengerasan anhidrida, yang memerlukan kepatuhan UL94-V0. Bahan pengeras harus berupa bahan pengeras epoksi suhu tinggi dengan Tg di atas 125°C, yang memerlukan pengerasan panas pada suhu 85–120°C dan reaksi lambat pada suhu ruang. Berikut adalah formulasi detail seperti yang diminta oleh pelanggan.
I. Sistem Formulasi Tahan Api
1. Sistem Penghambat Api Inti: Sinergi Fosfor-Nitrogen
Tabel Informasi Bahan Tahan Api
| Tahan Api | Mekanisme | Pemuatan yang Disarankan | Perkataan |
|---|---|---|---|
| Aluminium hipofosfit | Penghambat api fase terkondensasi, membentuk lapisan arang aluminium fosfat. | 10–15% | Bahan penghambat api utama, suhu dekomposisi >300°C |
| Amonium polifosfat (APP) | Sifat tahan api intumesen, bersinergi dengan aluminium hipofosfit. | 5–10% | APP tahan asam diperlukan |
| Melamin sianurat (MCA) | Sumber nitrogen, meningkatkan sinergi fosfor, menekan asap. | 3–5% | Mengurangi tetesan |
2. Bahan Tambahan Penghambat Api dan Sinergis
Tabel Informasi Bahan Tambahan Penghambat Api
| Tahan Api | Mekanisme | Pemuatan yang Disarankan | Perkataan |
|---|---|---|---|
| Seng borat | Mendorong pembentukan arang, menekan pijar setelah pembakaran | 2–5% | Jumlah yang berlebihan dapat memperlambat proses penyembuhan. |
| Aluminium hidroksida halus | Pendinginan endotermik, penekanan asap | 5–8% | Kontrol pemuatan (untuk menghindari penurunan Tg) |
3. Contoh Formulasi (Total Muatan: 20–30%)
Formulasi Dasar (Relatif terhadap Total Kandungan Resin)
| Komponen | Kandungan (Relatif terhadap Resin) |
|---|---|
| Aluminium hipofosfit | 12% |
| APLIKASI | 8% |
| MCA | 4% |
| Seng borat | 3% |
| Aluminium hidroksida | 5% |
| Total Beban | 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 kelembapan).
- Olah bahan pengisi anorganik (aluminium hidroksida, seng borat) dengan agen pengikat silana (misalnya, KH-550).
B. Urutan Pencampuran:
- Resin epoksi + Penghambat api (60°C, aduk selama 1 jam)
- Tambahkan zat pengeras anhidrida (jaga suhu <80°C)
- Penghilangan gas vakum (-0,095 MPa, 30 menit)
2. Proses Pengeringan
Pengeringan Bertahap (Menyeimbangkan stabilitas tahan api dan Tg tinggi):
- 85°C / 2 jam (inisiasi lambat, mengurangi gelembung)
- 120°C / 2 jam (memastikan reaksi anhidrida sempurna)
- 150°C / 1 jam (meningkatkan kepadatan ikatan silang, Tg >125°C)
3. Catatan Penting
- Pengendalian viskositas: Jika viskositas terlalu tinggi, tambahkan 5% pengencer epoksi reaktif (misalnya, AGE).
- Penundaan pengeringan: Gunakan metilheksahidroftalat anhidrida (MeHHPA) atau tambahkan 0,2% 2-etil-4-metilimidazol (memperlambat reaksi pada suhu ruang).
III. Verifikasi dan Penyesuaian Kinerja
1. Ketahanan Api:
- Uji UL94 V0 (ketebalan 1,6 mm): Pastikan waktu pembakaran <10 detik, tidak menetes.
- Jika gagal: Tingkatkan aluminium hipofosfit (+3%) atau APP (+2%).
2. Kinerja Termal:
- Uji DSC untuk Tg: Jika Tg <125°C, reduksi aluminium hidroksida (menurunkan Tg karena efek endotermik).
3. Sifat Mekanis:
- Jika kekuatan lentur menurun, tambahkan 1–2% nano-silika untuk penguatan.
IV. Potensi Masalah & Solusi
Tabel Masalah & Solusi Penghambat Api
| Masalah | Menyebabkan | Larutan |
|---|---|---|
| Penyembuhan tidak sempurna | Penyerapan kelembapan atau gangguan pH dari bahan penghambat api | Keringkan terlebih dahulu bahan pengisi, gunakan APP tahan asam. |
| Aliran resin yang buruk | Pemuatan filler yang berlebihan | Kurangi kadar aluminium hidroksida menjadi 3% atau tambahkan pengencer. |
| Kegagalan UL94 | Sinergi PN tidak mencukupi | Tingkatkan MCA (menjadi 6%) atau aluminium hipofosfit (menjadi 15%) |
V. Formulasi Alternatif (Jika Diperlukan)
Ganti sebagian APP dengan turunan DOPO (misalnya, DOPO-HQ):
- 8% DOPO-HQ + 10% aluminium hipofosfit mengurangi total beban (~18%) sambil mempertahankan kinerja.
Kombinasi ini menyeimbangkan ketahanan api, keamanan lingkungan, dan kinerja suhu tinggi. Uji coba skala kecil (500g) disarankan sebelum produksi skala penuh.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Waktu posting: 25 Juli 2025
