Proses Pelarutan dan Dispersi Penghambat Api Padat dalam Sistem Perekat AB Poliuretana

Proses Pelarutan dan Dispersi Penghambat Api Padat dalam Sistem Perekat AB Poliuretana

Untuk pelarutan/pendispersian zat penghambat api padat seperti aluminium hipofosfit (AHP), aluminium hidroksida (ATH), seng borat, dan melamin sianurat (MCA) dalam sistem perekat poliuretan AB, langkah-langkah kuncinya meliputi pra-perlakuan, dispersi bertahap, dan kontrol kelembapan yang ketat. Berikut adalah proses detailnya (untuk formulasi penghambat api tinggi; formulasi lain dapat disesuaikan).

I. Prinsip Inti

1. “Pelarutan” pada dasarnya adalah dispersi: Penghambat api padat harus tersebar secara merata dalam poliol (komponen A) untuk membentuk suspensi yang stabil.
2. Perlakuan pendahuluan bahan penghambat api: Atasi masalah penyerapan air, penggumpalan, dan reaktivitas dengan isocyanate.
3. Penambahan bertahap: Tambahkan bahan berdasarkan urutan kepadatan dan ukuran partikel untuk menghindari konsentrasi tinggi yang terlokalisasi.
4. Kontrol kelembaban yang ketat: Air menghabiskan isocyanate (-NCO) dalam komponen B, yang menyebabkan proses pengeringan yang buruk.

II. Prosedur Operasi Terperinci (Berdasarkan 100 bagian poliol dalam komponen A)

Langkah 1: Perlakuan Awal Tahan Api (24 jam sebelumnya)

• Aluminium Hipofosfit (AHP, 10 bagian):
  • Pelapisan permukaan dengan agen penggandeng silana (KH-550) atau agen penggandeng titanat (NDZ-201):
    • Campurkan 0,5 bagian agen penggandeng + 2 bagian etanol anhidrat, aduk selama 10 menit untuk hidrolisis.
    • Tambahkan bubuk AHP dan aduk dengan kecepatan tinggi (1000 rpm) selama 20 menit.
    • Keringkan dalam oven pada suhu 80°C selama 2 jam, lalu simpan dalam keadaan tertutup rapat.
• Aluminium Hidroksida (ATH, 25 bagian):
  • Gunakan ATH berukuran submikron yang dimodifikasi silana (misalnya, Wandu WD-WF-20). Jika tidak dimodifikasi, perlakukan serupa dengan AHP.
• MCA (6 bagian) & Seng Borat (4 bagian):
  • Keringkan pada suhu 60°C selama 4 jam untuk menghilangkan kelembapan, lalu saring melalui saringan 300 mesh.

Langkah 2: Proses Dispersi Komponen A (Sisi Poliol)

1. Pencampuran Basis:
   • Tambahkan 100 bagian poliol (misalnya, polieter poliol PPG) ke wadah kering.
   • Tambahkan 0,3 bagian agen perata polisiloksan yang dimodifikasi polieter (misalnya, BYK-333).
2. Pra-Dispersi Kecepatan Rendah:
   • Tambahkan bahan penghambat api secara berurutan: ATH (25 bagian) → AHP (10 bagian) → seng borat (4 bagian) → MCA (6 bagian).
   • Aduk pada kecepatan 300-500 rpm selama 10 menit hingga tidak ada bubuk kering yang tersisa.
3. Dispersi Geser Tinggi:
   • Beralihlah ke disperser berkecepatan tinggi (≥1500 rpm) selama 30 menit.
   • Suhu kontrol ≤50°C (untuk mencegah oksidasi poliol).
4. Penggilingan & Penyempurnaan (Kritis!):
   • Lewati penggilingan tiga rol atau penggilingan pasir keranjang 2-3 kali hingga kehalusan ≤30μm (diuji melalui pengukur Hegman).
5. Penyesuaian Viskositas & Penghilang Busa:
   • Tambahkan 0,5 bagian silika berasap hidrofobik (Aerosil R202) untuk mencegah pengendapan.
   • Tambahkan 0,2 bagian penghilang busa silikon (misalnya, Tego Airex 900).
   • Aduk pada kecepatan 200 rpm selama 15 menit untuk menghilangkan gas.

Langkah 3: Perawatan Komponen B (Sisi Isosianat)

• Tambahkan 4-6 bagian saringan molekuler (misalnya, Zeochem 3A) ke komponen B (misalnya, prepolimer MDI) untuk penyerapan kelembapan.
• Jika menggunakan penghambat api fosfor cair (pilihan viskositas rendah), campurkan langsung ke komponen B dan aduk selama 10 menit.

Langkah 4: Pencampuran & Pengeringan Komponen AB

• Rasio pencampuran: Ikuti desain perekat AB asli (misalnya, A:B = 100:50).
• Proses pencampuran:
  • Gunakan mixer planet dua komponen atau tabung pencampur statis.
  • Aduk selama 2-3 menit hingga merata (tidak ada yang menggumpal).
• Kondisi penyembuhan:
  • Pengeringan pada suhu ruangan: 24 jam (diperpanjang 30% karena penyerapan panas tahan api).
  • Pengeringan dipercepat: 60°C/2 jam (validasi untuk hasil bebas gelembung).

III. Titik Kontrol Proses Utama

IV. Metode Dispersi Alternatif (Tanpa Peralatan Penggilingan)

1. Perlakuan awal penggilingan bola:
   • Campur bahan penghambat api dan poliol dengan perbandingan 1:1, giling dengan ball mill selama 4 jam (bola zirkonia, ukuran 2mm).
2. Metode masterbatch:
   • Siapkan masterbatch penghambat api 50% (poliol sebagai pembawa), lalu encerkan sebelum digunakan.
3. Dispersi ultrasonik:
   • Terapkan ultrasonikasi (20kHz, 500W, 10 menit) pada bubur yang telah dicampur sebelumnya (cocok untuk batch kecil).

V. Rekomendasi Implementasi

1. Pengujian skala kecil terlebih dahulu: Uji dengan 100g komponen A, dengan fokus pada stabilitas viskositas (perubahan 24 jam <10%) dan kecepatan pengeringan.
2. Aturan urutan penambahan penghambat api:
   • “Berat dulu, ringan kemudian; halus dulu, kasar kemudian” → ATH (berat) → AHP (halus) → seng borat (sedang) → MCA (ringan/kasar).
3. Pemecahan masalah darurat:
   • Peningkatan viskositas secara tiba-tiba: Tambahkan 0,5% propilen glikol metil eter asetat (PMA) untuk mengencerkan.
   • Pengeringan yang buruk: Tambahkan 5% MDI yang dimodifikasi (misalnya, Wanhua PM-200) ke komponen B.