Proses Pelarutan dan Dispersi Bahan Penghambat Api Padat dalam Sistem Perekat Poliuretan AB

Proses Pelarutan dan Dispersi Bahan Penghambat Api Padat dalam Sistem Perekat Poliuretan AB

Untuk pelarutan/dispersi bahan 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 pengendalian kelembaban yang ketat. Berikut adalah proses detailnya (untuk formulasi dengan daya tahan api tinggi; formulasi lain dapat disesuaikan).

I. Prinsip-Prinsip Inti

1. “Pelarutan” pada dasarnya adalah pendispersian: Bahan penghambat api padat harus terdispersi secara merata dalam poliol (komponen A) untuk membentuk suspensi yang stabil.
2. Praperlakuan bahan penghambat api: Mengatasi masalah penyerapan kelembapan, aglomerasi, dan reaktivitas dengan isosianat.
3. Penambahan bertahap: Tambahkan bahan-bahan sesuai urutan kepadatan dan ukuran partikel untuk menghindari konsentrasi tinggi di satu titik.
4. Pengendalian kelembapan yang ketat: Air mengonsumsi isosianat (-NCO) dalam komponen B, yang menyebabkan pengerasan 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 pengikat silan (KH-550) atau agen pengikat titanat (NDZ-201):
    • Campurkan 0,5 bagian zat penghubung + 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 wadah tertutup rapat.
• Aluminium Hidroksida (ATH, 25 bagian):
  • Gunakan ATH berukuran submikron yang dimodifikasi silan (misalnya, Wandu WD-WF-20). Jika tidak dimodifikasi, perlakukan dengan cara yang sama seperti AHP.
• MCA (6 bagian) & Seng Borat (4 bagian):
  • Keringkan pada suhu 60°C selama 4 jam untuk menghilangkan kelembapan, lalu saring menggunakan saringan berukuran 300 mesh.

Langkah 2: Proses Dispersi Komponen A (Sisi Poliol)

1. Pencampuran Dasar:
   • Tambahkan 100 bagian poliol (misalnya, polieter poliol PPG) ke dalam wadah kering.
   • Tambahkan 0,3 bagian bahan 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 dengan kecepatan 300-500 rpm selama 10 menit hingga tidak ada bubuk kering yang tersisa.
3. Dispersi Geser Tinggi:
   • Beralihlah ke alat pendispersi kecepatan tinggi (≥1500 rpm) selama 30 menit.
   • Kontrol suhu ≤50°C (untuk mencegah oksidasi poliol).
4. Penggilingan & Pemurnian (Sangat Penting!):
   • Lewatkan melalui penggiling tiga rol atau penggiling pasir keranjang 2-3 kali hingga kehalusan ≤30μm (diuji dengan alat ukur Hegman).
5. Penyesuaian Viskositas & Penghilangan Busa:
   • Tambahkan 0,5 bagian silika fumed hidrofobik (Aerosil R202) untuk mencegah pengendapan.
   • Tambahkan 0,2 bagian penghilang busa silikon (misalnya, Tego Airex 900).
   • Aduk dengan 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 bahan penghambat api fosfor cair (opsi viskositas rendah), campurkan langsung ke dalam 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 rata (tidak menggumpal).
• Kondisi pengeringan:
  • Pengeringan pada suhu ruangan: 24 jam (diperpanjang hingga 30% karena penyerapan panas oleh bahan tahan api).
  • Pengeringan dipercepat: 60°C/2 jam (validasi untuk hasil tanpa gelembung).

III. Titik Kontrol Proses Utama

IV. Metode Dispersi Alternatif (Tanpa Peralatan Penggilingan)

1. Praperlakuan penggilingan bola:
   • Campurkan bahan penghambat api dan poliol dengan rasio 1:1, giling dengan ball mill selama 4 jam (bola zirkonia, ukuran 2 mm).
2. Metode masterbatch:
   • Siapkan masterbatch tahan api 50% (poliol sebagai pembawa), lalu encerkan sebelum digunakan.
3. Dispersi ultrasonik:
   • Lakukan ultrasonikasi (20kHz, 500W, 10 menit) pada bubur pra-campur (cocok untuk batch kecil).

V. Rekomendasi Implementasi

1. Pengujian skala kecil terlebih dahulu: Uji dengan 100g komponen A, fokus pada stabilitas viskositas (perubahan 24 jam <10%) dan kecepatan pengerasan.
2. Aturan urutan penambahan bahan penghambat api:
   • “Berat dulu, ringan kemudian; halus dulu, kasar kemudian” → ATH (berat) → AHP (halus) → seng borat (sedang) → MCA (ringan/kasar).
3. Penanganan masalah darurat:
   • Peningkatan viskositas mendadak: 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.