Proces otapanja i disperzije krutih usporivača gorenja u poliuretanskom AB ljepilnom sustavu

Proces otapanja i disperzije krutih usporivača gorenja u poliuretanskom AB ljepilnom sustavu

Za otapanje/disperziju krutih usporivača gorenja kao što su aluminijev hipofosfit (AHP), aluminijev hidroksid (ATH), cinkov borat i melamin cijanurat (MCA) u poliuretanskom AB ljepilnom sustavu, ključni koraci uključuju prethodnu obradu, postupnu disperziju i strogu kontrolu vlage. U nastavku je detaljan postupak (za formulacije s visokim usporivačima gorenja; ostale formulacije mogu se prilagoditi u skladu s tim).

I. Temeljna načela

1. „Otapanje“ je u biti disperzija: Čvrsti usporivači gorenja moraju biti jednoliko dispergirani u poliolu (A-komponenta) kako bi se formirala stabilna suspenzija.
2. Prethodna obrada usporivača gorenja: Rješavanje problema apsorpcije vlage, aglomeracije i reaktivnosti s izocijanatima.
3. Postupno dodavanje: Dodajte materijale prema gustoći i veličini čestica kako biste izbjegli lokalizirane visoke koncentracije.
4. Stroga kontrola vlage: Voda troši izocijanat (-NCO) u B-komponenti, što dovodi do lošeg stvrdnjavanja.

II. Detaljan postupak rada (na temelju 100 dijelova poliola u A-komponenti)

Korak 1: Prethodna obrada usporivačem plamena (24 sata unaprijed)

• Aluminijev hipofosfit (AHP, 10 dijelova):
  • Površinski premaz silanskim vezivnim sredstvom (KH-550) ili titanatnim vezivnim sredstvom (NDZ-201):
    • Pomiješajte 0,5 dijelova vezivnog sredstva + 2 dijela bezvodnog etanola, miješajte 10 minuta za hidrolizu.
    • Dodajte AHP prah i miješajte velikom brzinom (1000 okretaja u minuti) 20 minuta.
    • Sušite u pećnici na 80°C 2 sata, a zatim čuvajte zatvoreno.
• Aluminijev hidroksid (ATH, 25 dijelova):
  • Koristite submikronski, silanom modificirani ATH (npr. Wandu WD-WF-20). Ako nije modificiran, tretirajte slično kao i AHP.
• MCA (6 dijelova) i cinkov borat (4 dijela):
  • Sušite na 60°C 4 sata kako biste uklonili vlagu, a zatim prosijajte kroz sito od 300 mesh.

Korak 2: Proces disperzije A-komponente (poliolna strana)

1. Miješanje baze:
   • U suhu posudu dodajte 100 dijelova poliola (npr. polieter poliola PPG).
   • Dodajte 0,3 dijela polieterom modificiranog polisiloksanskog sredstva za izravnavanje (npr. BYK-333).
2. Predraspršivanje pri maloj brzini:
   • Dodajte usporivače gorenja redom: ATH (25 dijelova) → AHP (10 dijelova) → cinkov borat (4 dijela) → MCA (6 dijelova).
   • Miješajte pri 300-500 okretaja u minuti 10 minuta dok ne nestane suhog praha.
3. Disperzija pri visokom smicanju:
   • Prebacite se na disperzator velike brzine (≥1500 okretaja u minuti) na 30 minuta.
   • Kontrolna temperatura ≤50°C (kako bi se spriječila oksidacija poliola).
4. Brušenje i usavršavanje (kritično!):
   • Propustiti kroz mlin s tri valjka ili košasti mlin za pijesak 2-3 puta dok finoća ne dostigne ≤30μm (testirano Hegmanovim mjeračem).
5. Podešavanje viskoznosti i uklanjanje pjene:
   • Dodajte 0,5 dijelova hidrofobnog pirogenog silicijevog dioksida (Aerosil R202) kako biste spriječili taloženje.
   • Dodajte 0,2 dijela silikonskog sredstva protiv pjenjenja (npr. Tego Airex 900).
   • Miješajte pri 200 okretaja u minuti 15 minuta radi otplinjavanja.

Korak 3: Tretman B-komponente (izocijanatne strane)

• B-komponenti (npr. MDI prepolimeru) dodajte 4-6 dijelova molekularnog sita (npr. Zeochem 3A) za apsorpciju vlage.
• Ako koristite tekuće fosforne usporivače gorenja (opcija niske viskoznosti), izravno umiješajte u B-komponentu i miješajte 10 minuta.

Korak 4: Miješanje i stvrdnjavanje AB komponente

• Omjer miješanja: Slijedite originalni dizajn AB ljepila (npr. A:B = 100:50).
• Postupak miješanja:
  • Koristite dvokomponentnu planetarnu miješalicu ili statičku miješalicu.
  • Miksajte 2-3 minute dok ne postane jednolično (bez stvaranja niti).
• Uvjeti sušenja:
  • Stvrdnjavanje na sobnoj temperaturi: 24 sata (produženo za 30% zbog apsorpcije topline usporivačem plamena).
  • Ubrzano stvrdnjavanje: 60°C/2 sata (validirajte rezultate bez mjehurića).

III. Ključne točke kontrole procesa

IV. Alternativne metode disperzije (bez opreme za mljevenje)

1. Prethodna obrada kugličnog mljevenja:
   • Pomiješajte usporivače gorenja i poliol u omjeru 1:1, mljite u kugličnom mlinu 4 sata (kuglice od cirkonija, veličine 2 mm).
2. Metoda masterbatcha:
   • Pripremite masterbatch s 50% usporivača gorenja (poliol kao nosač), a zatim razrijedite prije upotrebe.
3. Ultrazvučna disperzija:
   • Primijenite ultrazvuk (20 kHz, 500 W, 10 min) na prethodno pomiješanu suspenziju (pogodno za male serije).

V. Preporuke za provedbu

1. Prvo testiranje u malom obimu: Testirajte sa 100 g A-komponente, fokusirajući se na stabilnost viskoznosti (promjena u 24 sata <10%) i brzinu stvrdnjavanja.
2. Pravilo redoslijeda dodavanja usporivača plamena:
   • „Prvo teško, kasnije lagano; prvo fino, kasnije grubo“ → ATH (teško) → AHP (fino) → cinkov borat (srednje) → MCA (lako/grubo).
3. Rješavanje problema u hitnim slučajevima:
   • Nagli porast viskoznosti: Dodati 0,5% propilen glikol metil eter acetata (PMA) za razrjeđivanje.
   • Loše stvrdnjavanje: B-komponenti dodati 5% modificiranog MDI-ja (npr. Wanhua PM-200).