Dalam laluan teknologi arus perdana global kalis api bebas halogen, asap rendah dan tidak toksik, dan pengisian penebat resin epoksi, aluminium hidroksida (ATH) telah menjadi pengisi kalis api bukan organik pilihan dalam pengedap elektronik, tuangan, laminat bersalut kuprum, bahan komposit, komponen penebat dan bidang lain bagi bahan tahan api elektrik yang boleh tahan api kerana kelebihan kos tahan api yang komprehensif. penebat dan keramahan pemprosesan. Soalan teras yang paling biasa dibangkitkan oleh syarikat bahan global dalam pembangunan formula ialah: Berapakah jumlah maksimumaluminium hidroksidayang boleh ditambah kepada sistem resin epoksi?
Di bawah keadaan pengeluaran perindustrian yang memenuhi pencampuran biasa, nyahbuih, menuang/tuang/membentuk, dan tidak retak atau mengelupas selepas pengawetan, dan memenuhi piawaian prestasi mekanikal dan penebat:
1. Aluminium hidroksida yang tidak diubah suai konvensional: Jumlah tambahan praktikal maksimum ialah 50% -65 wt% (pecahan jisim);
2. Silane/titanat pengubahsuaian+saiz zarah gred aluminium hidroksida: jumlah tambahan maksimum praktikal boleh mencapai 70% -82 wt%;
3. Sistem pengoptimuman melampau makmal: Had atas teori boleh menghampiri 85% berat, tetapi ia hanya terpakai untuk proses khas dan tidak mempunyai kestabilan untuk pengeluaran berskala besar.
Ringkasnya: formula biasa ≤ 65%; Formula yang diubah suai dan dioptimumkan 70% -82%; Formula melampau tidak melebihi 85%. Ini ialah had tambahan yang selamat, stabil dan dihasilkan secara besar-besaran yang diiktiraf di peringkat global untuk sistem aluminium hidroksida epoksi.
Lebih tinggi jumlah aluminium hidroksida ditambah, lebih baik. Melanggar had atas secara langsung akan membawa kepada sekerap sistem, kegagalan pemprosesan dan keruntuhan prestasi. Empat kekangan utama secara kolektif menentukan 'garis merah tambahan maksimum'.
1. Kekangan kelikatan: Had atas mutlak kecairan pemprosesan
Resin epoksi itu sendiri mempunyai kelikatan asas tertentu, dan sebagai serbuk bukan organik, semakin tinggi jumlah aluminium hidroksida ditambah, peningkatan eksponen dalam kelikatan sistem.
-Lebih 65%: Sistem menjadi likat, sukar untuk dikacau, dan buih tidak boleh dikeluarkan;
-Lebih 75%: Kehilangan keupayaan meratakan, menuang dan tuangan sendiri, tidak dapat menyesuaikan diri dengan pendispensan automatik, pengedap vakum dan pembentukan acuan;
-Lebih daripada 82%: Resin tidak dapat membasahi permukaan pengisi sepenuhnya, mengakibatkan "penggumpalan serbuk kering dan penggumpalan kering", kehilangan kebolehprosesannya sepenuhnya.
Kelikatan ialah ambang pertama yang menentukan jumlah penambahan maksimum dan juga penunjuk kawalan teras untuk pengeluaran besar-besaran dalam industri elektronik, elektrik dan bahan komposit global.
2. Kekangan prestasi mekanikal: Seimbangkan sempadan antara kekuatan dan keliatan
Aluminium hidroksidaialah zarah bukan organik yang tegar, dan penambahan yang berlebihan boleh merosakkan rangkaian silang resin epoksi, mengakibatkan:
-Kekuatan hentaman dan pemanjangan semasa putus telah berkurangan dengan ketara, menjadikan bahan rapuh dan mudah retak;
-Kekuatan pelekat berkurangan, dan kekuatan ikatan dengan substrat dan komponen tidak mencukupi;
-Tidak padan dalam pekali pengembangan terma di bawah renjatan haba, mengakibatkan ledingan dan detasmen.
Titik imbangan optimum industri: Di bawah premis memenuhi kalis nyalaan UL94 V-0, jumlah penambahan hendaklah dikawal pada 55% -70%, yang boleh mengimbangi retardans nyalaan, kekuatan, keliatan dan kestabilan dimensi.
3. Kekangan keserasian antara muka: logik asas penyebaran dan pembasahan
Aluminium hidroksida yang tidak diubah suai mempunyai beberapa kumpulan hidroksil pada permukaannya, kekutuban yang kuat, dan keserasian yang lemah dengan resin epoksi. Di bawah penambahan tinggi, ia terdedah kepada:
-Membentuk perjumpaan kedua, mengakibatkan kecacatan dalaman;
-Daya ikatan antara antara muka pengisi dan resin adalah lemah, dan tekanan tertumpu;
-Prestasi penebat dan rintangan voltan bahan yang diawet berkurangan.
Dengan mengubah suai dengan ejen gandingan silane dan salutan dengan penyebaran super, keserasian antara muka boleh dipertingkatkan dengan ketara, meningkatkan jumlah penambahan maksimum daripada 65% kepada 70% -82%.
4. Kekangan proses: Perbezaan dalam had atas penambahan untuk proses pengacuan yang berbeza
Jumlah tambahan maksimum untuk proses yang berbeza dengan formula yang sama adalah berbeza sama sekali, yang merupakan prinsip penyesuaian proses yang mesti diikuti untuk pengeluaran besar-besaran global:
-Pengedap vakum/infusi elektronik: keperluan kecairan tinggi, had atas 60% -70%;
-Komponen tuangan acuan/elektrik: boleh dipanaskan untuk mengurangkan kelikatan, dengan had atas 70% -78%;
-Plastik Acuan/Mass Molded (BMC/DMC): pengacuan ricih tinggi, had atas 75% -82%;
-Agen pelekat/pengikat lapisan nipis: memerlukan kelikatan yang rendah dan penyusupan yang tinggi, dengan had atas 40% -55%.
Menghadapi permintaan untuk kalis api yang tinggi, nilai CTI yang tinggi, penebat yang tinggi dan kos rendah dalam pasaran mewah global, empat cara teknologi utama boleh digunakan untuk meningkatkan jumlah aluminium hidroksida yang ditambah dengan selamat sambil mengekalkan kestabilan sistem.
1. Pengubahsuaian permukaan pengisi: Kejuruteraan antara muka adalah teras
Salutan in situ aluminium hidroksida menggunakan agen gandingan silane (KH550/KH560/KH570), titanat, aluminat, dan polimer bercabang hiper:
-Mengurangkan kekutuban permukaan dan mengurangkan daya ikatan hidrogen antara zarah;
-Meningkatkan keserasian dan kebolehbasahan dengan matriks epoksi;
-Mengurangkan penggumpalan dan mengurangkan peningkatan kelikatan di bawah keadaan pengisian yang tinggi.
Selepas pengubahsuaian, kelikatan boleh dikurangkan sebanyak 30% -60% pada jumlah tambahan yang sama, dan tetingkap pengisian tinggi boleh dibuka terus.
2. Penggredan saiz zarah berbilang: pembungkusan yang ketat mengurangkan permintaan resin
Mengikuti teori pembungkusan ketat, gabungan saiz zarah besar, saiz zarah sederhana dan saiz zarah kecil (seperti 40 μ m+8 μ m+1.5 μ m) digunakan:
-Isi celah zarah besar dengan zarah kecil untuk mengurangkan keliangan;
-Kurangkan jumlah pembalut resin dan tingkatkan kebolehaliran di bawah kandungan pepejal yang sama;
-Mencapai jumlah tambahan yang lebih tinggi, kelikatan yang lebih rendah, dan ketumpatan yang lebih tinggi.
Pengoptimuman penggredan ialah penyelesaian yang paling kos efektif dan berkesan untuk meningkatkan jumlah bahan tambahan.
3. Pengkompaunan sistem epoksi kelikatan rendah: mengurangkan kelikatan daripada matriks
-Pilih epoksi berat molekul rendah, epoksi sikloalifatik dan epoksi alifatik;
-Pencair aktif kompaun (bebas VOC, mengambil bahagian dalam pengawetan, tidak berhijrah);
-Dipasangkan dengan agen pengawetan kelikatan rendah (polyetheramine, anhidrida diubah suai).
Semakin rendah kelikatan matriks, semakin kuat keupayaan untuk menampung aluminium hidroksida, dan jumlah penambahan maksimum boleh ditingkatkan sebanyak 8% -15%.
4. Bahan tambahan yang cekap dan pengukuhan proses: jaminan dwi reologi dan penyebaran
-Menambah agen pembasahan dan penyebaran yang cekap: memecahkan penggumpalan dan mengurangkan rintangan antara muka;
-Aditif reologi yang tepat: mencapai penipisan ricih, penyelesaian anti statik, dan aliran tinggi semasa pembinaan;
-Vakum penyebaran berkelajuan tinggi/pengisaran tiga gulung: Pastikan penyahpolimeran lengkap dan penyebaran seragam pengisi, dan mengelakkan penggumpalan serbuk kering.
Berdasarkan pensijilan sebenar dan pengalaman pengeluaran besar-besaran elektronik global dan elektrik, tenaga baharu, transit rel dan bahan komposit bangunan, sediakan garis panduan paling praktikal untuk menambah kuantiti:
1. Pelekat pasu elektronik (bekalan kuasa/pengawal/sensor): 50% -65%, kalis api V-0, kelikatan rendah, penebat tinggi;
2. Komponen tuangan/penebat/suis elektrik: 65% -78%, CTI tinggi, kalis api yang tinggi, kekuatan mekanikal yang tinggi;
3. Papan lamina/penebat bersalut tembaga: 55% -70%, asap rendah, rintangan haba yang tinggi, kestabilan saiz;
4. Bahagian acuan BMC/DMC: 70% -82%, pengisian tinggi, kos rendah, kebolehbentukan tinggi;
5. Pelekat kalis api/sealant: 40% -55%, mengimbangi kekuatan ikatan dan kalis api.
Apabila perusahaan secara membuta tuli mengejar tahap aditif tinggi untuk mengurangkan kos atau memperbaiki kalis api, masalah tidak dapat dipulihkan mungkin timbul selepas melebihi had atas:
-Letupan kelikatan, tidak dapat dituang, dinyahbuih, atau terbentuk;
-Retak, meledingkan, kerapuhan yang tinggi, dan kegagalan akibat kitaran sejuk dan panas bahan yang diawet;
-Terdapat banyak kecacatan antara muka, mengakibatkan penurunan ketara dalam prestasi penebat dan rintangan voltan;
-Penyelesaian dan stratifikasi pengisi, kestabilan penyimpanan yang lemah;
-Kadar hasil yang rendah, tidak dapat lulus pensijilan global seperti UL, IEC, RoHS, dll.
Peringatan keselamatan: Jumlahaluminium hidroksidaditambah harus mengejar keseimbangan prestasi dan bukannya nilai yang melampau.
Untuk memenuhi permintaan pelanggan global untuk perlindungan alam sekitar bebas halogen, kalis nyalaan tinggi, kebolehpercayaan tinggi dan kos rendah, formula optimum mengikut prinsip berikut:
1. Tetapkan had bawah berdasarkan tahap kalis api: UL94 V-0 biasanya memerlukan ≥ 50%;
2. Tetapkan had atas berdasarkan teknologi pemprosesan: pengedap ≤ 70%, pengacuan ≤ 82%;
3. Meningkatkan had atas dengan penggredan diubah suai: Pengubahsuaian+penggredan boleh meningkatkan jumlah tambahan sebanyak 10% -15%;
4. Tentukan keputusan akhir melalui ujian prestasi: kelikatan, hentaman, lekatan, penebat dan kitaran haba semua lulus.
Jumlah maksimum aluminium hidroksida yang ditambahkan pada resin epoksi adalah hasil daripada kesan gabungan bahan, formulasi, proses dan sifat. Had atas praktikal sistem konvensional ialah 65%, manakala sistem pengoptimuman yang diubah suai secara stabil boleh mencapai 70% -82%, dengan nilai teori yang melampau tidak melebihi 85%.
Melalui pengubahsuaian permukaan, penggredan saiz zarah, matriks kelikatan rendah, pengoptimuman bahan tambahan, dan pengukuhan proses, pengisian tinggi, kalis api yang tinggi, dan penebat yang tinggi boleh dicapai tanpa mengorbankan kebolehprosesan dan sifat mekanikal, dengan sempurna menyesuaikan diri dengan piawaian yang ketat dan keperluan persekitaran elektronik global, tenaga baharu, elektrik, transit rel dan bidang lain. Ini adalah laluan teknologi teras untuk perusahaan material untuk meningkatkan daya saing produk dan mengembangkan pasaran antarabangsa.
