تصميم صيغة لـ MCA وهيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP) في طلاء الفاصل لتثبيط اللهب

تصميم صيغة لـ MCA وهيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP) في طلاء الفاصل لتثبيط اللهب

بناءً على متطلبات المستخدم المحددة لطلاءات الفصل المقاومة للهب، فإن خصائصسيانورات الميلامين (MCA)وهيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP)يتم تحليلها على النحو التالي:

1. التوافق مع أنظمة الملاط

• إم سي إيه:
• الأنظمة المائية:يتطلب تعديل السطح (على سبيل المثال، عوامل ربط السيلان أو المواد الخافضة للتوتر السطحي) لتحسين قابلية التشتت؛ وإلا، فقد يحدث تكتل.
• أنظمة NMP:قد يظهر تورمًا طفيفًا في المذيبات القطبية (الموصى به: اختبار معدل التورم بعد غمر لمدة 7 أيام).
• أ.ه.ب:
• الأنظمة المائية:قابلية التشتت جيدة، ولكن يجب التحكم في الرقم الهيدروجيني (قد تؤدي الظروف الحمضية إلى التحلل المائي).
• أنظمة NMP:استقرار كيميائي عالي مع الحد الأدنى من خطر التورم.
  خاتمة:يظهر AHP توافقًا أفضل، في حين يتطلب MCA التعديل.

2. حجم الجسيمات وقابلية التكيف مع عملية الطلاء

• إم سي إيه:
• D50 الأصلي: ~1–2 ميكرومتر؛ يتطلب الطحن (على سبيل المثال، طحن الرمل) لتقليل حجم الجسيمات، ولكن قد يؤدي إلى إتلاف بنيته الطبقية، مما يؤثر على كفاءة مثبطات اللهب.
• يجب التحقق من التوحيد بعد الطحن (ملاحظة المجهر الإلكتروني الماسح).
• أ.ه.ب:
• D50 الأصلي: عادة ≤5 ميكرومتر؛ يمكن تحقيق الطحن إلى D50 0.5 ميكرومتر/D90 1 ميكرومتر (قد يؤدي الطحن المفرط إلى ارتفاعات في لزوجة الملاط).
  خاتمة:تتمتع MCA بقدرة أفضل على التكيف مع حجم الجسيمات مع انخفاض مخاطر العملية.

3. مقاومة الالتصاق والتآكل

• إم سي إيه:
• تؤدي القطبية المنخفضة إلى ضعف الالتصاق بأفلام الفصل PE/PP؛ وتتطلب 5-10% من المواد الرابطة القائمة على الأكريليك (على سبيل المثال، PVDF-HFP).
• قد يتطلب معامل الاحتكاك العالي إضافة 0.5-1% من نانو SiO₂ لتحسين مقاومة التآكل.
• أ.ه.ب:
• تشكل مجموعات الهيدروكسيل السطحية روابط هيدروجينية مع الفاصل، مما يحسن الالتصاق، ولكن لا تزال هناك حاجة إلى 3-5% من المواد الرابطة من مادة البولي يوريثين.
• قد تؤدي الصلابة العالية (موس ~3) إلى تساقط الجسيمات الدقيقة عند الاحتكاك لفترات طويلة (يتطلب اختبارًا دوريًا).
  خاتمة:يقدم AHP أداءً أفضل بشكل عام ولكنه يتطلب تحسين المجلد.

4. الاستقرار الحراري وخصائص التحلل

• إم سي إيه:
• درجة حرارة التحلل: 260-310 درجة مئوية؛ لا يمكن توليد الغاز عند درجة حرارة 120-150 درجة مئوية، مما قد يؤدي إلى الفشل في قمع الهروب الحراري.
• أ.ه.ب:
• درجة حرارة التحلل: 280–310 درجة مئوية، وهي أيضًا غير كافية لتوليد الغاز منخفض الحرارة.
  القضية الرئيسية:يتحلل كلاهما فوق النطاق المستهدف (120–150 درجة مئوية).الحلول:
• إدخال عوامل التآزر منخفضة الحرارة (على سبيل المثال، الفوسفور الأحمر المغلف بغلاف دقيق، نطاق التحلل: 150-200 درجة مئوية) أو بولي فوسفات الأمونيوم المعدل (APP، المغلف لضبط التحلل إلى 140-180 درجة مئوية).
• تصميممركب MCA/APP (نسبة 6:4)للاستفادة من توليد الغاز منخفض الحرارة من APP + تثبيط اللهب في الطور الغازي من MCA.

5. المقاومة الكهروكيميائية والتآكل

• إم سي إيه:
• الميلامين الحر المتبقي (درجة النقاء المطلوبة ≥99.5%) خامل كهروكيميائيًا، ولكنه قد يحفز تحلل الإلكتروليت.
• أ.ه.ب:
• يجب تقليل الشوائب الحمضية (على سبيل المثال، H₃PO₂) (اختبار ICP: أيونات معدنية ≤10 جزء في المليون) لتجنب تسريع تحلل LiPF₆.
  خاتمة:يتطلب كلاهما نقاء عالي (≥99%)، ولكن MCA أسهل في التنقية.

اقتراح الحل الشامل

1. اختيار مثبطات اللهب الأساسية:

• المفضل:AHP (التشتت المتوازن/الالتصاق) + تآزر منخفض الحرارة (على سبيل المثال، 5% من الفوسفور الأحمر المغلف بغلاف دقيق).
• بديل:MCA معدل (مطعّم بالكربوكسيل للتشتت المائي) + APP متآزر.

1. تحسين العملية:

• صيغة الطين:AHP (90%) + رابط البولي يوريثين (7%) + عامل ترطيب (BYK-346، 0.5%) + مزيل الرغوة (2%).
• معلمات الطحن:طاحونة رملية مع حبيبات ZrO₂ مقاس 0.3 مم، 2000 دورة في الدقيقة، 2 ساعة (الهدف D90 ≤1 ميكرومتر).

1. اختبارات التحقق:

• التحلل الحراري:TGA (فقدان الوزن <1% عند 120 درجة مئوية/ساعتين؛ إخراج الغاز عند 150 درجة مئوية/30 دقيقة عبر GC-MS).
• الاستقرار الكهروكيميائي:ملاحظة المجهر الإلكتروني الماسح بعد غمر لمدة 30 يومًا في 1M LiPF₆ EC/DMC عند 60 درجة مئوية.

التوصية النهائية

لا يلبي كل من MCA و AHP بمفردهما جميع المتطلبات.نظام هجينينصح بما يلي:

• AHP (المصفوفة)+الفوسفور الأحمر المغلف بكبسولات دقيقة (مولد غاز منخفض الحرارة)+نانو-SiO₂(مقاومة التآكل).
• يتم إقرانه مع راتينج مائي عالي الالتصاق (على سبيل المثال، مستحلب مركب من الأكريليك والإيبوكسي) وتحسين تعديل السطح لتحقيق استقرار حجم الجسيمات/التشتت.
  مزيد من الاختباراتمطلوب للتحقق من صحة التآزر الحراري الكهروكيميائي.