تركيبة مرجعية مقاومة للهب للمواد اللاصقة الأكريليكية بالحرارة
لتلبية متطلبات مقاومة اللهب UL94 V0 للمواد اللاصقة الأكريليكية بالحرارة الصلبة، مع الأخذ في الاعتبار خصائص مثبطات اللهب الموجودة وخصوصيات أنظمة الحرارة الصلبة، تم اقتراح الصيغة المحسنة التالية والتحليل الرئيسي:
1. مبادئ تصميم التركيبة ومتطلبات نظام التصلب الحراري
- يجب أن تتوافق مع درجة حرارة المعالجة (عادةً 120-180 درجة مئوية)
- يجب أن تتحمل مثبطات اللهب المعالجة بدرجات حرارة عالية (تجنب فشل التحلل)
- ضمان استقرار التشتت في الأنظمة ذات الكثافة العالية للترابط المتقاطع
- تحقيق التوازن بين القوة الميكانيكية بعد المعالجة وكفاءة مقاومة اللهب
II. تصميم نظام مثبطات اللهب التآزري
وظائف مقاومة اللهب والتوافق مع المواد الصلبة بالحرارة
| مثبطات اللهب | الدور الأساسي | التوافق مع المواد الصلبة بالحرارة | التحميل الموصى به |
|---|---|---|---|
| ATH فائق الدقة | FR الرئيسي: الجفاف الماص للحرارة، التخفيف في الطور الغازي | يتطلب تعديل السطح (مضاد للتكتل) | ≤35% (التحميل المفرط يقلل من الترابط المتبادل) |
| هيبوفوسفيت الألومنيوم | مُؤازر: مُحفِّز الفحم، كاسح الجذور (PO·) | درجة حرارة التحلل >300 درجة مئوية، مناسبة للمعالجة | 8-12% |
| بورات الزنك | معزز الفحم: يشكل حاجزًا زجاجيًا، ويقلل من الدخان | يتفاعل مع ATH (عنصر Al-BO) | 5-8% |
| MCA (سيانورات الميلامين) | FR في الطور الغازي: يطلق NH₃، ويمنع الاحتراق | درجة حرارة التحلل 250-300 درجة مئوية (درجة حرارة المعالجة <250 درجة مئوية) | 3-5% |
ثالثًا: التركيبة الموصى بها (الوزن٪)
إرشادات معالجة المكونات
| عنصر | نسبة | ملاحظات حول معالجة المفاتيح |
|---|---|---|
| راتنج أكريليك حراري | 45-50% | نوع منخفض اللزوجة (على سبيل المثال، أكريلات الإيبوكسي) لتحميل حشو عالي |
| ATH المعدل بالسطح (D50 <5µm) | 25-30% | معالج مسبقًا باستخدام السيلان KH-550 |
| هيبوفوسفيت الألومنيوم | 10-12% | مخلوط مسبقًا مع ATH، ويضاف على دفعات |
| بورات الزنك | 6-8% | تمت إضافته مع MCA؛ لتجنب التدهور الناتج عن القص العالي |
| إم سي إيه | 4-5% | الخلط منخفض السرعة في المرحلة المتأخرة (<250 درجة مئوية) |
| المشتت (BYK-2152 + شمع PE) | 1.5-2% | يضمن توزيع الحشو بالتساوي |
| عامل الاقتران (KH-550) | 1% | تم معالجته مسبقًا باستخدام ATH/hypophosphite |
| عامل المعالجة (BPO) | 1-2% | منشط بدرجة حرارة منخفضة للتصلب السريع |
| عامل مضاد للترسيب (Aerosil R202) | 0.5% | مضاد للترسيب ثيكسوتروبي |
رابعًا: ضوابط العمليات الحرجة
1. عملية التشتت
- المعالجة المسبقة: نقع ATH و hypophosphite في محلول 5% KH-550/إيثانول (ساعتان، تجفيف عند درجة حرارة 80 درجة مئوية)
- تسلسل الخلط:
- الراتنج + المشتت → خلط منخفض السرعة → إضافة ATH/hypophosphite معدل → تشتت عالي السرعة (2500 دورة في الدقيقة، 20 دقيقة) → إضافة بورات الزنك/MCA → خلط منخفض السرعة (تجنب تحلل MCA)
- المعدات: خلاط كوكبي (إزالة الغازات بالتفريغ) أو مطحنة ثلاثية الأسطوانات (للمساحيق فائقة الدقة)
2. تحسين المعالجة
- المعالجة التدريجية: 80 درجة مئوية/ساعة واحدة (قبل التجلط) → 140 درجة مئوية/ساعتين (بعد المعالجة، لتجنب تحلل MCA)
- التحكم في الضغط: 0.5-1 ميجا باسكال لمنع ترسب الحشو
3. الآليات التآزرية
- ATH + Hypophosphite: يشكل فحمًا معززًا بـ AlPO₄ أثناء إزالة الجذور الحرة (PO·)
- بورات الزنك + MCA: حاجز مزدوج غازي-صلب (تخفيف NH₃ + طبقة زجاجية منصهرة)
خامسًا: استراتيجيات ضبط الأداء
المشاكل والحلول الشائعة
| مشكلة | السبب الجذري | حل |
|---|---|---|
| اشتعال بالتنقيط | لزوجة ذوبان منخفضة | زيادة MCA إلى 5% + هيبوفوسفيت إلى 12%، أو إضافة 0.5% من مسحوق PTFE الدقيق |
| هشاشة ما بعد المعالجة | تحميل ATH المفرط | تقليل ATH إلى 25% + 5% نانو-CaCO₃ (التصلب) |
| ترسيب التخزين | ضعف اللزوجة | زيادة السيليكا إلى 0.8% أو التبديل إلى BYK-410 |
| LOI <28% | عدم كفاية FR في الطور الغازي | أضف 2% من الفوسفور الأحمر المغلف أو 1% من النانو-BN |
سادسا. مقاييس التحقق
- UL94 V0: عينات 3.2 مم، إجمالي وقت اللهب <50 ثانية (بدون اشتعال قطني)
- LOI ≥30% (هامش الأمان)
- بقايا TGA > 25% (800 درجة مئوية، N₂)
- التوازن الميكانيكي: قوة الشد >8 ميجا باسكال، قوة القص >6 ميجا باسكال
النقاط الرئيسية
- يحقق تصنيف V0 مع الحفاظ على السلامة الميكانيكية.
- يوصى بإجراء تجارب على نطاق صغير (50 جرامًا) قبل التوسع.
- للحصول على أداء أعلى: يمكن إضافة 2-3% من مشتقات DOPO (على سبيل المثال، فوسفافينانثرين).
تضمن هذه التركيبة الامتثال لمعايير مقاومة اللهب الصارمة مع تحسين قابلية المعالجة والأداء النهائي.
وقت النشر: 1 يوليو 2025
