Formule-ûntwerp foar MCA en aluminiumhypofosfiet (AHP) yn skiedingscoating foar flammefertraging

Formule-ûntwerp foar MCA en aluminiumhypofosfiet (AHP) yn skiedingscoating foar flammefertraging

Op basis fan 'e spesifike easken fan' e brûker foar flammefertragende skiedingscoatings, de skaaimerken fanMelamine Cyanuraat (MCA)enAluminiumhypofosfiet (AHP)wurde as folget analysearre:

1. Kompatibiliteit mei slurrysystemen

• MCA:
• Wetterige systemen:Fereasket oerflakmodifikaasje (bygelyks silaan-koppelingsmiddels of surfactants) om de dispergeerberens te ferbetterjen; oars kin agglomeraasje foarkomme.
• NMP-systemen:Kin lichte swelling fertoane yn poalêre oplosmiddels (oanrikkemandearre: test de swellingssnelheid nei 7 dagen ûnderdompeling).
• AHP:
• Wetterige systemen:Goede dispergeerberens, mar de pH moat kontrolearre wurde (soere omstannichheden kinne hydrolyse feroarsaakje).
• NMP-systemen:Hege gemyske stabiliteit mei minimaal risiko op swelling.
  Konklúzje:AHP lit bettere kompatibiliteit sjen, wylst MCA modifikaasje fereasket.

2. Partikelgrutte en oanpassingsfermogen fan it coatingproses

• MCA:
• Oarspronklike D50: ~1–2 μm; fereasket slypjen (bgl. sânfrezen) om de dieltsjegrutte te ferminderjen, mar kin de laachstruktuer beskeadigje, wêrtroch't de flammefertragende effisjinsje beynfloede wurdt.
• De uniformiteit nei it slypjen moat ferifiearre wurde (SEM-observaasje).
• AHP:
• Oarspronklike D50: Typysk ≤5 μm; slypjen oant D50 0,5 μm/D90 1 μm is berikber (oermjittich slypjen kin viskositeitspieken fan 'e slurry feroarsaakje).
  Konklúzje:MCA hat bettere oanpasberens oan dieltsjegrutte mei leger prosesrisiko.

3. Adhesje en slijtvastheid

• MCA:
• Lege polariteit liedt ta minne hechting mei PE/PP-skiedingsfilms; fereasket 5–10% bindmiddels op basis fan acryl (bygelyks PVDF-HFP).
• In hege wriuwingskoëffisjint kin it nedich meitsje om 0,5–1% nano-SiO₂ ta te foegjen om de slijtvastheid te ferbetterjen.
• AHP:
• Oerflakhydroxylgroepen foarmje wetterstofbiningen mei de skieder, wêrtroch't de adhesion ferbettere wurdt, mar 3-5% polyurethaanbindmiddels binne noch altyd nedich.
• Hegere hurdens (Mohs ~3) kin feroarsaakje dat mikropartikels ôfstjitte ûnder langere wriuwing (fereasket sykliske testen).
  Konklúzje:AHP biedt bettere algemiene prestaasjes, mar fereasket binderoptimalisaasje.

4. Termyske stabiliteit en ûntbiningseigenskippen

• MCA:
• Untbiningstemperatuer: 260–310 °C; kin gjin gas generearje by 120–150 °C, wêrtroch't termyske ûntsnapping mooglik net ûnderdrukt wurde kin.
• AHP:
• Untbiningstemperatuer: 280–310 °C, ek net genôch foar gasgeneraasje by lege temperatuer.
  Wichtige kwestje:Beide ûntbinen boppe it doelberik (120–150 °C).Oplossingen:
• Yntrodusearje leechtemperatuer-synergisten (bgl. mikroynkapsulearre read fosfor, ûntbiningsberik: 150–200 °C) of modifisearre ammoniumpolyfosfaat (APP, coated om ûntbining oan te passen oan 140–180 °C).
• Untwerp inMCA/APP-komposit (ferhâlding 6:4)om gebrûk te meitsjen fan APP's lege-temperatuer gasgeneraasje + MCA's gasfaze flamremming.

5. Elektrogemyske en korrosjebestriding

• MCA:
• Elektrochemysk inert, mar oerbleaune frije melamine (suverens ≥99.5% fereaske) kin de ûntbining fan elektrolyt katalysearje.
• AHP:
• Soere ûnreinheden (bygelyks H₃PO₂) moatte minimalisearre wurde (ICP-test: metaalionen ≤10 ppm) om fersnelling fan LiPF₆-hydrolyse te foarkommen.
  Konklúzje:Beide fereaskje hege suverens (≥99%), mar MCA is makliker te suverjen.

Foarstel foar wiidweidige oplossing

1. Seleksje fan primêre flamfertrager:

• Foarkar:AHP (balansearre dispergerberens/adhesion) + synergist by lege temperatuer (bygelyks 5% mikroynkapsulearre reade fosfor).
• Alternatyf:Modifisearre MCA (karboksyl-grafted foar wetterige fersprieding) + APP synergist.

1. Prosesoptimalisaasje:

• Slurry formule:AHP (90%) + polyurethaanbindmiddel (7%) + bevochtigingsmiddel (BYK-346, 0,5%) + skuimûntstopper (2%).
• Slypparameters:Sânmûne mei 0,3 mm ZrO₂-kralen, 2000 rpm, 2 oeren (doel D90 ≤1 μm).

1. Falidaasjetests:

• Termyske ûntbining:TGA (gewichtsferlies <1% by 120 °C/2 oeren; gasútfier by 150 °C/30 min fia GC-MS).
• Elektrochemyske stabiliteit:SEM-observaasje nei 30 dagen ûnderdompeling yn 1M LiPF₆ EC/DMC by 60 °C.

Finale oanbefelling

Noch MCA noch AHP allinnich foldocht oan alle easken.hybride systeemwurdt advisearre:

• AHP (matriks)+mikroynkapsulearre reade fosfor (gasgenerator foar lege temperatuer)+nano-SiO₂(slijtvastheid).
• Kombinearje mei in wetterige hars mei hege adhesion (bygelyks, acryl-epoxy-kompositemulsie) en optimalisearje oerflakmodifikaasje foar dieltsjegrutte-/dispersjestabiliteit.
  Fierdere testenis nedich om termysk-elektrochemyske synergie te falidearjen.