¿Cómo reducir la densidad del humo del adhesivo epoxi con retardante de llama AHP y MCA?

La adición de hipofosfito de aluminio y MCA al adhesivo epóxico produce una alta emisión de humo. El uso de borato de zinc para reducir la densidad y la emisión de humo es viable, pero es necesario optimizar la formulación actual para lograr la proporción adecuada.

1. Mecanismo de supresión de humo del borato de zinc

El borato de zinc es un eficaz supresor de humo y sinergista retardante de llama. Sus mecanismos incluyen:

• Promoción de la formación de char:Forma una densa capa de carbón durante la combustión, aislando el oxígeno y el calor y reduciendo la liberación de gases inflamables.
• Inhibición del humo: Cataliza reacciones de reticulación para reducir la generación de partículas de humo, disminuyendo la densidad del humo (especialmente eficaz para polímeros como el epoxi).
• Efecto sinérgico:Mejora la resistencia al fuego cuando se combina con retardantes de llama a base de fósforo (por ejemplo, hipofosfito de aluminio) y a base de nitrógeno (por ejemplo, MCA).

2. Supresores de humo alternativos o complementarios

Para optimizar aún más la supresión de humo, considere las siguientes soluciones sinérgicas:

• Compuestos de molibdeno(por ejemplo, molibdato de zinc, trióxido de molibdeno): más eficaz que el borato de zinc, pero más costoso; se recomienda mezclarlo con borato de zinc (por ejemplo, borato de zinc: molibdato de zinc = 2:1).
• Hidróxido de aluminio/magnesio:Requiere una carga alta (20-40 phr), lo que puede afectar las propiedades mecánicas del epoxi: ajuste con precaución.

3. Ajustes de formulación recomendados

Suponiendo que la formulación original eshipofosfito de aluminio + MCAAquí están las instrucciones de optimización (basadas en 100 partes de resina epoxi):

Opción 1: Adición directa de borato de zinc

• Hipofosfito de aluminio: Reducir de 20-30 phr a15-25 ph
• MCA: Reducir de 10-15 phr a8-12 phr
• Borato de zinc: Añadir5-15 ph(comience la prueba a las 10 phr)
• Contenido total de retardante de llama:Mantener en30-40 ph(evitar cantidades excesivas que afecten el rendimiento del adhesivo).

Opción 2: Sinergia de borato de zinc + molibdato de zinc

• Hipofosfito de aluminio:15-20 fr
• MCA:5-10 phr
• Borato de zinc:8-12 phr
• Molibdato de zinc:4-6 phr
• Contenido total de retardante de llama:30-35 ph.

4. Métricas de validación clave

• Retardancia de llama:Quema vertical UL-94, pruebas LOI (objetivo: V-0 o LOI >30%).
• Densidad del humo:Utilice un comprobador de densidad de humo (por ejemplo, cámara de humo NBS) para comparar la reducción en la clasificación de densidad de humo (SDR).
• Propiedades mecánicas:Asegúrese de que la resistencia a la tracción y la fuerza de adhesión cumplan con los requisitos después del curado.
• Procesabilidad:Confirmar la dispersión uniforme de los retardantes de llama sin afectar la viscosidad ni el tiempo de curado.

5. Consideraciones

• Control del tamaño de partículas:Opte por borato de zinc de tamaño nanométrico (por ejemplo, tamaño de partícula <1 μm) para mejorar la dispersión.
• Modificación de la superficie:Trate el borato de zinc con un agente de acoplamiento de silano para mejorar la compatibilidad con la resina epoxi.
• Cumplimiento normativo:Asegúrese de que los retardantes de llama seleccionados cumplan con RoHS, REACH y otras regulaciones.

6. Ejemplo de formulación (referencia)

7. Resumen

• El borato de zinc es una opción eficaz para reducir la emisión de humo. Se recomienda añadir10-15 phmientras reduce moderadamente el contenido de hipofosfito de aluminio/MCA.
• Para una mayor supresión del humo, mezcle con compuestos de molibdeno (por ejemplo,4-6 phr).
• Es necesaria una validación experimental para equilibrar la resistencia al fuego, la supresión de humo y las propiedades mecánicas.

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