Alüminyum hidroksit (ATH)Epoksi reçine, kauçuk, kompozit malzemeler ve elektronik sızdırmazlık malzemelerinde en yaygın olarak kullanılan halojensiz alev geciktirici dolgu maddesi olarak alev geciktiricilik, duman bastırma, doldurma, yalıtım ve kontrol edilebilir maliyet gibi birçok avantaja sahiptir. Küresel üst düzey malzeme sisteminde vazgeçilmez bir işlevsel bileşendir. Bununla birlikte, pratik uygulamalarda, değiştirilmemiş alüminyum hidroksit, organik polimer matrisleriyle zayıf bir uyumluluğa, zayıf arayüzey bağlarına, yüksek dolum nedeniyle kolay topaklaşmaya ve sistemin önemli ölçüde azalmış mekanik özelliklerine sahiptir; bunlar, uzun süredir kısıtlı ürün stabilitesine ve uluslararası pazar rekabet gücüne sahiptir.
Yüzey işlemi, yukarıdaki sorunlu noktaları çözmenin temel teknoloji yoludur ve aynı zamanda epoksi reçine gibi polimer sistemlerde alüminyum hidroksitin dağılabilirliğini, ıslanabilirliğini, uyumluluğunu, mekanik gücünü, ısı direncini ve uzun vadeli güvenilirliğini iyileştirmenin en etkili yoludur.
Modifiye edilmemiş alüminyum hidroksitin yüzeyi, güçlü polarite ve yüksek yüzey enerjisi özellikleri sergileyen hidroksil grupları (-OH) açısından zengindir. Epoksi reçineler ve elastomerler gibi düşük polariteli organik matrislere sahip doğal arayüz bariyerlerine sahiptir ve temel olarak şu şekilde kendini gösterir:
1. Zayıf arayüz uyumluluğu, dolgu maddelerinin kolay topaklaşması ve düzgün dağılım zorluğu;
2. Reçine dolgunun yüzeyini tamamen ıslatamaz, arayüz boşlukları ve kusurları oluşturur;
3. Dış kuvvet altında arayüzeyde bağ kopması meydana gelebilir ve bu da malzemenin çatlamasına ve kırılgan kırılmasına yol açar;
4. Yüksek doldurma sisteminin viskozitesi keskin bir şekilde artar ve işleme akışkanlığı önemli ölçüde kötüleşir;
5. Çekme mukavemeti, bükülme mukavemeti ve darbe dayanıklılığı eşzamanlı olarak azalır, bu da üst düzey uygulamaların gereksinimlerini karşılayamaz.
Bu sorunlar doğrudan ürünlerin UL, IEC, RoHS vb. gibi uluslararası sertifikaları geçememesine yol açmaktadır ve aynı zamanda sıradan alüminyum hidroksitin küresel üst düzey tedarik zincirine girmesinin zor olmasının temel nedenleridir.
Alüminyum hidroksitin yüzey işleminin özü, inorganik parçacıkların yüzeyinde moleküler düzeyde bir organik kaplama katmanı oluşturarak üç temel işlevi yerine getiren arayüz mühendisliğidir:
1. Yüzey enerjisini azaltın, parçacıklar arasında kendiliğinden topaklanmayı en aza indirin ve dağılım tekdüzeliğini iyileştirin;
2. Polarite uyumu, dolgu maddesinin hidrofilikliğini oleofiliteye değiştirerek onu organik matrisle oldukça uyumlu hale getirir;
3. Stresi aktarmak ve mekanik mukavemeti arttırmak için dolgu maddeleri ve reçineler arasında kimyasal bağlar oluşturan arayüzey köprüleme.
Basitçe söylemek gerekirse, yüzey işlemi alüminyum hidroksiti "basit doldurma"dan "etkili sinerjiye" ve "yıkıcı performanstan" "gelişmiş performansa" dönüştürür.
Şu anda, üst düzeyalüminyum hidroksitDünya çapındaki ürünlerde genellikle spesifik veya bileşik yüzey işleme maddeleri kullanılır. Farklı sistemler; uyumluluk iyileştirmesi, mekanik geliştirme ve işleme akıcılığı açısından önemli farklılıklar gösterir. Aşağıdakiler sektördeki en olgun ve istikrarlı teknik rotalardır.
Silan birleştirme maddesi, alüminyum hidroksit ile epoksi reçine arasındaki uyumluluğu arttırmak için en etkili ve yaygın olarak kullanılan işlem yöntemidir; özellikle elektronik sızdırmazlık, dökülebilir malzemeler ve bakır kaplı laminatlar gibi üst düzey alanlar için uygundur.
Etki mekanizması:
-Silan molekülünün bir ucu ATH yüzeyindeki hidroksil grubu ile stabil bir kovalent bağ oluşturur;
-Diğer uçta epoksi reçinenin sertleşme reaksiyonuna doğrudan katılabilen epoksi, amino ve vinil grupları gibi fonksiyonel gruplar bulunur;
-Arayüzde güçlü bir 'moleküler köprü' oluşturarak arayüzey yapışmasını büyük ölçüde artırır.
Geliştirme etkisi:
-Uyumluluğu ve dağılabilirliği %50'den fazla artırın;
-Çekilme mukavemetini ve bükülme mukavemetini %20 -%40 oranında artırın;
-Çatlama veya kırılgan kırılma olmaksızın darbe dayanıklılığında önemli iyileşme;
-Yüksek dolumda viskozite daha düşük ve akışkanlık daha stabildir.
Titanyum ve alüminyum ester işlem maddeleri, yüksek ilave miktarları, düşük viskozite ve güçlü ıslanabilirlik gerektiren kompozit malzeme sistemleri için uygundur ve arayüzey kayganlığını ve işlem akışkanlığını önemli ölçüde geliştirebilir.
Etki mekanizması:
-Tek moleküler katmanlı kaplama parçacıklar arası sürtünmeyi azaltır;
-Uzun zincirli yapı, uyumluluğu arttırmak için reçine matrisi ile iç içe geçer;
- Sert bir arayüz oluşturmaz, tokluk ve işlenebilirliği dengeler.
Geliştirme etkisi:
-Sistemin viskozitesi önemli ölçüde azalarak daha yüksek dolum seviyelerine ulaşılması sağlandı;
-Toplanma veya ayrılma olmadan eşit şekilde dağılmış;
-Malzeme yüzeyi daha pürüzsüzdür ve görünüm ve işlenebilirlik önemli ölçüde optimize edilmiştir.
Hiper dallanmış polimer kompozit işlemi, yüksek alev geciktirme, yüksek CTI, yüksek yalıtım ve yüksek güvenilirlik gerektiren dünyanın en iyi malzemeleri için yeni ana teknoloji haline geldi.
Etki mekanizması:
-Çok dallı yapı, parçacık toplanmasını tamamen önleyerek mekansal engelleme sağlar;
-Yüksek fonksiyonel grup yoğunluğu, daha güçlü ve daha kararlı arayüz bağlanması;
-Düşük nem emilimi ve düşük dielektrik, ileri teknoloji elektronik cihazlar için uygundur.
Geliştirme etkisi:
-Uzun süreli nemli ve sıcak ortamlarda arayüz arızalanmaz;
-Yalıtım performansında ve voltaj direncinde önemli iyileşme;
-Mekanik özellikler ve alev geciktiricilik arasında en uygun dengeyi elde edin.
Yüzey işleme sadece "karıştırma ve karıştırma" değildir; yalnızca proses koşullarının hassas kontrolü modifikasyon etkisini en üst düzeye çıkarabilir.
1. Eklenen arıtma maddesi miktarının hassas kontrolü
Yetersiz arıtma maddesi → eksik kaplama;
Aşırı işlem maddesi → arayüzde serbest tabakanın ortaya çıkması, kürlenme mukavemetini ve ısı direncini azaltır.
Optimum ekleme miktarı: alüminyum hidroksit kütlesinin %0,5 - %2,0'ı.
2. Aktivasyon sıcaklığı ve süresi
Farklı arıtma maddeleri, fiziksel adsorpsiyon yerine kimyasal bağların tam oluşumunu sağlamak için farklı aktivasyon sıcaklıklarına karşılık gelir.
-Silan birleştirme maddesi: 100 ℉ -150 ℉, 60-120 dakika;
-Titanat/Alüminat: 80°C -120°C, 30-60 dakika.
3. Yüksek düzgün dağılım
Her bir alüminyum hidroksit parçacığının eşit şekilde kaplanmasını sağlamak ve yerel topaklanmayı önlemek için yüksek hızlı karıştırma, kuru kaplama ve dinamik öğütme işlemlerinin benimsenmesi.
4. Düşük nem içeriğinin kontrolü
Uluslararası elektronik sınıf standartlarına uygun olarak epoksi reçinenin kürlenmesi, köpürmesi ve yalıtımının bozulması gibi sorunları önlemek için işlemden sonra nem içeriğini sıkı bir şekilde kontrol edin.
Profesyonel yüzey işleminden sonra,alüminyum hidroksitEpoksi reçine ekleyerek kapsamlı performans yükseltmeleri elde edebilirsiniz:
1. Uyumlulukta önemli gelişme: katmanlara ayrılma yok, çökme yok, topaklanma yok, yüksek dolum hala tekdüze stabiliteyi koruyor;
2. Mekanik özelliklerin önemli ölçüde iyileştirilmesi: çekme mukavemetinde, bükülme mukavemetinde ve darbe dayanıklılığında kapsamlı iyileştirme, çatlamaya daha az eğilimli hale gelir;
3. Daha güçlü arayüz bağlantısı: ıslak ısıyla yaşlandırma ve termal şoktan sonra daha yüksek performans tutma;
4. Daha iyi işleme akışkanlığı: daha düşük viskozite, otomatik kapatma, dökme ve kalıplama işlemlerine uygundur;
5. Yalıtım ve güvenilirliğin iyileştirilmesi: arayüz boşlukları azaltılır, voltaj direnci, CTI değeri ve uzun vadeli stabilite, uluslararası üst düzey gereksinimleri karşılar;
6. Daha yüksek alev geciktirici verimlilik: Düzgün dağılım, ATH'nin daha senkronize termal ayrışmaya uğramasını sağlar, bu da daha kararlı alev geciktirici ve duman bastırma etkileri sağlar.
Alüminyum hidroksitin yüzey işlemi, dolgu maddelerinin uyumluluğunu, arayüzey bağlanma mukavemetini, sistemin mekanik özelliklerini, işlem akışkanlığını ve uzun vadeli güvenilirliği geliştirmek için temel teknolojidir. Silan, titanat ve aşırı dallanmış polimerler gibi bilimsel modifikasyonlar yoluyla, inorganik dolgu maddeleri ve organik matrisler arasındaki arayüz bariyeri temel olarak çözülebilir ve yüksek dolgulu, yüksek performanslı, halojen içermeyen ve çevre dostu epoksi reçine sistemleri gerçeğe dönüştürülebilir.
Günümüzün giderek daha rekabetçi hale gelen küresel üst düzey malzeme pazarında, istikrarlı, verimli ve standartlaştırılmış yüzey işleme teknolojilerine sahip alüminyum hidroksit ürünleri, yalnızca formül yükseltmelerinin anahtarı değil, aynı zamanda işletmelerin uluslararası pazarlara açılması, kaliteli atılımlar elde etmesi ve uzun vadeli rekabet gücü oluşturması için de önemli bir destektir.
