Halojen içermeyen alev geciktirici, düşük duman ve toksik olmayan ve epoksi reçinenin yalıtım dolgusu gibi küresel ana teknoloji rotasında, alüminyum hidroksit (ATH), kontrol edilebilir maliyet, alev geciktirici ve duman bastırma, elektrik yalıtımı ve işleme kolaylığı gibi kapsamlı avantajları nedeniyle elektronik sızdırmazlık, döküm, bakır kaplı laminatlar, kompozit malzemeler, yalıtım bileşenleri ve diğer alanlarda tercih edilen inorganik alev geciktirici dolgu haline geldi. Küresel malzeme şirketlerinin formül geliştirmede sorduğu en yaygın temel soru şudur: Maksimum miktar nedir?alüminyum hidroksitepoksi reçine sistemlerine neler eklenebilir?
Normal karıştırma, köpük giderme, dökme/döküm/şekillendirme özelliklerini karşılayan ve kürlendikten sonra çatlama veya soyulma yapmayan, mekanik ve izolasyon performans standartlarını karşılayan endüstriyel üretim koşulları altında:
1. Geleneksel değiştirilmemiş alüminyum hidroksit: Maksimum pratik ekleme miktarı ağırlıkça %50 - %65'tir (kütle oranı);
2. Silan/titanat modifikasyonu + parçacık boyutu dereceli alüminyum hidroksit: pratik maksimum ekleme miktarı ağırlıkça %70 -82'ye ulaşabilir;
3. Laboratuvar aşırı optimizasyon sistemi: Teorik üst sınır ağırlıkça %85'e yaklaşabilir, ancak yalnızca özel işlemlere uygulanabilir ve büyük ölçekli üretim için stabiliteye sahip değildir.
Basitçe söylemek gerekirse: sıradan formül ≤ %65; Değiştirilmiş ve optimize edilmiş formül %70 -%82; Aşırı formül %85'i geçmez. Bu, epoksi alüminyum hidroksit sistemleri için dünya çapında tanınan güvenli, kararlı ve seri üretim ekleme sınırıdır.
Eklenen alüminyum hidroksit miktarı ne kadar yüksek olursa o kadar iyidir. Üst sınırın aşılması doğrudan sistemin hurdaya çıkmasına, işlem hatasına ve performansın çökmesine yol açacaktır. Dört ana kısıtlama toplu olarak 'maksimum katkı kırmızı çizgisini' tanımlar.
1. Viskozite kısıtlaması: İşleme akışkanlığının mutlak üst sınırı
Epoksi reçinenin kendisi belirli bir temel viskoziteye sahiptir ve inorganik bir toz olarak eklenen alüminyum hidroksit miktarı ne kadar yüksek olursa sistem viskozitesinde de üstel bir artış olur.
-%65'in üzerinde: Sistem viskoz hale gelir, karıştırılması zorlaşır ve kabarcıklar dışarı atılamaz;
-%75'in üzerinde: Kendi kendine tesviye, dökme ve döküm yeteneklerinde kayıp, otomatik dağıtım, vakumlu kapatma ve kalıp şekillendirmeye uyum sağlayamamak;
-%82'den fazla: Reçine, dolgunun yüzeyini tamamen ıslatamaz, bu da "kuru toz topaklaşması ve kuru topaklaşma" ile sonuçlanır ve işlenebilirliğini tamamen kaybeder.
Viskozite, maksimum ekleme miktarını belirleyen ilk eşiktir ve aynı zamanda küresel elektronik, elektrik ve kompozit malzeme endüstrilerinde seri üretim için temel kontrol göstergesidir.
2. Mekanik performans kısıtlamaları: Güç ve tokluk arasındaki denge sınırı
Alüminyum hidroksitsert bir inorganik parçacıktır ve aşırı ekleme, çapraz bağlı epoksi reçine ağına zarar verebilir ve sonuçta:
-Darbe mukavemeti ve kopma uzaması önemli ölçüde azaldı, bu da malzemeyi kırılgan ve çatlamaya yatkın hale getirdi;
-Yapışma gücü azalır ve alt tabaka ve bileşenlerle bağlanma gücü yetersiz olur;
-Termal şok altında termal genleşme katsayısındaki uyumsuzluk, bükülme ve ayrılmaya neden olur.
Endüstriyel optimum denge noktası: UL94 V-0 alev geciktiriciyi karşılama öncülü altında, ilave miktarı alev geciktiriciyi, mukavemeti, tokluğu ve boyutsal stabiliteyi dengeleyebilecek %55 -%70 oranında kontrol edilmelidir.
3. Arayüz uyumluluk kısıtlaması: dağılım ve ıslanmanın altında yatan mantık
Modifiye edilmemiş alüminyum hidroksitin yüzeyinde birden fazla hidroksil grubu bulunur, güçlü polarite vardır ve epoksi reçineyle uyumu zayıftır. Yüksek ekleme durumunda aşağıdakilere eğilimlidir:
-İç kusurlarla sonuçlanan ikincil bir birleşme oluşturur;
-Dolgu maddesi ile reçine arayüzü arasındaki bağlanma kuvveti zayıftır ve stres yoğunlaşmıştır;
-Kürünü almış malzemenin yalıtım performansı ve gerilim direnci düşer.
Silan bağlama maddeleri ile modifiye edilerek ve süper dağıtıcılarla kaplanarak, arayüzey uyumluluğu önemli ölçüde geliştirilebilir ve maksimum ekleme miktarı %65'ten %70-%82'ye çıkarılabilir.
4. Proses kısıtlamaları: Farklı kalıplama prosesleri için üst ekleme sınırındaki farklılıklar
Aynı formüle sahip farklı prosesler için maksimum ilave miktarı tamamen farklıdır ve bu, küresel seri üretim için uyulması gereken bir proses adaptasyon ilkesidir:
-Vakum kapatma/elektronik infüzyon: yüksek akışkanlık gereksinimleri, %60 -%70 üst limit;
-Kalıp dökümü/elektrikli bileşenler: %70-%78 üst sınırıyla viskoziteyi azaltmak için ısıtılabilir;
-Kalıplanmış/Kütle Kalıplanmış Plastikler (BMC/DMC): yüksek kesmeli kalıplama, üst sınır %75 -%82;
-İnce tabaka yapıştırıcı/bağlayıcı madde: %40 -%55 üst limit ile düşük viskozite ve yüksek infiltrasyon gerektirir.
Küresel üst düzey pazarda yüksek alev geciktirme, yüksek CTI değeri, yüksek yalıtım ve düşük maliyet talebi karşısında, sistem kararlılığını korurken eklenen alüminyum hidroksit miktarını güvenli bir şekilde artırmak için dört ana teknolojik araç kullanılabilir.
1. Dolgu maddelerinin yüzey modifikasyonu: Arayüz mühendisliği işin özüdür
Silan birleştirme maddesi (KH550/KH560/KH570), titanat, alüminat ve aşırı dallanmış polimer kullanılarak alüminyum hidroksitin yerinde kaplanması:
-Yüzey polaritesini azaltın ve parçacıklar arasındaki hidrojen bağlanma kuvvetlerini azaltın;
-Epoksi matris ile uyumluluğu ve ıslanabilirliği artırın;
-Yüksek dolum koşullarında topaklanmayı azaltır ve viskozite artışını azaltır.
Modifikasyondan sonra aynı ilave miktarında viskozite %30 -%60 oranında azaltılabilir ve yüksek dolum penceresi doğrudan açılabilir.
2. Çoklu parçacık boyutu sınıflandırması: sıkı paketleme reçine talebini azaltır
Sıkı paketleme teorisini takiben, büyük parçacık boyutu, orta parçacık boyutu ve küçük parçacık boyutunun (40 μm+8 μm+1,5 μm gibi) bir kombinasyonu kullanılır:
-Gözenekliliği azaltmak için büyük parçacık boşluklarını küçük parçacıklarla doldurun;
-Reçine sarma miktarını azaltın ve aynı katı içerik altında akışkanlığı artırın;
-Daha yüksek ekleme miktarı, daha düşük viskozite ve daha yüksek yoğunluk elde edin.
Katkı maddesi miktarının artırılmasında sınıflandırma optimizasyonu en uygun maliyetli ve etkili çözümdür.
3. Düşük viskoziteli epoksi sistem bileşimi: matristen gelen viskozitenin azaltılması
-Düşük molekül ağırlıklı epoksi, sikloalifatik epoksi ve alifatik epoksiyi seçin;
-Bileşik aktif seyreltici (VOC içermez, kürlenmeye katılır, taşınmaz);
-Düşük viskoziteli sertleştirici maddelerle (polieteramin, modifiye anhidrit) eşleştirilmiştir.
Matrisin viskozitesi ne kadar düşük olursa, alüminyum hidroksiti barındırma yeteneği o kadar güçlü olur ve maksimum ekleme miktarı %8 - %15 oranında artırılabilir.
4. Verimli katkı maddeleri ve proses güçlendirme: reoloji ve dispersiyonun ikili garantisi
-Etkili ıslatma ve dağıtma maddelerinin eklenmesi: topaklanmanın parçalanması ve arayüzey direncinin azaltılması;
-Doğru reolojik katkı maddeleri: inşaat sırasında kesme incelmesi, statik anti-oturma ve yüksek akış elde edin;
-Vakumlu yüksek hızlı dispersiyon/üç silindirli öğütme: Dolgu maddesinin tamamen depolimerizasyonunu ve düzgün dağılımını sağlayın ve kuru toz topaklanmasını önleyin.
Küresel elektronik ve elektrik, yeni enerji, demiryolu taşımacılığı ve bina kompozit malzemelerine ilişkin gerçek sertifikasyon ve seri üretim deneyimine dayanarak, miktar eklemeye yönelik en pratik yönergeleri sağlar:
1. Elektronik saksı yapıştırıcısı (güç kaynağı/kontrolör/sensör): %50 -%65, V-0 alev geciktirici, düşük viskozite, yüksek yalıtım;
2. Elektrik dökümü/izolatörler/anahtar bileşenleri: %65 -%78, yüksek CTI, yüksek alev geciktirici, yüksek mekanik dayanım;
3. Bakır kaplı laminat/yalıtım levhası: %55 -%70, düşük duman, yüksek ısı direnci, boyut stabilitesi;
4. BMC/DMC kalıplanmış parçalar: %70 -%82, yüksek doldurma, düşük maliyet, yüksek şekillendirilebilirlik;
5. Alev geciktirici yapıştırıcı/sızdırmazlık maddesi: %40 -%55, yapışma mukavemeti ve alev geciktiriciliği dengeler.
İşletmeler maliyetleri azaltmak veya alev geciktiriciliği artırmak için körü körüne yüksek katkı seviyelerinin peşine düştüğünde, üst limit aşıldıktan sonra geri dönüşü olmayan sorunlar ortaya çıkabilir:
- Viskozite patlaması, dökülemeyen, köpük giderilemeyen veya oluşamayan;
-Kürlenmiş malzemenin soğuk ve sıcak döngüsünden dolayı çatlama, eğrilme, yüksek kırılganlık ve arıza;
-Yalıtım performansında ve voltaj direncinde önemli bir düşüşe neden olan birçok arayüz kusuru vardır;
-Dolgu maddelerinin yerleşimi ve tabakalaşması, zayıf depolama stabilitesi;
-Düşük verim oranı, UL, IEC, RoHS vb. gibi küresel sertifikaları geçemeyen.
Güvenlik hatırlatıcısı: Miktaralüminyum hidroksiteklenen uç değerler yerine performans dengesini gözetmelidir.
Küresel müşterilerin halojensiz çevre koruma, yüksek alev geciktirme, yüksek güvenilirlik ve düşük maliyet taleplerini karşılamak için en uygun formül aşağıdaki ilkeleri takip eder:
1. Alt sınırı alev geciktirici seviyesine göre ayarlayın: UL94 V-0 genellikle ≥ %50 gerektirir;
2. İşleme teknolojisine göre üst sınırı ayarlayın: sızdırmazlık ≤ %70, kalıplama ≤ %82;
3. Değiştirilmiş derecelendirme ile üst sınırın arttırılması: Değişiklik+derecelendirme ilave miktarını %10 -%15 artırabilir;
4. Nihai sonucu performans testiyle belirleyin: viskozite, darbe, yapışma, yalıtım ve termal çevrimin tamamı başarılıdır.
Epoksi reçineye eklenen maksimum alüminyum hidroksit miktarı, malzemelerin, formülasyonların, proseslerin ve özelliklerin birleşik etkilerinin sonucudur. Geleneksel sistemin pratik üst sınırı %65'tir, değiştirilmiş optimizasyon sistemi ise %85'i aşmayan olağanüstü bir teorik değerle istikrarlı bir şekilde %70 - %82'ye ulaşabilir.
Yüzey modifikasyonu, parçacık boyutu sınıflandırması, düşük viskozite matrisi, katkı maddelerinin optimizasyonu ve proses güçlendirme, işlenebilirlik ve mekanik özelliklerden ödün vermeden yüksek doldurma, yüksek alev geciktirme ve yüksek yalıtım elde edilebilir; küresel elektronik, yeni enerji, elektrik, demiryolu taşımacılığı ve diğer alanların katı standartlarına ve çevresel gereksinimlerine mükemmel şekilde uyum sağlanır. Bu, malzeme işletmelerinin ürün rekabet gücünü artırması ve uluslararası pazarları genişletmesi için temel teknolojik yoldur.
