V globálním mainstreamovém technologickém postupu bezhalogenových zpomalovačů hoření, s nízkou kouřivostí a netoxických látek a izolačních náplní z epoxidové pryskyřice se hydroxid hlinitý (ATH) stal preferovaným anorganickým samozhášecím plnivem v elektronickém těsnění, odlévání, mědí plátovaných laminátech, kompozitních materiálech, izolačních komponentech a dalších oblastech díky svým komplexním výhodám, jako jsou regulovatelné náklady, zpomalovač hoření a potlačení kouře, elektrická izolace a zpracovatelnost. Nejčastější základní otázkou, kterou si globální materiálové společnosti při vývoji receptur kladou, je: Jaké je maximální množstvíhydroxid hlinitýkteré lze přidat do systémů epoxidových pryskyřic?
Za podmínek průmyslové výroby, které splňují normální míchání, odpěňování, lití/lití/tvarování a po vytvrzení nepraskají ani se neodlupují a splňují normy mechanického a izolačního výkonu:
1. Konvenční nemodifikovaný hydroxid hlinitý: Maximální praktické přidané množství je 50 % - 65 % hmotn. (hmotnostní zlomek);
2. Modifikace silan/titanát + hydroxid hlinitý odstupňovaný podle velikosti částic: praktické maximální přidané množství může dosáhnout 70 % -82 % hmotn.;
3. Laboratorní extrémní optimalizační systém: Teoretická horní hranice se může přiblížit 85 % hm., ale je použitelná pouze pro speciální procesy a nemá stabilitu pro velkosériovou výrobu.
Jednoduše řečeno: běžný vzorec ≤ 65 %; Upravený a optimalizovaný vzorec 70% -82%; Extrémní vzorec nepřesahuje 85%. Toto je celosvětově uznávaný bezpečný, stabilní a hromadně vyráběný přídavný limit pro epoxidové systémy s hydroxidem hlinitým.
Čím vyšší je množství přidaného hydroxidu hlinitého, tím lépe. Prolomení horního limitu přímo povede ke zmetkům systému, selhání zpracování a kolapsu výkonu. Čtyři hlavní omezení společně definují „maximální aditivní červenou čáru“.
1. Omezení viskozity: Absolutní horní mez tekutosti zpracování
Epoxidová pryskyřice sama o sobě má určitou bazickou viskozitu a jako anorganický prášek, čím vyšší je množství přidaného hydroxidu hlinitého, exponenciálně vzrůstá viskozita systému.
-Více než 65%: Systém se stává viskózním, obtížně se mísí a bubliny nelze vytlačit;
-Více než 75%: Ztráta samonivelačních, litých a odlévacích schopností, neschopnost přizpůsobit se automatickému dávkování, vakuovému těsnění a formování forem;
-Více než 82%: Pryskyřice nemůže zcela smáčet povrch plniva, což má za následek "aglomeraci suchého prášku a suchou aglomeraci", která zcela ztrácí zpracovatelnost.
Viskozita je první prahovou hodnotou, která určuje maximální přídavné množství a je také hlavním kontrolním indikátorem pro hromadnou výrobu v globálním průmyslu elektroniky, elektrotechniky a kompozitních materiálů.
2. Mechanická omezení výkonu: Vyvážení hranice mezi pevností a houževnatostí
Hydroxid hlinitýje tuhá anorganická částice a nadměrné přidávání může poškodit zesíťovanou síť epoxidové pryskyřice, což má za následek:
-Výrazně se snížila rázová houževnatost a prodloužení při přetržení, takže materiál je křehký a náchylný k praskání;
-Přilnavost klesá a pevnost spojení s podkladem a součástmi je nedostatečná;
-Nesoulad v koeficientu tepelné roztažnosti při tepelném šoku, což má za následek deformaci a oddělení.
Průmyslová optimální rovnováha: Za předpokladu splnění samozhášecí odolnosti UL94 V-0 by množství přísady mělo být řízeno na 55% -70%, což může vyvážit zpomalení hoření, pevnost, houževnatost a rozměrovou stabilitu.
3. Omezení kompatibility rozhraní: základní logika rozptylu a smáčení
Nemodifikovaný hydroxid hlinitý má na svém povrchu více hydroxylových skupin, silnou polaritu a špatnou kompatibilitu s epoxidovou pryskyřicí. Při vysokém přídavku je náchylný k:
-Vytvořit sekundární shledání, které má za následek vnitřní defekty;
- Vazebná síla mezi plnivem a rozhraním pryskyřice je slabá a napětí je koncentrované;
-Sníží se izolační výkon a napěťový odpor vytvrzeného materiálu.
Modifikací silanovými vazebnými činidly a potažením superdispergačními činidly může být výrazně zlepšena mezifázová kompatibilita, zvýšením maximálního přidaného množství z 65 % na 70 % -82 %.
4. Procesní omezení: Rozdíly v horní hranici přidávání pro různé procesy formování
Maximální přídavné množství pro různé procesy se stejným vzorcem je zcela odlišné, což je princip přizpůsobení procesu, který musí být dodržován pro globální hromadnou výrobu:
-Vakuové těsnění/elektronická infuze: vysoké požadavky na tekutost, horní hranice 60% -70%;
-Odlévání forem/elektrické komponenty: lze zahřát pro snížení viskozity, s horní hranicí 70% -78%;
-Moldované/Hromadně lisované plasty (BMC/DMC): lisování s vysokým smykem, horní limit 75 % -82 %;
-Tenkovrstvé lepidlo/pojivo: vyžaduje nízkou viskozitu a vysokou infiltraci, s horní hranicí 40% -55%.
Tváří v tvář poptávce po vysoké zpomalovači hoření, vysoké hodnotě CTI, vysoké izolaci a nízkých nákladech na globálním trhu špičkové třídy lze použít čtyři hlavní technologické prostředky k bezpečnému zvýšení množství přidaného hydroxidu hlinitého při zachování stability systému.
1. Povrchová úprava výplní: Jádrem je inženýrství rozhraní
Povlak hydroxidu hlinitého in situ pomocí silanového vazebného činidla (KH550/KH560/KH570), titanátu, aluminátu a hyperrozvětveného polymeru:
-Snížit polaritu povrchu a snížit síly vodíkových vazeb mezi částicemi;
-Zlepšit kompatibilitu a smáčivost s epoxidovou matricí;
-Snížení aglomerace a snížení zvýšení viskozity za podmínek vysokého plnění.
Po úpravě může být viskozita snížena o 30% -60% při stejném přídavném množství a okno pro vysoké plnění lze přímo otevřít.
2. Třídění podle velikosti částic: těsné balení snižuje spotřebu pryskyřice
Podle teorie těsného balení se používá kombinace velké velikosti částic, střední velikosti částic a malé velikosti částic (jako je 40 μm + 8 μm + 1,5 μm):
-Vyplňte velké mezery částic malými částicemi, abyste snížili poréznost;
-Snížit množství pryskyřicového obalu a zlepšit tekutost při stejném obsahu pevných látek;
- Dosáhněte vyššího přidaného množství, nižší viskozity a vyšší hustoty.
Optimalizace třídění je cenově nejefektivnější a nejefektivnější řešení pro zvýšení množství přísad.
3. Směs epoxidového systému s nízkou viskozitou: snížení viskozity z matrice
-Vyberte nízkomolekulární epoxid, cykloalifatický epoxid a alifatický epoxid;
-Složené aktivní ředidlo (bez VOC, podílí se na vytvrzování, nemigruje);
-Spárováno s nízkoviskózními tužidlami (polyetheramin, modifikovaný anhydrid).
Čím nižší je viskozita matrice, tím silnější je schopnost pojmout hydroxid hlinitý a maximální přidané množství lze zvýšit o 8 % -15 %.
4. Účinná aditiva a procesní zpevňování: dvojí záruka reologie a disperze
-Přidání účinných smáčecích a dispergačních činidel: rozbití aglomerace a snížení mezifázového odporu;
-Přesné reologické přísady: dosáhněte smykového ztenčení, statického usazování a vysokého průtoku během výstavby;
-Vakuová vysokorychlostní disperze / tříválcové broušení: Zajistěte úplnou depolymerizaci a rovnoměrnou disperzi plniva a zabraňte aglomeraci suchého prášku.
Na základě skutečných zkušeností s certifikací a hromadnou výrobou globální elektroniky a elektrotechniky, nové energie, železniční dopravy a stavebních kompozitních materiálů poskytněte nejpraktičtější pokyny pro přidávání množství:
1. Elektronické zalévací lepidlo (napájení/regulátor/senzor): 50% -65%, V-0 retardér hoření, nízká viskozita, vysoká izolace;
2. Elektrický odlitek/izolátory/komponenty spínačů: 65% -78%, vysoký CTI, vysoká odolnost proti hoření, vysoká mechanická pevnost;
3. Mědí plátovaná laminátová/izolační deska: 55% -70%, nízká kouřivost, vysoká tepelná odolnost, rozměrová stálost;
4. Lisované díly BMC/DMC: 70% -82%, vysoká náplň, nízká cena, vysoká tvarovatelnost;
5. Samozhášecí lepidlo/těsnicí hmota: 40% -55%, vyrovnává pevnost spoje a nehořlavost.
Když podniky slepě sledují vysoké hladiny aditiv, aby snížily náklady nebo zlepšily zpomalení hoření, po překročení horní hranice mohou nastat nevratné problémy:
-Exploze viskozity, neschopnost nalévat, odpěňovat nebo tvořit;
- Praskání, deformace, vysoká křehkost a selhání v důsledku cyklování vytvrzeného materiálu za studena a za tepla;
-Existuje mnoho defektů rozhraní, které mají za následek výrazné snížení izolačního výkonu a napěťového odporu;
-Usazování a stratifikace plniv, špatná stabilita při skladování;
-Nízká míra výnosu, neschopnost projít globálními certifikacemi, jako je UL, IEC, RoHS atd.
Bezpečnostní upozornění: Množstvíhydroxid hlinitýpřidané by měly sledovat výkonnostní rovnováhu spíše než extrémní hodnoty.
Pro splnění požadavků globálních zákazníků na bezhalogenovou ochranu životního prostředí, vysokou retardaci hoření, vysokou spolehlivost a nízké náklady se optimální vzorec řídí následujícími zásadami:
1. Nastavte spodní limit na základě úrovně zpomalovače hoření: UL94 V-0 obvykle vyžaduje ≥ 50 %;
2. Nastavte horní hranici na základě technologie zpracování: těsnění ≤ 70 %, tvarování ≤ 82 %;
3. Zvýšení horní hranice s upravenou gradací: Modifikace+gradace může zvýšit množství přidání o 10% -15%;
4. Určete konečný výsledek testem výkonu: viskozita, náraz, přilnavost, izolace a tepelné cykly všechny vyhovují.
Maximální množství hydroxidu hlinitého přidaného do epoxidové pryskyřice je výsledkem kombinovaných účinků materiálů, receptur, procesů a vlastností. Praktická horní hranice konvenčního systému je 65 %, zatímco upravený optimalizační systém může stabilně dosahovat 70 % -82 %, přičemž extrémní teoretická hodnota nepřesahuje 85 %.
Prostřednictvím povrchové úpravy, třídění velikosti částic, nízkoviskózní matrice, optimalizace aditiv a zpevnění procesu lze dosáhnout vysokého plnění, vysoké retardace hoření a vysoké izolace bez obětování zpracovatelnosti a mechanických vlastností, dokonale se přizpůsobí přísným standardům a ekologickým požadavkům globální elektroniky, nové energetiky, elektrotechniky, železniční dopravy a dalších oborů. Toto je hlavní technologická cesta pro materiální podniky ke zvýšení konkurenceschopnosti produktů a rozšíření mezinárodních trhů.
