Inom den globala vanliga teknikvägen för halogenfria flamskyddsmedel, låg rök och giftfria, och isoleringsfyllning av epoxiharts, har aluminiumhydroxid (ATH) blivit det föredragna oorganiska flamskyddsfyllmedlet i elektronisk tätning, gjutning, kopparklädda laminat, kompositmaterial, isoleringskomponenter och andra kontrollerbara fördelar för dess kostnadseffektiva fördelar. retardant och rökdämpning, elektrisk isolering och bearbetningsvänlighet. Den vanligaste kärnfrågan som ställs av globala materialföretag i formelutveckling är: Vad är den maximala mängdenaluminiumhydroxidsom kan läggas till epoxihartssystem?
Under industriella produktionsförhållanden som uppfyller normal blandning, avskumning, gjutning/gjutning/formning, och som inte spricker eller lossnar efter härdning och uppfyller mekaniska och isoleringsprestandastandarder:
1. Konventionell omodifierad aluminiumhydroxid: Den maximala praktiska tillsatsmängden är 50 % -65 viktprocent (massfraktion);
2. Silan/titanatmodifiering + partikelstorleksgraderad aluminiumhydroxid: den praktiska maximala tillsatsmängden kan nå 70 % -82 viktprocent;
3. Laboratoriets extrema optimeringssystem: Den teoretiska övre gränsen kan närma sig 85 viktprocent, men den är endast tillämpbar på speciella processer och har inte stabilitet för storskalig produktion.
Enkelt uttryckt: vanlig formel ≤ 65%; Modifierad och optimerad formel 70% -82%; Den extrema formeln överstiger inte 85%. Detta är den globalt erkända säkra, stabila och massproducerade tillsatsgränsen för epoxialuminiumhydroxidsystem.
Ju högre mängd aluminiumhydroxid som tillsätts, desto bättre. Att bryta den övre gränsen kommer direkt att leda till systemskrot, bearbetningsfel och prestandakollaps. De fyra stora begränsningarna definierar tillsammans den "maximala röda linjen för additiv".
1. Viskositetsbegränsning: Absolut övre gräns för processfluiditet
Epoxiharts i sig har en viss basviskositet, och som ett oorganiskt pulver, ju högre mängd aluminiumhydroxid som tillsätts, den exponentiella ökningen av systemets viskositet.
-Över 65 %: Systemet blir trögflytande, svårt att röra om, och bubblor kan inte drivas ut;
-Över 75 %: Förlust av självnivellerande, gjutnings- och gjutförmåga, oförmögen att anpassa sig till automatisk dispensering, vakuumförsegling och formning;
-Mer än 82%: Hartset kan inte helt väta ytan av fyllmedlet, vilket resulterar i "torr pulver agglomeration och torr agglomeration", som helt förlorar sin bearbetbarhet.
Viskositet är den första tröskeln som bestämmer den maximala tillsatsmängden och är också den centrala kontrollindikatorn för massproduktion inom den globala elektronik-, el- och kompositmaterialindustrin.
2. Mekaniska prestandabegränsningar: Balansgräns mellan styrka och seghet
Aluminiumhydroxidär en stel oorganisk partikel, och överdriven tillsats kan skada det tvärbundna nätverket av epoxiharts, vilket resulterar i:
- Slaghållfastheten och brottöjningen har minskat avsevärt, vilket gör materialet sprött och benäget att spricka;
- Vidhäftningsstyrkan minskar, och bindningsstyrkan med underlaget och komponenterna är otillräcklig;
- Missmatch i termisk expansionskoefficient under termisk chock, vilket resulterar i skevhet och lossning.
Industriell optimal balanspunkt: Under förutsättningen att uppfylla UL94 V-0 flamskydd, bör tillsatsmängden kontrolleras till 55% -70%, vilket kan balansera flamskydd, styrka, seghet och dimensionsstabilitet.
3. Gränssnittskompatibilitetsbegränsning: underliggande logik för spridning och vätning
Omodifierad aluminiumhydroxid har flera hydroxylgrupper på sin yta, stark polaritet och dålig kompatibilitet med epoxiharts. Under hög tillägg är det benäget att:
-Forma en sekundär återförening, vilket resulterar i interna defekter;
-Bindningskraften mellan fyllmedel och hartsgränssnitt är svag och stressen är koncentrerad;
-Det härdade materialets isoleringsprestanda och spänningsmotstånd minskar.
Genom att modifiera med silankopplingsmedel och beläggning med superdispergeringsmedel kan gränsytkompatibiliteten förbättras avsevärt, vilket ökar den maximala tillsatsmängden från 65 % till 70 % -82 %.
4. Processbegränsningar: Skillnader i den övre gränsen för tillsats för olika formningsprocesser
Den maximala tillsatsmängden för olika processer med samma formel är helt olika, vilket är en processanpassningsprincip som måste följas för global massproduktion:
-Vakuumförsegling/elektronisk infusion: höga krav på fluiditet, övre gräns på 60% -70%;
- Formgjutning/elektriska komponenter: kan värmas för att minska viskositeten, med en övre gräns på 70% -78%;
- Gjuten/massgjuten plast (BMC/DMC): högskjuvning, övre gräns 75% -82%;
-Tunnskiktslim/bindemedel: kräver låg viskositet och hög infiltration, med en övre gräns på 40% -55%.
Inför efterfrågan på hög flamskydd, högt CTI-värde, hög isolering och låg kostnad på den globala avancerade marknaden, kan fyra viktiga tekniska medel användas för att säkert öka mängden aluminiumhydroxid som tillsätts samtidigt som systemets stabilitet bibehålls.
1. Ytmodifiering av fyllmedel: Gränssnittsteknik är kärnan
In situ beläggning av aluminiumhydroxid med hjälp av silankopplingsmedel (KH550/KH560/KH570), titanat, aluminat och hyperförgrenad polymer:
-Minska ytpolariteten och minska vätebindningskrafterna mellan partiklar;
-Förbättra kompatibiliteten och vätbarheten med epoximatris;
-Minska agglomerationen och minska viskositetsökningen under höga fyllningsförhållanden.
Efter modifiering kan viskositeten minskas med 30% -60% vid samma tillsatsmängd, och det höga fyllningsfönstret kan öppnas direkt.
2. Gradering av flera partikelstorlekar: tät packning minskar efterfrågan på harts
Efter teorin om tät packning används en kombination av stor partikelstorlek, medelstor partikelstorlek och liten partikelstorlek (som 40 μ m+8 μ m+1,5 μm):
-Fyll de stora partikelspalterna med små partiklar för att minska porositeten;
-Minska mängden hartsomslag och förbättra flytbarheten under samma fasta innehåll;
- Uppnå högre tillsatsmängd, lägre viskositet och högre densitet.
Graderingsoptimering är den mest kostnadseffektiva och effektiva lösningen för att öka mängden tillsatser.
3. Blandning av epoxisystem med låg viskositet: minskar viskositeten från matrisen
-Välj epoxi med låg molekylvikt, cykloalifatisk epoxi och alifatisk epoxi;
- Sammansatt aktivt utspädningsmedel (VOC-fritt, deltar i härdning, migrerar inte);
- I kombination med lågviskösa härdare (polyeteramin, modifierad anhydrid).
Ju lägre matrisens viskositet, desto starkare är förmågan att ta emot aluminiumhydroxid, och den maximala tillsatsmängden kan ökas med 8% -15%.
4. Effektiva tillsatser och processförstärkning: dubbel garanti för reologi och dispersion
-Tillsättning av effektiva vät- och dispergeringsmedel: bryter ned agglomeration och minskar gränsytresistensen;
- Noggranna reologiska tillsatser: uppnå skjuvförtunning, statisk anti-sättning och högt flöde under konstruktion;
- Vakuum höghastighetsdispersion/trevalsslipning: Säkerställ fullständig depolymerisation och jämn spridning av fyllmedlet och förhindra agglomerering av torrt pulver.
Baserat på den faktiska certifieringen och massproduktionserfarenheten av global elektronik och elektrisk, ny energi, järnvägstransitering och byggkompositmaterial, ge de mest praktiska riktlinjerna för att lägga till kvantitet:
1. Elektroniskt ingjutningslim (strömförsörjning/kontroller/sensor): 50% -65%, V-0 flamskyddsmedel, låg viskositet, hög isolering;
2. Elektriska gjutgods/isolatorer/brytarkomponenter: 65% -78%, hög CTI, hög flamskyddsförmåga, hög mekanisk hållfasthet;
3. Kopparklädd laminat/isoleringsskiva: 55% -70%, låg rök, hög värmebeständighet, storleksstabilitet;
4. BMC/DMC gjutna delar: 70% -82%, hög fyllning, låg kostnad, hög formbarhet;
5. Flamskyddande lim/tätningsmedel: 40% -55%, balanserar bindningsstyrka och flamskydd.
När företag blint strävar efter höga tillsatser för att minska kostnaderna eller förbättra flamskyddet kan oåterkalleliga problem uppstå efter att den övre gränsen har överskridits:
- Viskositetsexplosion, oförmögen att hälla, avskumma eller bilda;
- Sprickbildning, skevhet, hög sprödhet och fel på grund av kall och varm cykling av det härdade materialet;
-Det finns många gränssnittsdefekter, vilket resulterar i en betydande minskning av isoleringsprestanda och spänningsresistans;
-Bosättning och skiktning av fyllmedel, dålig lagringsstabilitet;
-Låg avkastning, oförmögen att klara globala certifieringar som UL, IEC, RoHS, etc.
Säkerhetspåminnelse: Mängden avaluminiumhydroxidläggas till bör eftersträva prestationsbalans snarare än extrema värden.
För att möta de globala kundernas krav på halogenfritt miljöskydd, hög flamskydd, hög tillförlitlighet och låg kostnad, följer den optimala formeln följande principer:
1. Ställ in den nedre gränsen baserat på flamskyddsnivån: UL94 V-0 kräver vanligtvis ≥ 50 %;
2. Ställ in den övre gränsen baserat på bearbetningstekniken: tätning ≤ 70%, gjutning ≤ 82%;
3. Ökning av den övre gränsen med modifierad gradering: Modifiering+gradering kan öka tillsatsmängden med 10 % -15 %;
4. Bestäm det slutliga resultatet genom prestandatestning: viskositet, slag, vidhäftning, isolering och termisk cykling passerar alla.
Den maximala mängden aluminiumhydroxid som läggs till epoxiharts är resultatet av de kombinerade effekterna av material, formuleringar, processer och egenskaper. Den praktiska övre gränsen för det konventionella systemet är 65 %, medan det modifierade optimeringssystemet stabilt kan nå 70 % -82 %, med ett extremt teoretiskt värde som inte överstiger 85 %.
Genom ytmodifiering, partikelstorleksgradering, lågviskositetsmatris, optimering av tillsatser och processförstärkning, kan hög fyllning, hög flamskydd och hög isolering uppnås utan att offra bearbetningsförmåga och mekaniska egenskaper, perfekt anpassning till de strikta standarderna och miljökraven för global elektronik, ny energi, elektriska fält, järnvägstransit, och annat. Detta är den centrala tekniska vägen för materialföretag att förbättra produktens konkurrenskraft och expandera internationella marknader.
