Kietųjų antipirenų tirpimo ir dispersijos procesas poliuretano AB klijų sistemoje

Kietųjų antipirenų tirpimo ir dispersijos procesas poliuretano AB klijų sistemoje

Kietųjų antipirenų, tokių kaip aliuminio hipofosfitas (AHP), aliuminio hidroksidas (ATH), cinko boratas ir melamino cianuratas (MCA), ištirpinimo/dispergavimo poliuretano AB klijų sistemoje pagrindiniai etapai apima išankstinį apdorojimą, laipsnišką dispergavimą ir griežtą drėgmės kontrolę. Žemiau pateikiamas išsamus procesas (skirtas formulėms su dideliu antipirenų kiekiu; kitas formules galima atitinkamai pakoreguoti).

I. Pagrindiniai principai

1. „Ištirpimas“ iš esmės yra dispersija: kietosios medžiagos, slopinančios liepsną, turi būti tolygiai disperguotos poliole (A komponente), kad susidarytų stabili suspensija.
2. Išankstinis antipirenų apdorojimas: spręsti drėgmės absorbcijos, aglomeracijos ir reaktyvumo su izocianatais problemas.
3. Laipsniškas įdėjimas: medžiagos pridedamos pagal tankį ir dalelių dydį, kad būtų išvengta didelių koncentracijų lokalizuotai.
4. Griežta drėgmės kontrolė: vanduo sunaudoja B komponente esantį izocianatą (-NCO), todėl prastai kietėja.

II. Išsami naudojimo procedūra (remiantis 100 dalių poliolio A komponente)

1 veiksmas: išankstinis apdorojimas antipireninėmis medžiagomis (24 valandas prieš)

• Aliuminio hipofosfitas (AHP, 10 dalių):
  • Paviršiaus padengimas silano rišamąja medžiaga (KH-550) arba titano rišamąja medžiaga (NDZ-201):
    • Sumaišykite 0,5 dalies rišiklio ir 2 dalis bevandenio etanolio, maišykite 10 min. hidrolizei.
    • Įberkite AHP miltelius ir maišykite dideliu greičiu (1000 aps./min.) 20 min.
    • Džiovinkite orkaitėje 80 °C temperatūroje 2 valandas, tada laikykite sandariai uždarytą.
• Aliuminio hidroksidas (ATH, 25 dalys):
  • Naudokite submikrono dydžio, silanu modifikuotą ATH (pvz., „Wandu WD-WF-20“). Jei nemodifikuotas, apdorokite panašiai kaip AHP.
• MCA (6 dalys) ir cinko boratas (4 dalys):
  • Džiovinkite 60 °C temperatūroje 4 valandas, kad pašalintumėte drėgmę, tada persijokite per 300 akučių sietą.

2 veiksmas: A komponento (poliolio pusės) dispersijos procesas

1. Bazinis maišymas:
   • Į sausą indą įpilkite 100 dalių poliolio (pvz., polieterio poliolio PPG).
   • Įpilkite 0,3 dalies polieteriu modifikuoto polisiloksano išlyginamojo agento (pvz., BYK-333).
2. Mažo greičio išankstinis dispersinis ...
   • Liepsną slopinančias medžiagas pridėkite tokia tvarka: ATH (25 dalys) → AHP (10 dalių) → cinko boratas (4 dalys) → MCA (6 dalys).
   • Maišykite 300–500 aps./min. greičiu 10 min., kol nebeliks sausų miltelių.
3. Didelės šlyties dispersija:
   • 30 min. perjunkite į didelės spartos dispergatorių (≥1500 aps./min.).
   • Kontroliuojama temperatūra ≤50 °C (siekiant išvengti poliolio oksidacijos).
4. Šlifavimas ir tobulinimas (labai svarbu!):
   • 2–3 kartus perleiskite per trijų valcų arba krepšinio smėlinio malūną, kol smulkumas taps ≤30 μm (išbandyta Hegmano matuokliu).
5. Klampumo reguliavimas ir putų šalinimas:
   • Įpilkite 0,5 dalies hidrofobinio dūminio silicio dioksido (Aerosil R202), kad nesusidarytų nusėdimų.
   • Įpilkite 0,2 dalies silikoninio putojimo slopintuvo (pvz., „Tego Airex 900“).
   • Maišykite 200 aps./min. greičiu 15 min., kad pašalintumėte dujas.

3 veiksmas: B komponento (izocianato pusės) apdorojimas

• Į B komponentą (pvz., MDI prepolimerą) įpilkite 4–6 dalis molekulinio sieto (pvz., „Zeochem 3A“) drėgmės absorbcijai.
• Jei naudojate skystus fosforo antipirenus (mažos klampos variantą), įmaišykite juos tiesiai į B komponentą ir maišykite 10 min.

4 veiksmas: AB komponentų maišymas ir kietinimas

• Maišymo santykis: Laikykitės originalaus AB klijų projekto (pvz., A:B = 100:50).
• Maišymo procesas:
  • Naudokite dviejų komponentų planetinį maišytuvą arba statinį maišymo vamzdelį.
  • Maišykite 2–3 minutes, kol masė taps vientisa (be gumulėlių).
• Kietėjimo sąlygos:
  • Kietėjimas kambario temperatūroje: 24 valandos (pailgėja 30 % dėl ugniai atsparios šilumos absorbcijos).
  • Pagreitintas kietėjimas: 60 °C/2 valandos (galioja rezultatams be burbuliukų).

III. Pagrindiniai proceso kontrolės taškai

IV. Alternatyvūs dispersijos metodai (be šlifavimo įrangos)

1. Rutulinio malimo išankstinis apdorojimas:
   • Sumaišykite antipirenus ir poliolį santykiu 1:1, malkite rutuliniame malūne 4 valandas (2 mm dydžio cirkonio rutuliukai).
2. Pagrindinio mišinio metodas:
   • Paruoškite 50 % antipireninį pagrindinį mišinį (poliolis kaip nešiklis), tada prieš naudojimą praskieskite.
3. Ultragarsinė dispersija:
   • Ultragarsu (20 kHz, 500 W, 10 min.) apdorokite iš anksto sumaišytą srutą (tinka mažoms partijoms).

V. Įgyvendinimo rekomendacijos

1. Pirmiausia nedidelio masto bandymai: bandymas su 100 g A komponento, daugiausia dėmesio skiriant klampumo stabilumui (24 val. pokytis <10 %) ir kietėjimo greičiui.
2. Liepsną slopinančių medžiagų pridėjimo sekos taisyklė:
   • „Pirmiausia sunkūs, vėliau lengvi; pirmiausia smulkūs, vėliau stambūs“ → ATH (sunkūs) → AHP (smulkūs) → cinko boratas (vidutiniai) → MCA (lengvi/stambūs).
3. Avarinis trikčių šalinimas:
   • Staigus klampumo padidėjimas: įpilkite 0,5 % propilenglikolio metilo eterio acetato (PMA), kad praskiestumėte.
   • Prastas kietėjimas: į B komponentą įpilkite 5 % modifikuoto MDI (pvz., „Wanhua PM-200“).