MCA ir aliuminio hipofosfito (AHP) formulės kūrimas separatoriaus dangoje, siekiant atsparumo liepsnai

MCA ir aliuminio hipofosfito (AHP) formulės kūrimas separatoriaus dangoje, siekiant atsparumo liepsnai

Remiantis konkrečiais naudotojo reikalavimais, keliamais antipireninėms separatorių dangoms, jų savybėsMelamino cianuratas (MCA)irAliuminio hipofosfitas (AHP)analizuojamos taip:

1. Suderinamumas su srutų sistemomis

• MCA:
• Vandeninės sistemos:Reikalingas paviršiaus modifikavimas (pvz., silano rišikliai arba paviršinio aktyvumo medžiagos), kad pagerėtų dispersiškumas; kitaip gali susidaryti aglomeracija.
• NMP sistemos:Poliariniuose tirpikliuose gali šiek tiek išbrinkti (rekomenduojama: išbandykite brinkimo greitį po 7 dienų panardinimo).
• AHP:
• Vandeninės sistemos:Geras dispersiškumas, bet pH turi būti kontroliuojamas (rūgštinė aplinka gali sukelti hidrolizę).
• NMP sistemos:Didelis cheminis stabilumas su minimaliu brinkimo pavojumi.
  Išvada:AHP rodo geresnį suderinamumą, o MCA reikia modifikuoti.

2. Dalelių dydis ir dengimo proceso pritaikomumas

• MCA:
• Originalus D50: ~1–2 μm; dalelių dydžiui sumažinti reikia malti (pvz., smėliu), tačiau tai gali pažeisti sluoksniuotą struktūrą ir paveikti antipirenų efektyvumą.
• Po šlifavimo turi būti patikrintas vienodumas (SEM stebėjimas).
• AHP:
• Originalus D50: paprastai ≤5 μm; galima šlifuoti iki D50 0,5 μm / D90 1 μm (per didelis šlifavimas gali sukelti suspensijos klampumo šuolius).
  Išvada:MCA pasižymi geresniu dalelių dydžio prisitaikymu ir mažesne proceso rizika.

3. Sukibimas ir atsparumas dilimui

• MCA:
• Mažas poliškumas lemia prastą sukibimą su PE/PP separacinėmis plėvelėmis; reikia 5–10 % akrilo pagrindo rišiklių (pvz., PVDF-HFP).
• Dėl didelio trinties koeficiento gali prireikti pridėti 0,5–1 % nano-SiO₂, kad padidėtų atsparumas dilimui.
• AHP:
• Paviršiaus hidroksilo grupės sudaro vandenilinius ryšius su separatoriumi, pagerindamos sukibimą, tačiau vis tiek reikia 3–5 % poliuretano rišiklių.
• Didesnis kietumas (Mohso skalė ~3) gali sukelti mikrodalelių atšokimą dėl ilgalaikės trinties (reikalingas ciklinis bandymas).
  Išvada:AHP siūlo geresnį bendrą našumą, tačiau reikia optimizuoti rišiklį.

4. Terminis stabilumas ir skilimo savybės

• MCA:
• Skilimo temperatūra: 260–310 °C; negali generuoti dujų 120–150 °C temperatūroje, todėl gali nepavykti slopinti šiluminio išsiveržimo.
• AHP:
• Skilimo temperatūra: 280–310 °C, taip pat nepakankama žemos temperatūros dujų susidarymui.
  Pagrindinė problema:Abu skyla virš tikslinio diapazono (120–150 °C).Sprendimai:
• Įterpti žemos temperatūros sinergistus (pvz., mikrokapsulės formos raudonąjį fosforą, skilimo temperatūra: 150–200 °C) arba modifikuotą amonio polifosfatą (APP, padengtą danga, kad skilimo temperatūra būtų 140–180 °C).
• SukurkiteMCA/APP kompozitas (santykis 6:4)panaudoti APP žemos temperatūros dujų generavimą + MCA dujų fazės liepsnos slopinimą.

5. Elektrocheminis ir korozijos atsparumas

• MCA:
• Elektrochemiškai inertiškas, bet likęs laisvas melaminas (reikalingas grynumas ≥99,5 %) gali katalizuoti elektrolitų skaidymąsi.
• AHP:
• Rūgštinių priemaišų (pvz., H₃PO₂) kiekis turi būti kuo mažesnis (ICP testas: metalo jonai ≤10 ppm), kad būtų išvengta LiPF₆ hidrolizės pagreitėjimo.
  Išvada:Abiem atvejais reikalingas didelis grynumas (≥99 %), tačiau MCA lengviau išgryninti.

Išsamus sprendimo pasiūlymas

1. Pirminis antipireno pasirinkimas:

• Pageidaujama:AHP (subalansuotas dispersiškumas / sukibimas) + žemos temperatūros sinergiklis (pvz., 5 % mikrokapsulės formos raudonasis fosforas).
• Alternatyva:Modifikuotas MCA (karboksilo skiepytas vandeninei dispersijai) + APP sinergiklis.

1. Proceso optimizavimas:

• Srutų formulė:AHP (90 %) + poliuretano rišiklis (7 %) + drėkinamoji medžiaga (BYK-346, 0,5 %) + putojimo slopinimo priemonė (2 %).
• Šlifavimo parametrai:Smėlio malūnas su 0,3 mm ZrO₂ granulėmis, 2000 aps./min., 2 val. (tikslinis D90 ≤1 μm).

1. Patvirtinimo testai:

• Terminis skaidymas:TGA (svorio netekimas <1 % esant 120 °C/2 val.; dujų išeiga esant 150 °C/30 min., išmatuota GC-MS metodu).
• Elektrocheminis stabilumas:SEM stebėjimas po 30 dienų panardinimo į 1M LiPF₆ EC/DMC 60 °C temperatūroje.

Galutinė rekomendacija

Nei MCA, nei AHP atskirai neatitinka visų reikalavimų.hibridinė sistemapatariama:

• AHP (matrica)+mikrokapsuliuotas raudonasis fosforas (žemos temperatūros dujų generatorius)+nano-SiO₂(atsparumas dilimui).
• Sujunkite su didelio sukibimo vandenine derva (pvz., akrilo-epoksidinės kompozicinės emulsijos) ir optimizuokite paviršiaus modifikavimą, kad būtų užtikrintas dalelių dydis / dispersijos stabilumas.
  Tolesnis testavimasreikalingas terminės-elektrocheminės sinergijos patvirtinimui.