뉴스 - 에폭시 수지용 할로겐 프리 난연제 제형 및 가공 기술

에폭시 수지용 할로겐프리 난연제 배합 및 가공 기술

고객은 UL94-V0 규격을 준수하는 무수물 경화 시스템을 사용하는 에폭시 수지에 적합한 친환경적이고 할로겐 및 중금속이 없는 난연제를 찾고 있습니다. 경화제는 Tg가 125°C 이상인 고온 에폭시 경화제여야 하며, 85~120°C에서 열 경화하고 실온에서는 반응이 느려야 합니다. 아래는 고객이 요청한 세부 제형입니다.

I. 난연제 배합 시스템

1. 핵심 난연 시스템: 인-질소 시너지

난연제 정보 표

난연성	기구	권장 로딩	비고
알루미늄 차아인산염	응축상 난연성, 알루미늄 인산염 숯층 형성	10~15%	1차 난연제, 분해 온도 >300°C
폴리인산암모늄(APP)	팽창성 난연성, 알루미늄 차아인산염과 시너지 효과	5~10%	내산성 APP 필요
멜라민 시아누레이트(MCA)	질소원, 인산 시너지 강화, 연기 억제	3~5%	떨어지는 현상을 줄입니다

2. 보조 난연제 및 시너지제

보조 난연제 정보 표

난연성	기구	권장 로딩	비고
붕산아연	숯 형성을 촉진하고 잔광을 억제합니다.	2~5%	과도한 양은 경화를 느리게 할 수 있습니다.
미세 수산화 알루미늄	흡열 냉각, 연기 억제	5~8%	제어 로딩(Tg 감소 방지)

3. 예시 제형 (총 로딩: 20–30%)

기본 제형(총 수지 함량 대비)

요소	함량(수지 대비)
알루미늄 차아인산염	12%
앱	8%
엠씨에이	4%
붕산아연	3%
수산화알루미늄	5%
총 적재량	32% (25~30%로 조정 가능)

II. 주요 처리 단계

1. 혼합 및 분산

A. 전처리:

알루미늄 하이포아인산염, APP, MCA를 80°C에서 2시간 동안 건조합니다(습기 흡수 방지).
무기 충전제(수산화 알루미늄, 붕산 아연)를 실란 커플링제(예: KH-550)로 처리합니다.

B. 믹싱 순서:

에폭시 수지 + 난연제(60°C, 1시간 교반)
무수물 경화제를 첨가합니다(온도 <80°C 유지)
진공 탈기(-0.095 MPa, 30분)

2. 경화 과정

단계 경화(난연 안정성과 높은 Tg의 균형을 유지):

85°C / 2시간(천천히 시작, 거품 감소)
120°C / 2시간(완전한 무수물 반응 보장)
150°C / 1h (가교 밀도 증가, Tg >125°C)

3. 주요 내용

점도 조절: 점도가 너무 높으면 5% 반응성 에폭시 희석제(예: AGE)를 첨가합니다.
지연 경화: 메틸헥사하이드로프탈산 무수물(MeHHPA)을 사용하거나 0.2% 2-에틸-4-메틸이미다졸을 첨가합니다(실온 반응 속도를 늦춥니다).

III. 성능 검증 및 조정

1. 난연성:

UL94 V0 테스트(두께 1.6mm): 연소 시간이 10초 미만이고, 떨어지지 않음을 보장합니다.
실패할 경우: 알루미늄 하이포아포스파이트(+3%) 또는 APP(+2%)를 증가시킵니다.

2. 열 성능:

Tg에 대한 DSC 테스트: Tg가 125°C 미만이면 수산화 알루미늄을 감소시킵니다(흡열 효과로 인해 Tg가 낮아짐).

3. 기계적 특성:

굽힘 강도가 떨어지면 보강을 위해 나노 실리카를 1~2% 첨가합니다.

IV. 잠재적 문제 및 해결책

난연제 문제 및 해결책 표

문제	원인	해결책
불완전 경화	난연제의 수분 흡수 또는 pH 간섭	사전 건조 필러, 내산성 APP 사용
수지 흐름이 좋지 않음	과도한 필러 로딩	수산화 알루미늄을 3%로 줄이거나 희석제를 첨가하세요.
UL94 실패	PN 시너지 부족	MCA(6%까지) 또는 알루미늄 차아인산염(15%까지)을 증가시킵니다.