뉴스 - 에폭시 수지용 할로겐 프리 난연제 배합 및 가공 기술

에폭시 수지용 할로겐 프리 난연제 배합 및 가공 기술

고객은 무수물 경화 시스템을 사용하는 에폭시 수지에 적합한 환경 친화적이고 할로겐 및 중금속이 없는 난연제를 찾고 있으며, UL94-V0 규격을 준수해야 합니다. 경화제는 유리전이온도(Tg)가 125°C 이상인 고온 에폭시 경화제여야 하며, 85~120°C에서 열 경화가 필요하고 상온에서는 서서히 반응해야 합니다. 아래는 고객이 요청한 상세 배합입니다.

I. 난연제 배합 시스템

1. 핵심 난연 시스템: 인-질소 시너지 효과

난연성 정보표

난연제	기구	권장 로딩	비고
알루미늄 하이포아인산염	응축상 난연성, 인산알루미늄 탄화층 형성	10~15%	주요 난연제, 분해 온도 >300°C
폴리인산암모늄(APP)	팽창성 난연성은 차아인산알루미늄과 시너지 효과를 냅니다.	5~10%	내산성 APP 필요
멜라민 시아누레이트(MCA)	질소 공급원으로서 인과의 시너지 효과를 증진시키고 연기 발생을 억제합니다.	3~5%	물방울 떨어짐을 줄여줍니다

2. 보조 난연제 및 상승제

보조 난연제 정보표

난연제	기구	권장 로딩	비고
아연 붕산염	탄화물 형성을 촉진하고 잔광을 억제합니다.	2~5%	과도한 양은 건조 과정을 지연시킬 수 있습니다.
미세 수산화알루미늄	흡열 냉각, 연기 억제	5~8%	(Tg 감소를 방지하기 위해) 부하 제어

3. 예시 제형 (총 함량: 20~30%)

기본 배합 비율 (총 수지 함량 대비)

요소	함량(레진 대비)
알루미늄 하이포아인산염	12%
앱	8%
MCA	4%
아연 붕산염	3%
수산화알루미늄	5%
총 적재량	32% (25~30%로 조정 가능)

II. 주요 처리 단계

1. 혼합 및 분산

A. 전처리:

알루미늄 하이포아인산염, APP 및 MCA를 80°C에서 2시간 동안 건조합니다(수분 흡수 방지).
무기 충전제(수산화알루미늄, 붕산아연)를 실란 커플링제(예: KH-550)로 처리합니다.

B. 믹싱 순서:

에폭시 수지 + 난연제 (60°C, 1시간 교반)
무수물 경화제를 첨가하십시오 (온도는 80°C 미만으로 유지하십시오).
진공 탈기(-0.095 MPa, 30분)

2. 경화 과정

단계별 경화(난연성 안정성과 높은 유리전이온도의 균형 유지):

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

3. 주요 사항

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

III. 성능 검증 및 조정

1. 난연성:

UL94 V0 테스트(두께 1.6mm): 연소 시간 10초 미만, 액상 방울 떨어짐 없음.
실패할 경우: 아인산알루미늄(+3%) 또는 APP(+2%)를 증량하십시오.

2. 열 성능:

DSC를 이용한 Tg 측정: Tg가 125°C 미만이면 수산화알루미늄을 환원시키십시오 (흡열 효과로 인해 Tg가 낮아집니다).

3. 기계적 특성:

굽힘 강도가 떨어지면 보강을 위해 나노실리카를 1~2% 첨가하십시오.

IV. 잠재적 문제점 및 해결책

난연성 관련 문제점 및 해결책 표

문제	원인	해결책
불완전한 치료	난연제로 인한 수분 흡수 또는 pH 변화	충전재를 미리 건조시키고 내산성 APP를 사용하십시오.
수지 흐름이 불량함	과도한 충전재 함량	수산화알루미늄을 3%로 환원시키거나 희석제를 첨가하십시오.
UL94 불합격	PN 시너지 효과 부족	MCA 함량을 6%로 늘리거나 차아인산알루미늄 함량을 15%로 늘리십시오.