폴리우레탄 AB 접착 시스템에서 고체 난연제의 용해 및 분산 공정

폴리우레탄 AB 접착 시스템에서 고체 난연제의 용해 및 분산 공정

폴리우레탄 AB 접착제 시스템에서 차아인산알루미늄(AHP), 수산화알루미늄(ATH), 붕산아연, 시아누르산멜라민(MCA)과 같은 고체 난연제를 용해/분산시키는 데 있어 핵심 단계는 전처리, 단계별 분산, 그리고 엄격한 수분 제어입니다. 아래는 상세 공정입니다(고난연성 조성물 기준이며, 다른 조성물은 이에 따라 조정 가능).

I. 핵심 원칙

1. "용해"는 본질적으로 분산을 의미합니다. 고체 난연제는 안정적인 현탁액을 형성하기 위해 폴리올(A 성분)에 균일하게 분산되어야 합니다.
2. 난연제 전처리: 수분 흡수, 응집 및 이소시아네이트와의 반응성 문제를 해결해야 합니다.
3. 단계적 첨가: 밀도와 입자 크기 순서대로 재료를 첨가하여 특정 부위에 고농도가 발생하는 것을 방지합니다.
4. 엄격한 수분 조절: 물은 B 성분의 이소시아네이트(-NCO)를 소모하여 경화 불량을 초래합니다.

II. 상세 작동 절차 (A 성분 중 폴리올 100부를 기준으로 함)

1단계: 난연제 전처리 (24시간 전)

• 차아인산알루미늄(AHP, 10부):
  • 실란 커플링제(KH-550) 또는 티탄산염 커플링제(NDZ-201)를 이용한 표면 코팅:
    • 커플링제 0.5부와 무수 에탄올 2부를 혼합하고 10분간 저어 가수분해를 진행하십시오.
    • AHP 분말을 넣고 고속(1000rpm)으로 20분간 교반합니다.
    • 80°C 오븐에서 2시간 동안 건조한 후 밀봉하여 보관하십시오.
• 수산화알루미늄(ATH, 25부):
  • 미세입자 크기의 실란 변형 ATH(예: Wandu WD-WF-20)를 사용하십시오. 변형되지 않은 경우 AHP와 유사하게 처리하십시오.
• MCA(6부) 및 붕산아연(4부):
  • 수분을 제거하기 위해 60°C에서 4시간 동안 건조시킨 후 300메쉬 체에 걸러줍니다.

2단계: A 성분(폴리올 측) 분산 공정

1. 베이스 믹싱:
   • 건조 용기에 폴리올(예: 폴리에테르 폴리올 PPG) 100부를 넣으세요.
   • 폴리에테르 변성 폴리실록산 레벨링제(예: BYK-333) 0.3부를 첨가하십시오.
2. 저속 사전 분산:
   • 난연제를 다음 순서대로 첨가하십시오: ATH(25부) → AHP(10부) → 붕산아연(4부) → MCA(6부).
   • 건조 분말이 남지 않을 때까지 300~500rpm으로 10분간 교반하십시오.
3. 고전단 분산:
   • 고속 분산기(1500rpm 이상)로 전환하여 30분 동안 작동시키십시오.
   • 온도는 50°C 이하로 유지하십시오 (폴리올 산화 방지).
4. 분쇄 및 정제 (매우 중요!):
   • 3롤 밀 또는 바스켓 샌드 밀을 2~3회 통과시켜 미세도가 30μm 이하(헤그만 게이지로 측정)가 될 때까지 가공합니다.
5. 점도 조절 및 거품 제거:
   • 침전 방지를 위해 소수성 흄드 실리카(에어로실 R202) 0.5부를 첨가하십시오.
   • 실리콘 소포제(예: 테고 에어렉스 900) 0.2부를 첨가하십시오.
   • 탈기 작업을 위해 200rpm으로 15분간 교반하십시오.

3단계: B성분(이소시아네이트 측) 처리

• 수분 흡수를 위해 B성분(예: MDI 프리폴리머)에 분자체(예: 제오켐 3A) 4~6부를 첨가하십시오.
• 액상 인계 난연제(저점도 옵션)를 사용하는 경우, B 성분에 직접 혼합하고 10분 동안 저어주십시오.

4단계: AB 구성 요소 혼합 및 경화

• 혼합 비율: 기존 AB 접착제 배합 비율(예: A:B = 100:50)을 따르십시오.
• 혼합 과정:
  • 이중 구성 요소 유성 믹서 또는 정적 혼합 튜브를 사용하십시오.
  • 2~3분간 섞어 균일하게 섞어주세요 (끈적임이 없어야 합니다).
• 경화 조건:
  • 상온 경화: 24시간 (난연제의 열 흡수로 인해 30% 연장됨).
  • 가속 경화: 60°C/2시간 (기포 발생 여부 확인).

III. 주요 공정 관리 지점

IV. 대체 분산 방법 (분쇄 장비 없이)

1. 볼 밀링 전처리:
   • 난연제와 폴리올을 1:1 비율로 혼합하고, 지르코니아 볼(2mm 크기)을 사용하여 4시간 동안 볼밀링합니다.
2. 마스터배치 방식:
   • 폴리올을 담체로 사용하여 50% 난연 마스터배치를 제조한 후 사용 전에 희석하십시오.
3. 초음파 분산:
   • 미리 혼합된 슬러리에 초음파 처리(20kHz, 500W, 10분)를 적용합니다(소량 생산에 적합).

V. 실행 권장 사항

1. 소규모 테스트 우선: A 성분 100g을 사용하여 점도 안정성(24시간 변화 <10%) 및 경화 속도에 중점을 두고 테스트합니다.
2. 난연제 첨가 순서 규칙:
   • “먼저 무거운 것을 사용하고 나중에 가벼운 것을 사용하며, 먼저 가는 것을 사용하고 나중에 거친 것을 사용하라” → ATH(무거운 것) → AHP(가는 것) → 아연 붕산염(중간) → MCA(가볍고 거친 것).
3. 긴급 상황 해결:
   • 점도가 갑자기 증가할 경우: 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PMA) 0.5%를 첨가하여 희석하십시오.
   • 경화 불량 시: B 성분에 변성 MDI(예: Wanhua PM-200) 5%를 첨가하십시오.