열경화성 아크릴 접착제용 난연제 배합 기준
열경화성 아크릴 접착제에 대한 UL94 V0 난연성 요구 사항을 충족하기 위해 기존 난연제의 특성과 열경화성 시스템의 특수성을 고려하여 다음과 같은 최적화된 제형과 핵심 분석을 제안합니다.
I. 제형 설계 원칙 및 열경화성 시스템 요구 사항
- 경화 온도와 일치해야 함(일반적으로 120~180°C)
- 난연제는 고온 가공을 견뎌야 합니다(분해 실패 방지)
- 높은 가교 밀도 시스템에서 분산 안정성 보장
- 경화 후 기계적 강도와 난연성 효율의 균형을 맞추십시오.
II. 시너지 효과형 난연 시스템 설계
난연성 기능 및 열경화성 호환성
| 난연성 | 주요 역할 | 열경화성 수지 호환성 | 권장 로딩 |
|---|---|---|---|
| 초미립 ATH | 주요 FR: 흡열 탈수, 기체상 희석 | 표면 개질(응집 방지)이 필요합니다. | ≤35% (과도한 로딩은 가교를 감소시킵니다) |
| 알루미늄 차아인산염 | 상승작용제: 숯 촉매, 라디칼 소거제(PO·) | 분해 온도 >300°C, 경화에 적합 | 8~12% |
| 붕산아연 | 숯 강화제: 유리질 장벽을 형성하여 연기를 줄입니다. | ATH(Al-BO3 char)와 시너지 효과를 발휘합니다. | 5~8% |
| MCA(멜라민시아누레이트) | 기체상 FR: NH₃를 방출하고 연소를 억제합니다. | 분해 온도 250~300°C (경화 온도 <250°C) | 3~5% |
III. 권장 제형(중량%)
구성 요소 처리 지침
| 요소 | 비율 | 키 처리 참고 사항 |
|---|---|---|
| 열경화성 아크릴 수지 | 45~50% | 고충전재 적재를 위한 저점도 타입(예: 에폭시 아크릴레이트) |
| 표면 개질된 ATH(D50 <5µm) | 25~30% | KH-550 실란으로 전처리 |
| 알루미늄 차아인산염 | 10~12% | ATH와 미리 혼합하여 배치별로 추가 |
| 붕산아연 | 6~8% | MCA를 첨가하여 고전단 분해를 방지합니다. |
| 엠씨에이 | 4~5% | 후기 저속 혼합(<250°C) |
| 분산제(BYK-2152 + PE 왁스) | 1.5~2% | 균일한 필러 분산을 보장합니다. |
| 커플링제(KH-550) | 1% | ATH/차아인산염으로 전처리됨 |
| 경화제(BPO) | 1~2% | 빠른 경화를 위한 저온 활성제 |
| 침강 방지제(Aerosil R202) | 0.5% | 틱소트로피성 항침전 |
IV. 중요 공정 제어
1. 분산 공정
- 전처리: ATH 및 차아인산염을 5% KH-550/에탄올 용액에 담가두었습니다(2시간, 80°C 건조).
- 믹싱 순서:
- 수지 + 분산제 → 저속 혼합 → 변성 ATH/차아인산염 첨가 → 고속 분산(2500rpm, 20분) → 아연붕산염/MCA 첨가 → 저속 혼합(MCA 분해 방지)
- 장비 : 행성 믹서(진공 탈기) 또는 3롤 밀(초미립 분말용)
2. 경화 최적화
- 단계 경화: 80°C/1h(젤화 전) → 140°C/2h(후경화, MCA 분해 방지)
- 압력 조절: 필러 침강 방지를 위한 0.5~1MPa
3. 시너지 메커니즘
- ATH + 차아인산염: 라디칼(PO·)을 소거하면서 AlPO₄ 강화 숯을 형성합니다.
- 붕산아연 + MCA: 기체-고체 이중 장벽(NH₃ 희석 + 용융 유리층)
V. 성능 튜닝 전략
일반적인 문제 및 솔루션
| 문제 | 근본 원인 | 해결책 |
|---|---|---|
| 점화가 떨어지다 | 낮은 용융 점도 | MCA를 5%로 늘리고 차아인산염을 12%로 늘리거나 0.5% PTFE 미세분말을 추가합니다. |
| 경화 후 취성 | 과도한 ATH 로딩 | ATH를 25% + 5% 나노-CaCO₃로 줄입니다(강화) |
| 저장 침전 | 틱소트로피가 좋지 않음 | 실리카를 0.8%로 늘리거나 BYK-410으로 전환하세요. |
| LOI <28% | 기체상 FR이 부족함 | 코팅된 적색인 2% 또는 나노-BN 1%를 첨가합니다. |
VI. 검증 지표
- UL94 V0: 3.2mm 샘플, 총 화염 시간 <50초(면 점화 없음)
- LOI ≥30% (안전 마진)
- TGA 잔류물 >25% (800°C, N2)
- 기계적 균형: 인장 강도 >8 MPa, 전단 강도 >6 MPa
주요 내용
- 기계적 무결성을 유지하면서 V0 등급을 달성했습니다.
- 스케일링 전 소규모 시험(50g)을 권장합니다.
- 더 높은 성능을 위해 2~3%의 DOPO 유도체(예: 포스파페난트렌)를 추가할 수 있습니다.
이 제품은 가공성과 최종 사용 성능을 최적화하는 동시에 엄격한 난연성 기준을 준수합니다.
게시 시간: 2025년 7월 1일
