Σχεδιασμός τύπου για MCA και υποφωσφορώδες αργίλιο (AHP) σε επικάλυψη διαχωριστή για επιβράδυνση φλόγας

Σχεδιασμός τύπου για MCA και υποφωσφορώδες αργίλιο (AHP) σε επικάλυψη διαχωριστή για επιβράδυνση φλόγας

Με βάση τις συγκεκριμένες απαιτήσεις του χρήστη για επιστρώσεις διαχωρισμού επιβραδυντικές της φλόγας, τα χαρακτηριστικά τουΚυανουρική μελαμίνη (MCA)καιΥποφωσφορώδες αργίλιο (AHP)αναλύονται ως εξής:

1. Συμβατότητα με συστήματα πολτού

• ΜΚΣ:
• Υδατικά συστήματα:Απαιτείται τροποποίηση της επιφάνειας (π.χ., παράγοντες σύζευξης σιλανίου ή επιφανειοδραστικές ουσίες) για τη βελτίωση της διασποράς· διαφορετικά, ενδέχεται να εμφανιστεί συσσωμάτωση.
• Συστήματα NMP:Ενδέχεται να παρουσιάσει ελαφρά διόγκωση σε πολικούς διαλύτες (συνιστάται: δοκιμή ρυθμού διόγκωσης μετά από 7 ημέρες εμβάπτισης).
• ΑΗΡ:
• Υδατικά συστήματα:Καλή διασπορά, αλλά το pH πρέπει να ελέγχεται (όξινες συνθήκες μπορεί να προκαλέσουν υδρόλυση).
• Συστήματα NMP:Υψηλή χημική σταθερότητα με ελάχιστο κίνδυνο διόγκωσης.
  Σύναψη:Το AHP παρουσιάζει καλύτερη συμβατότητα, ενώ το MCA απαιτεί τροποποίηση.

2. Μέγεθος σωματιδίων και προσαρμοστικότητα της διαδικασίας επικάλυψης

• ΜΚΣ:
• Αρχικό D50: ~1–2 μm· απαιτεί άλεση (π.χ., άλεση με άμμο) για τη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων, αλλά μπορεί να προκαλέσει ζημιά στη στρωματοποιημένη δομή του, επηρεάζοντας την απόδοση επιβράδυνσης φλόγας.
• Πρέπει να επαληθεύεται η ομοιομορφία μετά την άλεση (παρατήρηση SEM).
• ΑΗΡ:
• Αρχικό D50: Συνήθως ≤5 μm. Επιτυγχάνεται άλεση σε D50 0,5 μm/D90 1 μm (η υπερβολική άλεση μπορεί να προκαλέσει αιχμές στο ιξώδες του πολτού).
  Σύναψη:Η MCA έχει καλύτερη προσαρμοστικότητα μεγέθους σωματιδίων με χαμηλότερο κίνδυνο διεργασίας.

3. Αντίσταση πρόσφυσης και τριβής

• ΜΚΣ:
• Η χαμηλή πολικότητα οδηγεί σε κακή πρόσφυση με διαχωριστικές μεμβράνες PE/PP· απαιτεί συνδετικά υλικά με βάση το ακρυλικό σε ποσοστό 5–10% (π.χ., PVDF-HFP).
• Ο υψηλός συντελεστής τριβής μπορεί να απαιτήσει την προσθήκη 0,5–1% nano-SiO₂ για τη βελτίωση της αντοχής στη φθορά.
• ΑΗΡ:
• Οι επιφανειακές υδροξυλομάδες σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με τον διαχωριστή, βελτιώνοντας την πρόσφυση, αλλά εξακολουθούν να απαιτούνται συνδετικά πολυουρεθάνης 3-5%.
• Η υψηλότερη σκληρότητα (Mohs ~3) μπορεί να προκαλέσει αποβολή μικροσωματιδίων υπό παρατεταμένη τριβή (απαιτεί κυκλική δοκιμή).
  Σύναψη:Το AHP προσφέρει καλύτερη συνολική απόδοση, αλλά απαιτεί βελτιστοποίηση του συνδετικού υλικού.

4. Θερμική Σταθερότητα και Ιδιότητες Αποσύνθεσης

• ΜΚΣ:
• Θερμοκρασία αποσύνθεσης: 260–310°C· δεν μπορεί να παράγει αέριο στους 120–150°C, ενδεχομένως να μην καταστείλει τη θερμική διαφυγή.
• ΑΗΡ:
• Θερμοκρασία αποσύνθεσης: 280–310°C, επίσης ανεπαρκής για την παραγωγή αερίου σε χαμηλή θερμοκρασία.
  Βασικό ζήτημα:Και τα δύο αποσυντίθενται πάνω από το εύρος-στόχο (120–150°C).Λύσεις:
• Εισάγετε συνεργιστικά χαμηλής θερμοκρασίας (π.χ., μικροενθυλακωμένος κόκκινος φώσφορος, εύρος αποσύνθεσης: 150–200°C) ή τροποποιημένο πολυφωσφορικό αμμώνιο (APP, επικαλυμμένο για ρύθμιση της αποσύνθεσης στους 140–180°C).
• Σχεδιάστε έναΣύνθετο MCA/APP (αναλογία 6:4)για την αξιοποίηση της παραγωγής αερίου χαμηλής θερμοκρασίας της APP + της αναστολής φλόγας στην αέρια φάση της MCA.

5. Ηλεκτροχημική και αντοχή στη διάβρωση

• ΜΚΣ:
• Ηλεκτροχημικά αδρανής, αλλά η υπολειμματική ελεύθερη μελαμίνη (απαιτείται καθαρότητα ≥99,5%) μπορεί να καταλύσει την αποσύνθεση των ηλεκτρολυτών.
• ΑΗΡ:
• Οι όξινες ακαθαρσίες (π.χ., H₃PO₂) πρέπει να ελαχιστοποιούνται (δοκιμή ICP: μεταλλικά ιόντα ≤10 ppm) για να αποφευχθεί η επιτάχυνση της υδρόλυσης LiPF₆.
  Σύναψη:Και οι δύο απαιτούν υψηλή καθαρότητα (≥99%), αλλά η MCA καθαρίζεται ευκολότερα.

Ολοκληρωμένη Πρόταση Λύσης

1. Επιλογή κύριου επιβραδυντικού φλόγας:

• Προνομιούχος:AHP (ισορροπημένη διασπορά/πρόσφυση) + συνεργιστικό χαμηλής θερμοκρασίας (π.χ., 5% μικροενθυλακωμένος κόκκινος φώσφορος).
• Εναλλακτική λύση:Τροποποιημένο MCA (καρβοξυλικό μόριο για υδατική διασπορά) + συνεργιστικό APP.

1. Βελτιστοποίηση Διαδικασιών:

• Φόρμουλα πολτού:AHP (90%) + συνδετικό πολυουρεθάνης (7%) + διαβρέκτης (BYK-346, 0,5%) + αντιαφριστικό (2%).
• Παράμετροι λείανσης:Άμμος-μύλος με σφαιρίδια ZrO₂ 0,3 mm, 2000 στροφές/λεπτό, 2 ώρες (στόχος D90 ≤1 μm).

1. Δοκιμές επικύρωσης:

• Θερμική αποσύνθεση:TGA (απώλεια βάρους <1% στους 120°C/2 ώρες· έξοδος αερίου στους 150°C/30 λεπτά μέσω GC-MS).
• Ηλεκτροχημική σταθερότητα:Παρατήρηση SEM μετά από 30 ημέρες εμβάπτισης σε 1M LiPF₆ EC/DMC στους 60°C.

Τελική Σύσταση

Ούτε η MCA ούτε η AHP από μόνες τους πληρούν όλες τις απαιτήσεις. Aυβριδικό σύστημασυνιστάται:

• AHP (πίνακας)+μικροενθυλακωμένος κόκκινος φώσφορος (γεννήτρια αερίου χαμηλής θερμοκρασίας)+νανο-SiO₂(αντοχή στην τριβή).
• Συνδυάστε το με μια υδατική ρητίνη υψηλής πρόσφυσης (π.χ., σύνθετο γαλάκτωμα ακρυλικού-εποξειδικού) και βελτιστοποιήστε την τροποποίηση της επιφάνειας για σταθερότητα μεγέθους σωματιδίων/διασποράς.
  Περαιτέρω δοκιμέςείναι απαραίτητο για την επικύρωση της θερμικής-ηλεκτροχημικής συνέργειας.