فرآیند انحلال و پراکندگی مواد جامد ضد حریق در سیستم چسب پلی اورتان AB

فرآیند انحلال و پراکندگی مواد جامد ضد حریق در سیستم چسب پلی اورتان AB

برای انحلال/پراکندگی مواد جامد ضد حریق مانند هیپوفسفیت آلومینیوم (AHP)، هیدروکسید آلومینیوم (ATH)، بورات روی و سیانورات ملامین (MCA) در یک سیستم چسب پلی اورتان AB، مراحل کلیدی شامل پیش تصفیه، پراکندگی گام به گام و کنترل دقیق رطوبت است. در زیر فرآیند دقیق (برای فرمولاسیون‌های با خاصیت ضد حریق بالا؛ سایر فرمولاسیون‌ها را می‌توان بر این اساس تنظیم کرد) آمده است.

اصول اساسی

1. «انحلال» اساساً همان پراکندگی است: مواد ضد حریق جامد باید به طور یکنواخت در پلی‌ال (جزء A) پراکنده شوند تا یک سوسپانسیون پایدار تشکیل دهند.
2. پیش تصفیه مواد ضد حریق: به مسائل مربوط به جذب رطوبت، تجمع و واکنش‌پذیری با ایزوسیانات‌ها بپردازید.
3. افزودن مرحله‌ای: مواد را به ترتیب چگالی و اندازه ذرات اضافه کنید تا از غلظت‌های بالای موضعی جلوگیری شود.
4. کنترل دقیق رطوبت: آب، ایزوسیانات (-NCO) موجود در جزء B را مصرف می‌کند و منجر به عمل‌آوری ضعیف می‌شود.

II. روش کار دقیق (بر اساس ۱۰۰ قسمت پلی ال در جزء A)

مرحله ۱: پیش تصفیه با مواد ضد حریق (۲۴ ساعت قبل)

• هیپوفسفیت آلومینیوم (AHP، 10 قسمت):
  • پوشش سطح با عامل اتصال سیلان (KH-550) یا عامل اتصال تیتانات (NDZ-201):
    • 0.5 قسمت عامل اتصال دهنده + 2 قسمت اتانول بدون آب را مخلوط کنید، به مدت 10 دقیقه برای هیدرولیز هم بزنید.
    • پودر AHP را اضافه کنید و به مدت 20 دقیقه با سرعت بالا (1000 دور در دقیقه) هم بزنید.
    • به مدت ۲ ساعت در فر با دمای ۸۰ درجه سانتیگراد خشک کنید، سپس در ظرف دربسته نگهداری کنید.
• هیدروکسید آلومینیوم (ATH، ۲۵ قسمت):
  • از ATH اصلاح‌شده با سیلان با اندازه زیر میکرون (مثلاً Wandu WD-WF-20) استفاده کنید. اگر اصلاح‌نشده است، مشابه AHP عمل کنید.
• MCA (6 قسمت) و بورات روی (4 قسمت):
  • به مدت ۴ ساعت در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد خشک کنید تا رطوبت آن گرفته شود، سپس از الک ۳۰۰ مش عبور دهید.

مرحله 2: فرآیند پراکندگی جزء A (بخش پلی ال)

1. مخلوط کردن پایه:
   • ۱۰۰ قسمت پلی‌ال (مثلاً پلی‌اتر پلی‌ال PPG) را به یک ظرف خشک اضافه کنید.
   • 0.3 قسمت عامل ترازکننده پلی سیلوکسان اصلاح شده با پلی اتر (مثلاً BYK-333) اضافه کنید.
2. پیش پاشش کم سرعت:
   • مواد ضد حریق را به ترتیب اضافه کنید: ATH (25 قسمت) → AHP (10 قسمت) → بورات روی (4 قسمت) → MCA (6 قسمت).
   • به مدت 10 دقیقه با سرعت 300 تا 500 دور در دقیقه هم بزنید تا هیچ پودر خشکی باقی نماند.
3. پراکندگی برشی بالا:
   • به مدت 30 دقیقه از یک دستگاه پخش کننده با سرعت بالا (≥1500 دور در دقیقه) استفاده کنید.
   • دما را کنترل کنید ≤50 درجه سانتیگراد (برای جلوگیری از اکسیداسیون پلی ال).
4. سنگ‌زنی و پالایش (بسیار مهم!):
   • ۲ تا ۳ بار از آسیاب سه غلتکی یا آسیاب سبدی ماسه عبور دهید تا به نرمی کمتر یا مساوی ۳۰ میکرومتر برسید (با گیج هگمن آزمایش شده است).
5. تنظیم ویسکوزیته و کف زدایی:
   • برای جلوگیری از ته‌نشینی، 0.5 قسمت سیلیکای بخار آبگریز (Aerosil R202) اضافه کنید.
   • 0.2 قسمت از ضد کف سیلیکونی (مثلاً Tego Airex 900) اضافه کنید.
   • برای گاززدایی، به مدت ۱۵ دقیقه با سرعت ۲۰۰ دور در دقیقه هم بزنید.

مرحله 3: تصفیه با جزء B (بخش ایزوسیانات)

• ۴ تا ۶ قسمت غربال مولکولی (مثلاً Zeochem 3A) را برای جذب رطوبت به جزء B (مثلاً پیش پلیمر MDI) اضافه کنید.
• در صورت استفاده از بازدارنده‌های شعله فسفر مایع (گزینه کم ویسکوزیته)، مستقیماً با جزء B مخلوط کرده و به مدت 10 دقیقه هم بزنید.

مرحله 4: مخلوط کردن و عمل آوری اجزای AB

• نسبت اختلاط: از طرح چسب AB اصلی پیروی کنید (مثلاً A:B = 100:50).
• فرآیند اختلاط:
  • از یک میکسر سیاره‌ای دو جزئی یا لوله میکسر استاتیک استفاده کنید.
  • به مدت ۲ تا ۳ دقیقه مخلوط کنید تا یکدست شود (بدون رشته رشته شدن).
• شرایط عمل آوری:
  • خشک شدن در دمای اتاق: ۲۴ ساعت (به دلیل جذب گرما توسط بازدارنده شعله، ۳۰٪ افزایش می‌یابد).
  • خشک شدن سریع: ۶۰ درجه سانتیگراد / ۲ ساعت (برای نتایج بدون حباب، اعتبارسنجی شود).

III. نقاط کنترل کلیدی فرآیند

IV. روش‌های پراکندگی جایگزین (بدون تجهیزات سنگ‌زنی)

1. پیش تصفیه آسیاب گلوله‌ای:
   • مواد ضد حریق و پلی ال را با نسبت ۱:۱ مخلوط کنید و به مدت ۴ ساعت آسیاب گلوله‌ای کنید (گلوله‌های زیرکونیا، اندازه ۲ میلی‌متر).
2. روش مستربچ:
   • یک مستربچ مقاوم در برابر شعله ۵۰٪ (پلی ال به عنوان حامل) تهیه کنید، سپس قبل از استفاده رقیق کنید.
3. پراکندگی اولتراسونیک:
   • دوغاب از پیش مخلوط شده (مناسب برای مقادیر کم) را با امواج فراصوت (۲۰ کیلوهرتز، ۵۰۰ وات، ۱۰ دقیقه) مخلوط کنید.

V. توصیه‌های اجرایی

1. ابتدا آزمایش در مقیاس کوچک: با ۱۰۰ گرم از جزء A آزمایش کنید، با تمرکز بر پایداری ویسکوزیته (تغییر ۲۴ ساعته کمتر از ۱۰٪) و سرعت خشک شدن.
2. قانون توالی افزودن مواد بازدارنده شعله:
   • «اول سنگین، بعد سبک؛ اول ریز، بعد درشت» → ATH (سنگین) → AHP (ریز) → بورات روی (متوسط) → MCA (سبک/درشت).
3. عیب یابی اضطراری:
   • افزایش ناگهانی ویسکوزیته: برای رقیق کردن، 0.5% پروپیلن گلیکول متیل اتر استات (PMA) اضافه کنید.
   • عمل آوری ضعیف: 5% MDI اصلاح شده (مثلاً Wanhua PM-200) را به جزء B اضافه کنید.