Halogenfreie flammhemmende Referenzformulierung für wasserbasierte Acrylklebstoffe in der Elektronik
Bei wasserbasierten Acrylsystemen sollten die Zugabemengen von Aluminiumhypophosphit (AHP) und Zinkborat (ZB) anhand der spezifischen Anwendungsanforderungen (wie z. B. Flammschutzklasse, Schichtdicke, Anforderungen an die physikalischen Eigenschaften usw.) und ihrer Synergieeffekte bestimmt werden. Nachfolgend finden Sie allgemeine Empfehlungen und Referenzbereiche:
I. Referenzwerte für die Basiszugabemengen
Tabelle: Empfohlene Flammschutzmittelzusätze und Beschreibungen
| Flammhemmender Typ | Empfohlene Zugabe (Gew.-%) | Beschreibung |
| Aluminiumhypophosphit (AHP) | 5 % bis 20 % | Flammschutzmittel auf Phosphorbasis; dabei muss die Flammschutzwirkung mit der Systemverträglichkeit in Einklang gebracht werden (zu hohe Mengen können die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen). |
| Zinkborat (ZB) | 2 % bis 10 % | Synergistischer Verstärker; kann die Gesamtmenge reduzieren, wenn er mit AHP kombiniert wird (bei alleiniger Verwendung sind höhere Anteile erforderlich). |
II. Optimierung der Stoffverhältnisse
- Typische Verbindungsverhältnisse:
- AHP:ZB = 2:1 ~ 4:1(z. B. 15 % AHP + 5 % ZB, insgesamt 20 %).
- Verhältnisse experimentell anpassen, zum Beispiel:
- Hohe Anforderungen an den Flammschutz:AHP 15%~20%, ZB 5%~8%.
- Ausgewogene physikalische Eigenschaften:AHP 10%~15%, ZB 3%~5%.
- Synergistische Effekte:
- Zinkborat verbessert die Flammschutzwirkung durch:
- Stabilisierung der Kohlenstoffbildung (Wechselwirkung mit durch AHP erzeugtem Aluminiumphosphat).
- Durch die Freisetzung von gebundenem Wasser wird Wärme absorbiert und brennbare Gase verdünnt.
III. Schritte zur experimentellen Validierung
- Schrittweises Testen:
- Einzeltests:Zunächst werden AHP (5%~20%) oder ZB (5%~15%) separat auf Flammschutzwirkung (UL-94, LOI) und Beschichtungsleistung (Haftung, Härte, Wasserbeständigkeit) geprüft.
- Verbindungsoptimierung:Nach Auswahl einer AHP-Ausgangsmenge wird ZB schrittweise hinzugefügt (z. B. 3 % bis 8 %, wenn AHP 15 % beträgt), und es werden Verbesserungen bei der Flammschutzwirkung und Nebenwirkungen beobachtet.
- Wichtigste Leistungsindikatoren:
- Flammschutz:LOI (Zielwert ≥28%), UL-94-Klassifizierung (V-0/V-1), Rauchdichte.
- Physikalische Eigenschaften:Filmbildung, Haftung (ASTM D3359), Wasserbeständigkeit (keine Delamination nach 48 Stunden Eintauchen).
IV. Wichtige Überlegungen
- Dispersionsstabilität:
- AHP ist hygroskopisch – daher vortrocknen oder oberflächenmodifizierte Varianten verwenden.
- Verwenden Sie Dispergiermittel (z. B. BYK-190, TEGO Dispers 750W), um die Gleichmäßigkeit zu verbessern und Sedimentation zu verhindern.
- pH-Kompatibilität:
- Acrylsysteme auf Wasserbasis haben typischerweise einen pH-Wert von 8–9; es ist darauf zu achten, dass AHP und ZB stabil bleiben (Hydrolyse oder Zersetzung vermeiden).
- Einhaltung gesetzlicher Bestimmungen:
- AHP muss die RoHS-Anforderungen für halogenfreie Produkte erfüllen; ZB sollte Qualitäten mit niedrigem Schwermetallgehalt verwenden.
V. Alternative oder ergänzende Lösungen
- Melaminpolyphosphat (MPP):Kann die Flammschutzwirkung weiter verbessern, wenn es mit AHP kombiniert wird (z. B. 10 % AHP + 5 % MPP + 3 % ZB).
- Nano-Flammschutzmittel:Nano-Grade ZB (Zusatz reduziert auf 1%~3%) oder Schichtdoppelhydroxide (LDH) für verbesserte Barrierewirkung.
VI. Zusammenfassende Empfehlungen
- Ausgangsformulierung:AHP 10%~15% + ZB 3%~5% (insgesamt 13%~20%), dann optimieren.
- Validierungsmethode:Prüfen Sie Proben im kleinen Maßstab auf LOI und UL-94 und bewerten Sie gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften.
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Veröffentlichungsdatum: 23. Juni 2025
