Aliuminio hidroksidas (ATH), kaip plačiausiai naudojamas epoksidinės dervos, gumos, kompozitinių medžiagų ir elektroninių sandarinimo medžiagų antipireninis užpildas be halogenų, turi daug privalumų, tokių kaip antipirenas, dūmų slopinimas, užpildymas, izoliacija ir kontroliuojamos išlaidos. Tai yra nepakeičiamas funkcinis komponentas pasaulinėje aukščiausios klasės medžiagų sistemoje. Tačiau praktikoje nemodifikuotas aliuminio hidroksidas yra prastai suderinamas su organinių polimerų matricomis, silpnas sąsajų sujungimas, lengvas aglomeravimas dėl didelio užpildymo ir žymiai sumažintos sistemos mechaninės savybės, kurios ilgą laiką ribojo produkto stabilumą ir konkurencingumą tarptautinėje rinkoje.
Paviršiaus apdorojimas yra pagrindinis technologijos būdas išspręsti aukščiau išvardytus skausmo taškus, be to, tai yra veiksmingiausia priemonė pagerinti aliuminio hidroksido dispersiškumą, drėkinimą, suderinamumą, mechaninį stiprumą, atsparumą karščiui ir ilgalaikį aliuminio hidroksido patikimumą polimerinėse sistemose, tokiose kaip epoksidinė derva.
Nemodifikuoto aliuminio hidroksido paviršiuje gausu hidroksilo grupių (-OH), pasižyminčių stipriu poliškumu ir didelėmis paviršiaus energijos savybėmis. Jis turi natūralias sąsajos kliūtis su mažo poliškumo organinėmis matricomis, tokiomis kaip epoksidinės dervos ir elastomerai, kurios dažniausiai pasireiškia kaip:
1. Prastas sąsajos suderinamumas, lengvas užpildų aglomeravimas ir vienodos dispersijos sunkumai;
2. Derva negali visiškai sudrėkinti užpildo paviršiaus, todėl susidaro tarpinės tuštumos ir defektai;
3. Veikiant išorinei jėgai, gali atsirasti sąsajos atjungimas, dėl kurio medžiaga įtrūksta ir lūžta;
4. Didelio užpildymo sistemos klampumas smarkiai padidėja, o apdorojimo takumas labai pablogėja;
5. Atsparumas tempimui, lenkimo stiprumas ir atsparumas smūgiams mažėja sinchroniškai, o tai negali atitikti aukščiausios klasės programų reikalavimų.
Šios problemos tiesiogiai lemia, kad gaminiai negali išlaikyti tarptautinių sertifikatų, tokių kaip UL, IEC, RoHS ir kt., ir yra pagrindinės priežastys, kodėl paprastam aliuminio hidroksidui sunku patekti į pasaulinę aukščiausios klasės tiekimo grandinę.
Aliuminio hidroksido paviršiaus apdorojimo esmė yra sąsajos inžinerija, kuri pasiekia tris pagrindines funkcijas, sukonstruodama molekulinio lygio organinės dangos sluoksnį ant neorganinių dalelių paviršiaus:
1. Sumažinti paviršiaus energiją, sumažinti savaiminį dalelių agregaciją ir pagerinti sklaidos vienodumą;
2. Poliškumo suderinimas pakeičia užpildo hidrofiliškumą į oleofiliškumą, todėl jis labai suderinamas su organine matrica;
3. Sąsajos tilteliai, cheminių jungčių formavimas tarp užpildų ir dervų, kad būtų perkeltas įtempis ir padidintas mechaninis stiprumas.
Paprasčiau tariant, paviršiaus apdorojimas paverčia aliuminio hidroksidą iš „paprasto užpildymo“ į „veiksmingą sinergiją“ ir iš „destruktyvaus veikimo“ į „patobulintą veikimą“.
Šiuo metu aukščiausios klasėsaliuminio hidroksidasgaminiuose visame pasaulyje paprastai naudojamos specifinės arba sudėtinės paviršiaus apdorojimo priemonės. Skirtingos sistemos rodo reikšmingus suderinamumo tobulinimo, mechaninio patobulinimo ir apdorojimo takumo skirtumus. Toliau pateikiami brandžiausi ir stabiliausi techniniai maršrutai pramonėje.
Silano jungiamoji medžiaga yra veiksmingiausias ir plačiausiai naudojamas apdorojimo metodas, skirtas pagerinti aliuminio hidroksido ir epoksidinės dervos suderinamumą, ypač tinkamas aukščiausios klasės srityse, tokiose kaip elektroninis sandarinimas, liejiniai ir variu dengti laminatai.
Veikimo mechanizmas:
-Vienas silano molekulės galas sudaro stabilų kovalentinį ryšį su hidroksilo grupe ATH paviršiuje;
-Kitame gale yra funkcinės grupės, tokios kaip epoksidinės, amino ir vinilo grupės, kurios gali tiesiogiai dalyvauti epoksidinės dervos kietėjimo reakcijoje;
- Sąsajoje suformuokite tvirtą „molekulinį tiltelį“, labai padidindami sąsajos sukibimą.
Stiprinimo efektas:
-Pagerinti suderinamumą ir sklaidomumą daugiau nei 50%;
-Padidinti atsparumą tempimui ir stiprumą lenkimui 20% -40%;
- Žymiai pagerėjo atsparumas smūgiams, be įtrūkimų ar trapių lūžių;
- Esant dideliam užpildymui, klampumas yra mažesnis, o tekėjimas yra stabilesnis.
Titano ir aliuminio esterio apdorojimo priemonės yra tinkamos sudėtinėms medžiagų sistemoms, kurioms reikalingas didelis kiekis, mažas klampumas ir stiprus drėkinimas, be to, jos gali žymiai pagerinti paviršių tepimą ir apdorojimo takumą.
Veikimo mechanizmas:
-Vieno molekulinio sluoksnio danga sumažina dalelių tarpusavio trintį;
-Ilgos grandinės struktūra persipina su dervos matrica, kad pagerintų suderinamumą;
- Nesudaro standžios sąsajos, subalansuojant tvirtumą ir apdorojamumą.
Stiprinimo efektas:
-Sistemos klampumas žymiai sumažėjo, todėl galima pasiekti aukštesnius užpildymo lygius;
-Tolygiai paskirstytas, be agregacijos ar atskyrimo;
-Medžiagos paviršius yra lygesnis, o išvaizda ir apdirbamumas yra žymiai optimizuoti.
Hiperšakotinio polimero kompozito apdorojimas tapo nauja pagrindine technologija, skirta geriausioms pasaulyje medžiagoms, kurioms reikalingas didelis antipirenas, didelis CTI, aukšta izoliacija ir didelis patikimumas.
Veikimo mechanizmas:
- Daugiašakė struktūra sukuria erdvines kliūtis, visiškai užkertant kelią dalelių agregacijai;
-Didelis funkcinių grupių tankis, stipresnis ir stabilesnis sąsajos sujungimas;
- Mažas drėgmės sugėrimas ir mažas dielektrikas, tinka aukščiausios klasės elektroniniams prietaisams.
Stiprinimo efektas:
-Sąsaja nesugenda ilgalaikėje drėgnoje ir karštoje aplinkoje;
-Žymiai pagerėjo izoliacijos charakteristikos ir atsparumas įtampai;
- Pasiekite optimalią pusiausvyrą tarp mechaninių savybių ir antipireno.
Paviršiaus apdorojimas nėra tiesiog „maišymas ir maišymas“, tik tiksli proceso sąlygų kontrolė gali padidinti modifikavimo efektą.
1. Tikslus pridedamo gydymo agento kiekio kontrolė
Nepakankamas apdorojimo agentas → neužbaigta danga;
Per didelis apdorojimo agentas → laisvo sluoksnio atsiradimas sąsajoje, sumažinantis kietėjimo stiprumą ir atsparumą karščiui.
Optimalus pridėjimo kiekis: 0,5% -2,0% aliuminio hidroksido masės.
2. Įjungimo temperatūra ir laikas
Skirtingi apdorojimo agentai atitinka skirtingą aktyvavimo temperatūrą, kad būtų užtikrintas visiškas cheminių jungčių susidarymas, o ne fizinė adsorbcija.
-Silano jungiamoji medžiaga: 100 ℃ -150 ℃, 60-120 minučių;
-Titanatas/aliuminatas: 80 ℃ -120 ℃, 30-60 minučių.
3. Didelė vienoda dispersija
Didelio greičio maišymo, sauso dengimo ir dinaminio šlifavimo procesų pritaikymas, siekiant užtikrinti, kad kiekviena aliuminio hidroksido dalelė būtų tolygiai padengta ir išvengta vietinės aglomeracijos.
4. Mažo drėgmės kiekio kontrolė
Griežtai kontroliuokite drėgmės kiekį po apdorojimo, kad išvengtumėte problemų, tokių kaip epoksidinės dervos kietėjimas, putojimas ir izoliacijos skilimas, laikantis tarptautinių elektroninių standartų.
Po profesionalaus paviršiaus apdorojimo,aliuminio hidroksidasPridedant epoksidinės dervos, galima pasiekti visapusiškų našumo atnaujinimų:
1. Žymus suderinamumo pagerėjimas: nesisluoksniuoja, nenusėda, nėra aglomeracijos, didelis užpildymas vis dar išlaiko vienodą stabilumą;
2. Reikšmingas mechaninių savybių pagerinimas: visapusiškas tempimo stiprio, lenkimo stiprumo ir smūgio atsparumo pagerėjimas, todėl mažiau trūkinėja;
3. Tvirtesnis sąsajos sujungimas: didesnis našumo išlaikymas po drėgno karščio senėjimo ir terminio šoko;
4. Geresnis apdorojimo sklandumas: mažesnis klampumas, tinka automatizuotiems sandarinimo, liejimo ir formavimo procesams;
5. Izoliacijos ir patikimumo gerinimas: sumažinamos sąsajos tuštumos, atsparumas įtampai, CTI vertė ir ilgalaikis stabilumas atitinka tarptautinius aukščiausios klasės reikalavimus;
6. Didesnis antipireno efektyvumas: dėl vienodos dispersijos ATH sinchroniškesnis terminis skaidymasis, todėl yra stabilesnis antipireno ir dūmų slopinimo poveikis.
Aliuminio hidroksido paviršiaus apdorojimas yra pagrindinė technologija, skirta pagerinti užpildų suderinamumą, sąsajų sukibimo stiprumą, mechanines sistemos savybes, apdorojimo takumą ir ilgalaikį patikimumą. Taikant mokslines modifikacijas, tokias kaip silanas, titanatas ir hiperšakotieji polimerai, galima iš esmės pašalinti sąsajos barjerą tarp neorganinių užpildų ir organinių matricų, todėl didelio užpildymo, didelio našumo, be halogenų ir aplinkai nekenksmingos epoksidinės dervos sistemos tampa tikrove.
Šiandieninėje pasaulinėje aukščiausios klasės medžiagų rinkoje vis labiau konkurencingoje aliuminio hidroksido gaminiai su stabiliomis, efektyviomis ir standartizuotomis paviršiaus apdorojimo technologijomis yra ne tik raktas į formulių atnaujinimą, bet ir svarbi parama įmonėms siekiant atverti tarptautines rinkas, pasiekti kokybės proveržių ir sukurti ilgalaikį konkurencingumą.
