Алуминиум хидроксид (ATH), како најраспространето полнење без халоген отпорно на пламен во епоксидна смола, гума, композитни материјали и електронски материјали за заптивање, има повеќекратни предности како што се отпорност на пламен, сузбивање на чад, полнење, изолација и контролирана цена. Тоа е незаменлива функционална компонента во глобалниот систем на висококвалитетни материјали. Меѓутоа, во практична примена, немодифицираниот алуминиум хидроксид има слаба компатибилност со органски полимерни матрици, слабо меѓусебно поврзување, лесна агломерација поради високото полнење и значително намалени механички својства на системот, кои долго време ја ограничуваат стабилноста на производот и конкурентноста на меѓународниот пазар.
Површинскиот третман е основната технолошка патека за решавање на горенаведените точки на болка, а исто така е најефективното средство за подобрување на дисперзибилноста, влажноста, компатибилноста, механичката сила, отпорноста на топлина и долгорочната сигурност на алуминиум хидроксид во полимерните системи како што е епоксидната смола.
Површината на немодифициран алуминиум хидроксид е богата со хидроксилни групи (- OH), кои покажуваат силен поларитет и високи енергетски карактеристики на површината. Има природни интерфејсни бариери со органски матрици со низок поларитет како што се епоксидни смоли и еластомери, главно манифестирани како:
1. Лоша компатибилност на интерфејсот, лесно агломерирање на полнила и тешкотии во униформа дисперзија;
2. Смолата не може целосно да ја навлажни површината на филер, формирајќи празнини и дефекти на интерфејсот;
3. Под надворешна сила, склоност е да се случи разврзување на интерфејсот, што доведува до пукање на материјалот и кршлива фрактура;
4. Вискозноста на системот за високо полнење нагло се зголемува, а проточноста на обработката значително се влошува;
5. Јачината на истегнување, цврстината на свиткување и цврстината на удар се намалуваат синхроно, што не може да ги исполни барањата на апликациите од високата класа.
Овие прашања директно доведуваат до неможност на производите да поминат меѓународни сертификати како што се UL, IEC, RoHS итн., а исто така се клучните причини зошто обичниот алуминиум хидроксид е тешко да влезе во глобалниот синџир на снабдување со висока класа.
Суштината на површинската обработка на алуминиум хидроксид е интерфејс инженеринг, кој постигнува три основни функции со конструирање на органски слој за обложување на молекуларно ниво на површината на неоргански честички:
1. Намалување на површинската енергија, минимизирање на самоагрегација помеѓу честичките и подобрување на униформноста на дисперзијата;
2. Усогласувањето на поларитетот ја менува хидрофилноста на филер во олеофилност, што го прави високо компатибилен со органската матрица;
3. Премостување на интерфејсот, формирање хемиски врски помеѓу полнила и смоли за пренос на стрес и подобрување на механичката сила.
Едноставно кажано, површинската обработка го трансформира алуминиум хидроксидот од „едноставно полнење“ во „ефикасна синергија“ и од „деструктивни перформанси“ во „подобрени перформанси“.
Во моментов, high-endалуминиум хидроксидпроизводите ширум светот генерално користат специфични или сложени средства за површинска обработка. Различните системи покажуваат значителни разлики во подобрувањето на компатибилноста, механичкото подобрување и проточноста на обработката. Следниве се најзрелите и најстабилните технички правци во индустријата.
Силанскиот спојувачки агенс е најефективниот и најшироко користен метод за третман за подобрување на компатибилноста помеѓу алуминиум хидроксид и епоксидна смола, особено погоден за полиња со висока класа, како што се електронско запечатување, калапи и ламинати обложени со бакар.
Механизам на дејство:
-Едниот крај на молекулата на силиан формира стабилна ковалентна врска со хидроксилната група на површината на ATH;
-Другиот крај содржи функционални групи како што се епоксидни, амино и винил групи, кои можат директно да учествуваат во реакцијата на стврднување на епоксидната смола;
-Формирајте силен „молекуларен мост“ на интерфејсот, во голема мера ја подобрува меѓуфациалната адхезија.
Ефект на подобрување:
-Подобрување на компатибилноста и дисперзибилноста за повеќе од 50%;
-Зголемување на цврстината на истегнување и јакоста на свиткување за 20% -40%;
-Значајно подобрување на цврстината на удар, без пукање или кршлива фрактура;
-Под високо полнење, вискозноста е помала, а проточноста е постабилна.
Средствата за третман на титаниум и алуминиум естер се погодни за системи на композитни материјали кои бараат големи количини на додавање, низок вискозитет и силна влажност и може значително да ја подобрат меѓуфабричната подмачкување и проточноста на обработката.
Механизам на дејство:
-Слојот со еден молекуларен слој го намалува триењето меѓу честичките;
-Структурата со долг ланец се испреплетува со матрица од смола за да ја подобри компатибилноста;
-Не формирајќи цврст интерфејс, балансирајќи ја цврстината и обработливоста.
Ефект на подобрување:
-Вискозноста на системот е значително намален, што овозможува да се постигнат повисоки нивоа на полнење;
-Рамномерно дисперзирани, без агрегација или одвојување;
-Површината на материјалот е помазна, а изгледот и обработливоста се значително оптимизирани.
Третманот со композитен полимер со хиперразгранет стана нова мејнстрим технологија за врвните материјали во светот кои бараат висока отпорност на пламен, висок CTI, висока изолација и висока доверливост.
Механизам на дејство:
-Повеќе разгранетата структура обезбедува просторна пречка, целосно спречувајќи ја агрегацијата на честичките;
-Висока густина на функционална група, посилно и постабилно поврзување на интерфејсот;
-Ниска апсорпција на влага и низок диелектрик, погоден за електронски уреди од високата класа.
Ефект на подобрување:
-Интерфејсот не откажува во долгорочни влажни и топли средини;
-Значајно подобрување на перформансите на изолацијата и отпорноста на напонот;
-Постигнете оптимална рамнотежа помеѓу механичките својства и отпорноста на пламен.
Површинскиот третман не е едноставно „мешање и мешање“, само прецизната контрола на условите на процесот може да го максимизира ефектот на модификација.
1. Прецизна контрола на количеството додадено средство за третман
Недоволно средство за третман → нецелосно обложување;
Прекумерно средство за третман → појава на слободен слој на интерфејсот, намалувајќи ја силата на стврднување и отпорноста на топлина.
Оптимална количина на додавање: 0,5% -2,0% од масата на алуминиум хидроксид.
2. Температура и време на активирање
Различни средства за третман одговараат на различни температури на активирање за да се обезбеди целосно формирање на хемиски врски наместо физичка адсорпција.
-Силанско средство за спојување: 100 ℃ -150 ℃, 60-120 минути;
-Титанат/Алуминат: 80 ℃ -120 ℃, 30-60 минути.
3. Висока униформа дисперзија
Усвојување процеси на мешање со голема брзина, суво премачкување и динамично мелење за да се осигура дека секоја честичка од алуминиум хидроксид е рамномерно обложена и да се спречи локално агломерација.
4. Контрола на ниска содржина на влага
Строго контролирајте ја содржината на влага по обработката за да избегнете проблеми како што се стврднување, пенење и деградација на изолацијата на епоксидната смола, во согласност со меѓународните стандарди за електронска класа.
По професионална површинска обработка,алуминиум хидроксидможе да постигне сеопфатни надградби на перформансите со додавање на епоксидна смола:
1. Значително подобрување во компатибилноста: без раслојување, без населување, без агломерација, високото полнење сè уште одржува униформа стабилност;
2. Значително подобрување на механичките својства: сеопфатно подобрување на цврстината на истегнување, цврстината на свиткување и цврстината на удар, што го прави помалку подложен на пукање;
3. Посилно поврзување на интерфејсот: задржување на повисоки перформанси по влажно топлотно стареење и термички шок;
4. Подобра флуидност на обработка: помал вискозитет, погоден за автоматско запечатување, истурање и калапи процеси;
5. Подобрување на изолацијата и доверливоста: празнините на интерфејсот се намалени, отпорот на напон, вредноста на CTI и долгорочната стабилност ги задоволуваат меѓународните барања за висока класа;
6. Повисока ефикасност на застојот на пламенот: униформната дисперзија прави ATH да подлежи на посинхроно термичко распаѓање, што резултира со постабилни ефекти на отпорност на пламен и потиснување на чад.
Површинскиот третман на алуминиум хидроксид е основната технологија за подобрување на компатибилноста на полнилата, јачината на меѓусебното поврзување, механичките својства на системот, проточноста на обработката и долгорочната сигурност. Преку научни модификации како што се силинот, титанатот и хиперразгранетите полимери, интерфејсната бариера помеѓу неорганските полнила и органските матрици може да биде фундаментално решена, со што ќе станат реалност системите со епоксидна смола со високо полнење, високи перформанси, без халогени и еколошки.
На денешниот сè поконкурентен глобален пазар на материјали од висока класа, производите од алуминиум хидроксид со стабилни, ефикасни и стандардизирани технологии за површинска обработка не се само клучот за надградба на формулата, туку и важна поддршка за претпријатијата да ги отворат меѓународните пазари, да постигнат квалитетни откритија и да воспостават долгорочна конкурентност.
