Alumiiniumhüdroksiid (ATH), kui epoksüvaiku, kummi, komposiitmaterjalide ja elektrooniliste tihendusmaterjalide kõige laialdasemalt kasutatav halogeenivaba leegiaeglustav täiteaine, omab mitmeid eeliseid, nagu leegiaeglustus, suitsu summutamine, täitmine, isolatsioon ja kontrollitav hind. See on asendamatu funktsionaalne komponent ülemaailmses kõrgekvaliteedilises materjalisüsteemis. Praktilistes rakendustes on modifitseerimata alumiiniumhüdroksiidil aga halb ühilduvus orgaaniliste polümeeride maatriksitega, liidese side on nõrk, kõrge täidise tõttu on lihtne aglomereerumine ja süsteemi mehaanilised omadused on oluliselt vähenenud, mis on pikka aega piiranud toote stabiilsust ja konkurentsivõimet rahvusvahelisel turul.
Pinnatöötlus on peamine tehnoloogiline tee ülaltoodud valupunktide lahendamiseks ning see on ka kõige tõhusam vahend alumiiniumhüdroksiidi hajutatavuse, märguvuse, ühilduvuse, mehaanilise tugevuse, kuumakindluse ja pikaajalise töökindluse parandamiseks polümeersüsteemides, nagu epoksüvaik.
Modifitseerimata alumiiniumhüdroksiidi pind on rikas hüdroksüülrühmade (-OH) poolest, millel on tugev polaarsus ja kõrge pinnaenergia omadused. Sellel on looduslikud liidestõkked madala polaarsusega orgaaniliste maatriksitega, nagu epoksüvaigud ja elastomeerid, mis avalduvad peamiselt järgmiselt:
1. Halb liideste ühilduvus, täiteainete lihtne aglomeerimine ja raskused ühtlase hajutamisega;
2. Vaik ei saa täiteaine pinda täielikult märjaks teha, moodustades liidese tühimikud ja defektid;
3. Välise jõu mõjul võib tekkida liidese lahtiühendamine, mis põhjustab materjali pragunemist ja rabedat purunemist;
4. Suure täitesüsteemi viskoossus suureneb järsult ja töötlemise voolavus halveneb oluliselt;
5. Tõmbetugevus, paindetugevus ja löögitugevus vähenevad sünkroonselt, mis ei vasta kõrgekvaliteediliste rakenduste nõuetele.
Need probleemid viivad otseselt selleni, et tooted ei suuda läbida rahvusvahelisi sertifikaate, nagu UL, IEC, RoHS jne, ning on ka peamised põhjused, miks tavalisel alumiiniumhüdroksiidil on raske ülemaailmsesse tipptasemel tarneahelasse siseneda.
Alumiiniumhüdroksiidi pinnatöötluse olemus on liidesetehnoloogia, mis saavutab kolm põhifunktsiooni, konstrueerides anorgaaniliste osakeste pinnale molekulaarse orgaanilise kattekihi:
1. Vähendage pinnaenergiat, minimeerige osakeste vahelist iseagregatsiooni ja parandage dispersiooni ühtlust;
2. Polaarsuse sobitamine muudab täiteaine hüdrofiilsuse oleofiilsuseks, muutes selle ülimalt ühilduvaks orgaanilise maatriksiga;
3. Liidese sildamine, keemiliste sidemete moodustamine täiteainete ja vaikude vahel pinge ülekandmiseks ja mehaanilise tugevuse suurendamiseks.
Lihtsamalt öeldes muudab pinnatöötlus alumiiniumhüdroksiidi "lihtsast täitmisest" "tõhusaks sünergiaks" ja "hävitavast jõudlusest" "täiustatud jõudluseks".
Praegu tipptasemelalumiiniumhüdroksiidtoodetes üle maailma kasutatakse tavaliselt spetsiifilisi või kombineeritud pinnatöötlusvahendeid. Erinevad süsteemid näitavad olulisi erinevusi ühilduvuse parandamises, mehaanilises täiustamises ja töötlemise voolavuses. Järgmised on tööstuse kõige küpsemad ja stabiilsemad tehnilised marsruudid.
Silaani sideaine on kõige tõhusam ja laialdasemalt kasutatav töötlemismeetod alumiiniumhüdroksiidi ja epoksüvaigu ühilduvuse parandamiseks, eriti sobiv kõrgekvaliteediliste valdkondade jaoks, nagu elektrooniline tihendus, valatavad materjalid ja vasega kaetud laminaadid.
Toimemehhanism:
-Silaani molekuli üks ots moodustab stabiilse kovalentse sideme hüdroksüülrühmaga ATH pinnal;
-Teine ots sisaldab funktsionaalseid rühmi nagu epoksü-, amino- ja vinüülrühmad, mis võivad otseselt osaleda epoksüvaigu kõvenemisreaktsioonis;
- Moodustada liideses tugev "molekulaarne sild", mis suurendab oluliselt liidese adhesiooni.
Täiustav efekt:
-Parandage ühilduvust ja hajutatavust rohkem kui 50% võrra;
-Suurendage tõmbetugevust ja paindetugevust 20% -40% võrra;
- Löögitugevuse märkimisväärne paranemine ilma pragude või rabedate murdudeta;
-Suure täidise korral on viskoossus madalam ja voolavus stabiilsem.
Titaan- ja alumiiniumestritöötlusained sobivad komposiitmaterjalisüsteemide jaoks, mis nõuavad suuri lisamiskoguseid, madalat viskoossust ja tugevat märguvust, ning võivad märkimisväärselt parandada liideste määrimist ja töötlemise voolavust.
Toimemehhanism:
-Ühe molekulaarse kihi kate vähendab osakestevahelist hõõrdumist;
-pika ahela struktuur põimub vaigumaatriksiga, et parandada ühilduvust;
- Ei moodusta jäika liidest, tasakaalustades sitkust ja töödeldavust.
Täiustav efekt:
-Süsteemi viskoossus on oluliselt vähenenud, võimaldades saavutada kõrgemaid täitetasemeid;
- Ühtlaselt hajutatud, ilma agregatsiooni või eraldamiseta;
-Materjali pind on siledam ning välimus ja töödeldavus on oluliselt optimeeritud.
Hüperhargnenud polümeerkomposiittöötlusest on saanud uus peavoolu tehnoloogia maailma tippmaterjalide jaoks, mis nõuavad suurt leegiaeglustit, kõrget CTI-d, kõrget isolatsiooni ja suurt töökindlust.
Toimemehhanism:
- Mitmeharuline struktuur takistab ruumilisi takistusi, takistades täielikult osakeste agregatsiooni;
-Kõrge funktsionaalsete rühmade tihedus, tugevam ja stabiilsem liidese sidumine;
-Madal niiskusimav ja madal dielektrik, sobib tipptasemel elektroonikaseadmetele.
Täiustav efekt:
-liides ei tõrju pikaajalises niiskes ja kuumas keskkonnas;
-Isolatsiooni jõudluse ja pingetakistuse oluline paranemine;
- Saavutage optimaalne tasakaal mehaaniliste omaduste ja leegiaeglustuse vahel.
Pinnatöötlus ei ole lihtsalt "segamine ja segamine", vaid protsessi tingimuste täpne juhtimine võib maksimeerida modifikatsiooniefekti.
1. Lisatud töötlemisvahendi koguse täpne kontroll
Ebapiisav töötlemisaine → mittetäielik kattekiht;
Liigne töötlemisaine → vaba kihi ilmumine liidesele, mis vähendab kõvenemistugevust ja kuumakindlust.
Optimaalne lisatav kogus: 0,5% -2,0% alumiiniumhüdroksiidi massist.
2. Aktiveerimise temperatuur ja aeg
Erinevad töötlusained vastavad erinevatele aktiveerimistemperatuuridele, et tagada füüsikalise adsorptsiooni asemel keemiliste sidemete täielik moodustumine.
-Silaani sideaine: 100 ℃ -150 ℃, 60-120 minutit;
-Titanaat/aluminaat: 80 ℃ -120 ℃, 30-60 minutit.
3. Kõrge ühtlane dispersioon
Kiire segamise, kuivkatmise ja dünaamilise jahvatamise protsesside kasutuselevõtt, et tagada iga alumiiniumhüdroksiidi osakese ühtlane kate ja vältida kohalikku aglomeratsiooni.
4. Madala niiskusesisalduse kontroll
Kontrollige rangelt niiskusesisaldust pärast töötlemist, et vältida selliseid probleeme nagu epoksüvaigu kõvenemine, vahutamine ja isolatsiooni lagunemine vastavalt rahvusvahelistele elektroonilistele kvaliteedistandarditele.
Pärast professionaalset pinnatöötlust,alumiiniumhüdroksiidepoksüvaiku lisamisega saab jõudlust täielikult parandada:
1. Ühilduvuse märkimisväärne paranemine: pole kihistumist, settimist, aglomeratsiooni, kõrge täituvus säilitab endiselt ühtlase stabiilsuse;
2. Mehaaniliste omaduste märkimisväärne paranemine: tõmbetugevuse, paindetugevuse ja löögitugevuse ulatuslik paranemine, muutes selle vähem vastuvõtlikuks pragunemisele;
3. Tugevam liidese sidumine: suurem jõudluse säilitamine pärast märja kuumuse vananemist ja termilist šokki;
4. Parem töötlemise voolavus: madalam viskoossus, sobib automatiseeritud sulgemis-, valamise- ja vormimisprotsesside jaoks;
5. Isolatsiooni ja töökindluse parandamine: liidese tühimikud on vähenenud, pingetakistus, CTI väärtus ja pikaajaline stabiilsus vastavad rahvusvahelistele kõrgetasemelistele nõuetele;
6. Kõrgem leegiaeglustaja efektiivsus: ühtlane dispersioon paneb ATH läbima sünkroonsemat termilist lagunemist, mille tulemuseks on stabiilsem leegiaeglustaja ja suitsu summutamise mõju.
Alumiiniumhüdroksiidi pinnatöötlus on põhitehnoloogia täiteainete ühilduvuse, liidese sidumise tugevuse, süsteemi mehaaniliste omaduste, töötlemise voolavuse ja pikaajalise töökindluse parandamiseks. Teaduslike modifikatsioonide, nagu silaan, titanaat ja hüperhargnenud polümeerid, abil saab põhimõtteliselt lahendada anorgaaniliste täiteainete ja orgaaniliste maatriksite vahelise liidese barjääri, muutes suure täitevõimega, suure jõudlusega, halogeenivabad ja keskkonnasõbralikud epoksüvaigusüsteemid reaalsuseks.
Tänapäeva üha tiheneva konkurentsiga üleilmsel tipptasemel materjalide turul pole stabiilsete, tõhusate ja standardiseeritud pinnatöötlustehnoloogiatega alumiiniumhüdroksiidtooted mitte ainult valemi uuendamise võti, vaid ka oluline tugi ettevõtetele rahvusvaheliste turgude avamisel, kvaliteetsete läbimurrete saavutamiseks ja pikaajalise konkurentsivõime loomiseks.
