MCA un alumīnija hipofosfīta (AHP) formulas izstrāde separatora pārklājumā liesmas slāpēšanai

MCA un alumīnija hipofosfīta (AHP) formulas izstrāde separatora pārklājumā liesmas slāpēšanai

Pamatojoties uz lietotāja īpašajām prasībām attiecībā uz liesmu slāpējošiem separatora pārklājumiem, to īpašībasMelamīna cianurāts (MCA)unAlumīnija hipofosfīts (AHP)tiek analizēti šādi:

1. Saderība ar vircas sistēmām

• MCA:
• Ūdens sistēmas:Nepieciešama virsmas modifikācija (piemēram, silāna saistvielas vai virsmaktīvās vielas), lai uzlabotu disperģējamību; pretējā gadījumā var rasties aglomerācija.
• NMP sistēmas:Polāros šķīdinātājos var nedaudz pietūkt (ieteicams: pārbaudiet pietūkuma ātrumu pēc 7 dienu iegremdēšanas).
• AHP:
• Ūdens sistēmas:Laba disperģējamība, bet pH līmenis ir jākontrolē (skābā vidē var rasties hidrolīze).
• NMP sistēmas:Augsta ķīmiskā stabilitāte ar minimālu uzbriešanas risku.
  Secinājums:AHP uzrāda labāku saderību, savukārt MCA ir nepieciešama modifikācija.

2. Daļiņu izmērs un pārklāšanas procesa pielāgojamība

• MCA:
• Sākotnējais D50: ~1–2 μm; daļiņu izmēra samazināšanai nepieciešama slīpēšana (piemēram, smilšu malšana), taču tas var sabojāt tā slāņaino struktūru, ietekmējot liesmas slāpēšanas efektivitāti.
• Pēc slīpēšanas ir jāpārbauda vienmērīgums (SEM novērojumi).
• AHP:
• Sākotnējais D50: Parasti ≤5 μm; ir sasniedzams slīpējums līdz D50 0,5 μm/D90 1 μm (pārmērīga slīpēšana var izraisīt suspensijas viskozitātes pieaugumu).
  Secinājums:MCA ir labāka daļiņu izmēra pielāgošanās spēja ar zemāku procesa risku.

3. Saķere un nodilumizturība

• MCA:
• Zema polaritāte noved pie sliktas saķeres ar PE/PP atdalīšanas plēvēm; nepieciešamas 5–10 % akrila bāzes saistvielas (piemēram, PVDF-HFP).
• Augsts berzes koeficients var radīt nepieciešamību pievienot 0,5–1 % nano-SiO₂, lai uzlabotu nodilumizturību.
• AHP:
• Virsmas hidroksilgrupas veido ūdeņraža saites ar separatoru, uzlabojot adhēziju, taču joprojām ir nepieciešamas 3–5 % poliuretāna saistvielu.
• Augstāka cietība (pēc Mosa skalas ~3) ilgstošas ​​berzes ietekmē var izraisīt mikrodaļiņu atdalīšanos (nepieciešama cikliska pārbaude).
  Secinājums:AHP piedāvā labāku kopējo veiktspēju, taču nepieciešama saistvielu optimizācija.

4. Termiskā stabilitāte un sadalīšanās īpašības

• MCA:
• Sadalīšanās temperatūra: 260–310 °C; nevar radīt gāzi 120–150 °C temperatūrā, iespējams, nespēj nomākt termisko nekontrolējamu reakciju.
• AHP:
• Sadalīšanās temperatūra: 280–310 °C, arī nepietiekama zemas temperatūras gāzes veidošanās procesam.
  Galvenā problēma:Abi sadalās virs mērķa diapazona (120–150 °C).Risinājumi:
• Ievadiet zemas temperatūras sinerģistus (piemēram, mikrokapsulētu sarkano fosforu, sadalīšanās diapazons: 150–200 °C) vai modificētu amonija polifosfātu (APP, pārklāts, lai pielāgotu sadalīšanos 140–180 °C temperatūrā).
• Dizains unMCA/APP kompozīts (attiecība 6:4)lai izmantotu APP zemas temperatūras gāzes ģenerēšanu + MCA gāzes fāzes liesmas inhibīciju.

5. Elektroķīmiskā un korozijas izturība

• MCA:
• Elektroķīmiski inerts, bet brīvā melamīna atlikums (nepieciešamā tīrība ≥99,5%) var katalizēt elektrolītu sadalīšanos.
• AHP:
• Lai izvairītos no LiPF₆ hidrolīzes paātrināšanas, skābo piemaisījumu (piemēram, H₃PO₂) daudzums ir jāsamazina līdz minimumam (ICP tests: metāla joni ≤10 ppm).
  Secinājums:Abiem nepieciešama augsta tīrības pakāpe (≥99%), bet MCA ir vieglāk attīrīt.

Visaptverošs risinājuma priekšlikums

1. Primārā liesmas slāpētāja izvēle:

• Vēlamais:AHP (līdzsvarota disperģējamība/adhēzija) + zemas temperatūras sinerģists (piemēram, 5% mikrokapsulēts sarkanais fosfors).
• Alternatīva:Modificēts MCA (karboksilpotēts ūdens dispersijai) + APP sinerģists.

1. Procesa optimizācija:

• Šķidruma formula:AHP (90%) + poliuretāna saistviela (7%) + mitrinošs līdzeklis (BYK-346, 0,5%) + putu slāpētājs (2%).
• Slīpēšanas parametri:Smilšu dzirnavas ar 0,3 mm ZrO₂ lodītēm, 2000 apgr./min, 2 h (mērķa D90 ≤1 μm).

1. Validācijas testi:

• Termiskā sadalīšanās:TGA (svara zudums <1% pie 120°C/2h; gāzes izdalīšanās pie 150°C/30min, izmantojot GC-MS).
• Elektroķīmiskā stabilitāte:SEM novērojums pēc 30 dienu iegremdēšanas 1M LiPF₆ EC/DMC 60°C temperatūrā.

Galīgais ieteikums

Ne MCA, ne AHP atsevišķi neatbilst visām prasībām.hibrīda sistēmatiek ieteikts:

• AHP (matrica)+mikrokapsulēts sarkanais fosfors (zemas temperatūras gāzes ģenerators)+nano-SiO₂(nodiluma izturība).
• Izmantojiet kopā ar augstas adhēzijas ūdens sveķiem (piemēram, akrila-epoksīda kompozītmateriāla emulsiju) un optimizējiet virsmas modifikāciju daļiņu izmēra/dispersijas stabilitātei.
  Turpmāka testēšanair nepieciešams, lai validētu termiski elektroķīmisko sinerģiju.