ज्वाला मंदक के लिए विभाजक कोटिंग में एमसीए और एल्युमिनियम हाइपोफॉस्फाइट (एएचपी) के लिए सूत्र डिजाइन

ज्वाला मंदक के लिए विभाजक कोटिंग में एमसीए और एल्युमिनियम हाइपोफॉस्फाइट (एएचपी) के लिए सूत्र डिजाइन

ज्वाला-रोधी विभाजक कोटिंग्स के लिए उपयोगकर्ता की विशिष्ट आवश्यकताओं के आधार पर, की विशेषताएंमेलामाइन साइनायुरेट (एमसीए)औरएल्युमिनियम हाइपोफॉस्फाइट (AHP)निम्नलिखित रूप से विश्लेषण किया गया है:

1. स्लरी सिस्टम के साथ संगतता

• एमसीए:
• जलीय प्रणालियाँ:फैलाव क्षमता में सुधार के लिए सतह संशोधन (जैसे, सिलेन युग्मन एजेंट या सर्फेक्टेंट) की आवश्यकता होती है; अन्यथा, समूहन हो सकता है।
• एनएमपी प्रणालियाँ:ध्रुवीय विलायकों में हल्की सूजन प्रदर्शित हो सकती है (अनुशंसित: 7-दिन के विसर्जन के बाद सूजन दर का परीक्षण करें)।
• एएचपी:
• जलीय प्रणालियाँ:अच्छी फैलाव क्षमता, लेकिन pH को नियंत्रित किया जाना चाहिए (अम्लीय स्थितियां हाइड्रोलिसिस का कारण बन सकती हैं)।
• एनएमपी प्रणालियाँ:न्यूनतम सूजन जोखिम के साथ उच्च रासायनिक स्थिरता।
  निष्कर्ष:एएचपी बेहतर संगतता दर्शाता है, जबकि एमसीए में संशोधन की आवश्यकता है।

2. कण आकार और कोटिंग प्रक्रिया अनुकूलनशीलता

• एमसीए:
• मूल D50: ~1–2 μm; कण आकार को कम करने के लिए पीसने (जैसे, रेत मिलिंग) की आवश्यकता होती है, लेकिन इसकी स्तरित संरचना को नुकसान हो सकता है, जिससे ज्वाला-रोधी दक्षता प्रभावित हो सकती है।
• पीसने के बाद एकरूपता की पुष्टि की जानी चाहिए (SEM अवलोकन)।
• एएचपी:
• मूल D50: आमतौर पर ≤5 μm; D50 0.5 μm/D90 1 μm तक पीसना संभव है (अत्यधिक पीसने से घोल की श्यानता में वृद्धि हो सकती है)।
  निष्कर्ष:एमसीए में कण आकार अनुकूलन क्षमता बेहतर है तथा प्रक्रिया जोखिम भी कम है।

3. आसंजन और घर्षण प्रतिरोध

• एमसीए:
• कम ध्रुवता के कारण PE/PP विभाजक फिल्मों के साथ खराब आसंजन होता है; इसके लिए 5-10% एक्रिलिक-आधारित बाइंडरों (जैसे, PVDF-HFP) की आवश्यकता होती है।
• उच्च घर्षण गुणांक के कारण घिसाव प्रतिरोध में सुधार के लिए 0.5-1% नैनो-SiO₂ जोड़ने की आवश्यकता हो सकती है।
• एएचपी:
• सतही हाइड्रॉक्सिल समूह विभाजक के साथ हाइड्रोजन बंध बनाते हैं, जिससे आसंजन में सुधार होता है, लेकिन 3-5% पॉलीयूरेथेन बाइंडर की अभी भी आवश्यकता होती है।
• उच्च कठोरता (मोहस ~3) के कारण लंबे समय तक घर्षण के कारण सूक्ष्मकण का रिसाव हो सकता है (चक्रीय परीक्षण की आवश्यकता होती है)।
  निष्कर्ष:एएचपी बेहतर समग्र प्रदर्शन प्रदान करता है लेकिन इसके लिए बाइंडर अनुकूलन की आवश्यकता होती है।

4. तापीय स्थिरता और अपघटन गुण

• एमसीए:
• अपघटन तापमान: 260-310°C; 120-150°C पर गैस उत्पन्न नहीं की जा सकती, संभवतः तापीय अपवाह को दबाने में असफल हो सकती है।
• एएचपी:
• अपघटन तापमान: 280-310°C, जो निम्न तापमान गैस उत्पादन के लिए भी अपर्याप्त है।
  मुख्य मुद्दा:दोनों लक्ष्य सीमा (120-150°C) से ऊपर विघटित हो जाते हैं।समाधान:
• निम्न-तापमान सहक्रियाकारक (जैसे, माइक्रोकैप्सुलेटेड लाल फास्फोरस, अपघटन सीमा: 150-200 डिग्री सेल्सियस) या संशोधित अमोनियम पॉलीफॉस्फेट (एपीपी, अपघटन को 140-180 डिग्री सेल्सियस तक समायोजित करने के लिए लेपित) का परिचय दें।
• डिज़ाइन करेंएमसीए/एपीपी समग्र (6:4 अनुपात)एपीपी के निम्न-तापमान गैस उत्पादन + एमसीए के गैस-चरण ज्वाला अवरोध का लाभ उठाने के लिए।

5. विद्युत रासायनिक और संक्षारण प्रतिरोध

• एमसीए:
• विद्युत रासायनिक रूप से निष्क्रिय, लेकिन अवशिष्ट मुक्त मेलामाइन (शुद्धता ≥99.5% आवश्यक) इलेक्ट्रोलाइट अपघटन को उत्प्रेरित कर सकता है।
• एएचपी:
• LiPF₆ हाइड्रोलिसिस को तेज करने से बचने के लिए अम्लीय अशुद्धियों (जैसे, H₃PO₂) को न्यूनतम किया जाना चाहिए (ICP परीक्षण: धातु आयन ≤10 ppm)।
  निष्कर्ष:दोनों के लिए उच्च शुद्धता (≥99%) की आवश्यकता होती है, लेकिन एमसीए को शुद्ध करना आसान है।

व्यापक समाधान प्रस्ताव

1. प्राथमिक ज्वाला मंदक चयन:

• पसंदीदा:एएचपी (संतुलित फैलाव/आसंजन) + कम तापमान सहक्रियाकारक (उदाहरण के लिए, 5% माइक्रोकैप्सुलेटेड लाल फास्फोरस)।
• विकल्प:संशोधित एमसीए (जलीय फैलाव के लिए कार्बोक्सिल-ग्राफ्टेड) ​​+ एपीपी सिनर्जिस्ट।

1. प्रक्रिया अनुकूलन:

• घोल सूत्र:एएचपी (90%) + पॉलीयूरेथेन बाइंडर (7%) + वेटिंग एजेंट (बीवाईके-346, 0.5%) + डिफॉमर (2%)।
• पीसने के पैरामीटर:0.3 मिमी ZrO₂ मोतियों के साथ रेत मिल, 2000 आरपीएम, 2 घंटे (लक्ष्य D90 ≤1 μm)।

1. सत्यापन परीक्षण:

• तापीय अपघटन:टीजीए (120°C/2 घंटे पर वजन में कमी <1%; जीसी-एमएस के माध्यम से 150°C/30 मिनट पर गैस उत्पादन)।
• विद्युत रासायनिक स्थिरता:60°C पर 1M LiPF₆ EC/DMC में 30-दिन के विसर्जन के बाद SEM अवलोकन।

अंतिम सिफारिश

न तो एमसीए और न ही एएचपी अकेले सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है।हाइब्रिड प्रणालीसलाह दी जाती है:

• एएचपी (मैट्रिक्स)+माइक्रोकैप्सुलेटेड लाल फास्फोरस (कम तापमान गैस जनरेटर)+नैनो-SiO₂(घर्षण प्रतिरोध).
• उच्च आसंजन वाले जलीय रेज़िन (जैसे, एक्रिलिक-एपॉक्सी मिश्रित इमल्शन) के साथ युग्मित करें और कण आकार/फैलाव स्थिरता के लिए सतह संशोधन को अनुकूलित करें।
  आगे की जांचथर्मल-इलेक्ट्रोकेमिकल तालमेल को मान्य करने के लिए इसकी आवश्यकता है।