Som en halogenfri rute med lav røykutvikling, lav toksisitet og miljøvennlig flammehemmende teknologi,Intumescent flammehemmende system(IFR) har blitt mye brukt innen polymermaterialer som polyolefiner (PP/PE), termoplastiske elastomerer, epoksytettningsmidler, belegg, polyuretaner, kabelkapper, etc. Det er hovedvalget under globale grønn flammehemmende forskrifter (RoHS, REACH, UL, IEC) på grunn av dens flammehemmende mekanisme til karbon og flammehemmende ekspansjon og oksygen. isolerende hardt karbonlag.
Men under praktiske arbeidsforhold som høy luftfuktighet, nedsenking i vann, regn, kondens og underjordisk/undervannsservice, konvensjonell ekspansjonflammehemmendesystemer lider ofte av fatale problemer som vannløselighetsmigrering, fuktighetsabsorpsjon og vektøkning, karbonlags vannabsorpsjon og kollaps, redusert flammehemmende vurdering, forringelse av isolasjonsytelse og mekanisk ytelsesforringelse, som direkte fører til flammehemmende svikt i materialer i langsiktige fuktige og varme miljøer, og økt sikkerhet for skraping av komponenter. Derfor har vannmotstand blitt en kjerneindikator for å måle om ekspansjonsflammehemmende system kan møte langsiktige pålitelige applikasjoner i utendørs, undervanns- og miljøer med høy luftfuktighet.
Et typisk ekspansjonsflammehemmende system består av tre deler: syrekilde, karbonkilde og gasskilde. Ved oppvarming oppstår en synergistisk reaksjon for å oppnå flammehemming:
1. Syrekilde (dehydreringskatalysator):for det meste fosforholdige forbindelser, dekomponerer og frigjør uorganiske syrer/fosforsyrestoffer ved høye temperaturer, katalyserer dehydreringen av substratet og karbonkilden til karbon;
2. Karbonkilde (karboniseringsmiddel):polyhydroksykarbonrike forbindelser som raskt danner et kontinuerlig og tett tredimensjonalt karbonskjelett under syrekatalyse;
3. Gasskilde (skummende middel):Dekomponering ved høy temperatur frigjør ikke-brennbare gasser som NH3, N₂, H₂ O, som får karbonlaget til å utvide seg og skumme, og danner en porøs termisk isolasjon og oksygenbarriere-ekspandert karbonlag.
Dette karbonlaget kan blokkere varmeoverføring, isolere oksygendiffusjon, undertrykke dråper, redusere røykfrigjøring og oppnå høye flammehemmende nivåer som V-0 og 5VA.
Konvensjonell IFR har dårlig vannmotstand, noe som hovedsakelig skyldes høy komponentpolaritet, sterk vannløselighet, svak grensesnittbinding og irreversibel skade under påvirkning av vann/fuktighet
1. Vannløselig utfelling av små molekylkomponenter:Tradisjonelle komponenter som melamin, pentaerytritol ogammoniumpolyfosfat(vanlig APP) har høy vannløselighet, og etter langvarig nedsenking i vann migrerer de og løses opp mot overflaten av materialet, noe som forårsaker ubalanse i andelen flammehemmende systemkomponenter og mister sin synergistiske effekt;
2. Hevelse og kollaps av ekspandert karbonlag:Karbonlaget som genereres ved forbrenning inneholder hydrofile grupper inni. Når det kommer i kontakt med vann, absorberer porene vann, strukturen mykner og desintegrerer, mister sin varme- og oksygenisolasjonsevne, og risikoen for gjentenning øker betydelig;
3. Matrix interface debonding:Flammehemmere danner vannspalter ved fyllmatrisens grensesnitt etter å ha absorbert vann, reduserer mekaniske egenskaper som strekkfasthet, forlengelse ved brudd og bøyemodul, samtidig som det forbedrer dielektrisk tap og reduserer isolasjonsmotstanden;
4. Bleking og frosting av overflatenedbør:Vannløselige flammehemmere migrerer til overflaten av produktet, og forårsaker utseendedefekter, redusert beleggvedheft, dårlig elektrisk kontakt og andre problemer, som direkte fører til produktfeil innen elektronikk, kabler og utendørs byggematerialer.
Differensiert utvalg basert på arbeidsforhold, tatt i betraktning kravene fra mainstream globale terminalmarkeder:
- Karakteristikk av arbeidsforhold: langvarig eksponering for sollys og regn, høy og lav temperatur fuktighet, høyspenningsisolasjonskrav;
-Utvalgskrav: Ultravannbestandig mikrokapselinnkapslet IFR, polymerisasjonsgrad APP ≥ 2000, reaktivt karbondannende middel, ingen utfelling etter 72 timers nedsenking, UL94 V-0 retensjon, volumresistivitet ≥ 10 ¹⁶Ω LSF· cm-, lav røykfri halogen.
- Karakteristikk av arbeidsforhold: høy luftfuktighet, kondensvann, kontakt med kjølevæske og termisk sjokk;
-Utvalgskrav: Fuktighetsbestandig migrasjonstype IFR, utmerket kompatibilitet med PP/TPU-matrise, ingen frosting eller flammehemmende svikt etter langvarig aldring ved 125 ℃ og kondenseringssykluser.
- Karakteristikk av arbeidsforhold: langvarig nedsenking, høy luftfuktighet og mikrobielt miljø;
-Utvalgskrav: Vannbestandig og flammehemmende system av beleggkvalitet, gode filmdannende egenskaper med harpiks, belegg flasser ikke av etter bløtlegging, karbonlag hydrolyserer ikke, og oppfyller bygningsbrannbeskyttelse A-nivå/UL-sertifisering.
- Karakteristikk av arbeidsforhold: høy luftfuktighet, kondens og strenge krav til elektrisk isolasjon;
-Utvalgskrav: Lav ionemigrering, vannbestandig IFR, ekstremt lav vannløselighet, ingen forringelse av isolasjonsytelsen etter nedsenking i vann, unngår risiko for lekkasje og kortslutning.
1. Misforståelse 1:Fokuser kun på den første flammehemmende vurderingen og ignorer retensjonshastigheten etter våte og varme forhold
Initial V-0 tilsvarer ikke langsiktig pålitelighet, og flammehemmende nedbrytning etter nedsenking er den vanligste feilmodusen for utendørs/høy fuktighetsprodukter.
2. Misforståelse 2:Tror at jo høyere mengde tilsatt, jo bedre vannmotstand
Overdreven tilsetning vil redusere kompatibiliteten til matrisen og i stedet forverre grensesnittvannabsorpsjon og migrasjon. Det er nødvendig å finne det optimale tilsetningsforholdet mellom flammehemmende effektivitet og vannmotstand.
3. Misforståelse 3:Vanlige apper kan enkelt endres for å møte kravene til vannmotstand
Selv med overflatemodifisering vil APP med lav molekylvekt fortsatt sakte absorbere fuktighet og hydrolysere under langvarige fuktige og varme forhold. Derfor må en dobbel teknologivei med høy polymerisasjon og mikrokapselinnkapsling tas i bruk.
4. Misforståelse 4:Forsømmelse av krav til elektrisk ytelse og utseende
Innen elektronikk og utseendekomponenter kan migrasjon av flammehemmere føre til overflatebleking og dårlig kontakt, og vannbestandig IFR med null nedbør må velges.
På bakgrunn av raskt økende etterspørsel etter avansert produksjon og utendørs, undervann og høy luftfuktighet verden over, er vannmotstand ikke lenger en valgfri bonus, men en nødvendig terskel for inntreden av flammehemmende systemer på high-end markedet. Det vitenskapelige utvalget av vannbestandige ekspansjonsflammehemmende systemer må vurderes omfattende ut fra fem dimensjoner: komponentstrukturdesign, vannbestandig nedbørstesting, retensjonshastighet av flammehemmende/mekaniske/elektriske egenskaper etter våt varmealdring, matching av scenarier og arbeidsforhold, og globalt forskriftsmessig overholdelse av flammehemmende data i stedet for initialt reflamme.
For materialbedrifter og produsenter av terminalprodukter, kan valg av et profesjonelt tilpasset vanntett ekspansjonsflammehemmende system betydelig forbedre den langsiktige påliteligheten og sikkerhetsnivået til produkter i høyvekst globale markeder som ny energi, utendørs infrastruktur, biler og kommunikasjonselektronikk, redusere risikoen for feil og styrke merkevarens internasjonale konkurranseevne. I fremtiden vil høy vannmotstand, lav migrasjon, halogenfri og effektiv ekspansjonsflammehemmende teknologi bli den vanlige utviklingsretningen og kjernekonkurransen i det globale feltet av grønne flammehemmende materialer.
