Som en halogenfri, lav røg, lav toksicitet og miljøvenlig flammehæmmende teknologirute,Intumescent flammehæmmende system(IFR) er blevet brugt i vid udstrækning inden for polymermaterialer såsom polyolefiner (PP/PE), termoplastiske elastomerer, epoxyforseglingsmidler, belægninger, polyurethaner, kabelkapper osv. Det er det almindelige valg i henhold til globale grønne flammehæmmere (RoHS, REACH, UL, IEC) på grund af dets flammehæmmende mekanisme til kulstof- og iltekspansion. isolerende hårdt kulstoflag.
Men i praktiske arbejdsforhold såsom høj luftfugtighed, nedsænkning i vand, regn, kondens og underjordisk/undervandsservice, konventionel ekspansionflammehæmmendesystemer lider almindeligvis af fatale problemer såsom vandopløselighedsmigrering, fugtabsorption og vægtforøgelse, kullags vandabsorption og kollaps, nedsat flammehæmmende vurdering, forringelse af isoleringsevne og mekanisk ydeevneforringelse, hvilket direkte fører til flammehæmmende svigt af materialer i langsigtede fugtige og varme miljøer, og øget risikoskrotning af komponenter. Derfor er vandmodstand blevet en kerneindikator til måling af, om det ekspansionsflammehæmmende system kan opfylde langsigtede pålidelige applikationer i udendørs, undervands- og miljøer med høj luftfugtighed.
Et typisk ekspansionsflammehæmmende system består af tre dele: syrekilde, kulstofkilde og gaskilde. Ved opvarmning opstår der en synergistisk reaktion for at opnå flammehæmning:
1. Syrekilde (dehydreringskatalysator):for det meste fosforholdige forbindelser, nedbryder og frigiver uorganiske syrer/phosphorsyrestoffer ved høje temperaturer, katalyserer dehydreringen af substratet og kulstofkilden til kulstof;
2. Kulstofkilde (karboniseringsmiddel):polyhydroxykulstofrige forbindelser, der hurtigt danner et kontinuerligt og tæt tredimensionelt kulstofskelet under syrekatalyse;
3. Gaskilde (skummende middel):Nedbrydning ved høj temperatur frigiver ikke-brændbare gasser såsom NH3, N₂, H₂ O, som får carbonlaget til at udvide sig og skumme, hvilket danner en porøs termisk isolering og iltbarriere ekspanderet carbonlag.
Dette kulstoflag kan blokere varmeoverførsel, isolere iltdiffusion, undertrykke dråber, reducere røgfrigivelse og opnå høje flammehæmmende niveauer såsom V-0 og 5VA.
Konventionel IFR har dårlig vandmodstand, hvilket hovedsagelig skyldes høj komponentpolaritet, stærk vandopløselighed, svag grænsefladebinding og irreversibel skade under påvirkning af vand/fugt
1. Vandopløselig udfældning af små molekylekomponenter:Traditionelle komponenter såsom melamin, pentaerythritol ogammoniumpolyfosfat(almindelig APP) har høj vandopløselighed, og efter langvarig nedsænkning i vand migrerer og opløses de mod overfladen af materialet, hvilket forårsager en ubalance i andelen af flammehæmmende systemkomponenter og mister deres synergistiske effekt;
2. Hævelse og kollaps af ekspanderet kullag:Kulstoflaget, der dannes ved forbrænding, indeholder hydrofile grupper indeni. Når det kommer i kontakt med vand, optager porerne vand, strukturen blødgøres og desintegreres, mister sin varme- og iltisoleringsevne, og risikoen for genantændelse øges markant;
3. Matrixgrænsefladeafbinding:Flammehæmmere danner vandhuller ved fyldstofmatrixgrænsefladen efter at have absorberet vand, hvilket reducerer mekaniske egenskaber såsom trækstyrke, brudforlængelse og bøjningsmodul, mens de forbedrer dielektriske tab og reducerer isolationsmodstanden;
4. Overfladenedbørsblegning og frosting:Vandopløselige flammehæmmere migrerer til overfladen af produktet, hvilket forårsager udseendedefekter, nedsat belægningsvedhæftning, dårlig elektrisk kontakt og andre problemer, der direkte fører til produktfejl inden for elektronik, kabler og udendørs byggematerialer.
Differentieret udvalg baseret på arbejdsforhold under hensyntagen til kravene fra de almindelige globale terminalmarkeder:
- Karakteristika for arbejdsforhold: langvarig eksponering for sollys og regn, høj og lav temperatur fugtighed, højspændingsisoleringskrav;
-Udvalgskrav: Ultravandafvisende mikrokapselindkapslet IFR, polymerisationsgrad APP ≥ 2000, reaktivt kuldannende middel, ingen udfældning efter 72 timers nedsænkning, UL94 V-0 retention, volumenresistivitet ≥ 10 ¹⁶ΩΩ· cm, lav røghalogen-cm.
- Karakteristika for arbejdsforhold: høj luftfugtighed, kondensvand, kontakt med kølevæske og termisk chok;
-Udvalgskrav: Fugtbestandig migrationstype IFR, fremragende kompatibilitet med PP/TPU-matrix, ingen frosting eller flammehæmmende fejl efter langvarig ældning ved 125 ℃ og kondenseringscyklusser.
- Karakteristika for arbejdsforhold: langvarig nedsænkning, høj luftfugtighed og mikrobielt miljø;
-Udvalgskrav: Belægningsgrad vandafvisende og flammehæmmende system, gode filmdannende egenskaber med harpiks, belægning skaller ikke af efter iblødsætning, kulstoflag hydrolyserer ikke, og opfylder bygningsbrandbeskyttelse A-niveau/UL-certificering.
- Karakteristika for arbejdsforhold: høj luftfugtighed, kondens og strenge krav til elektrisk isolering;
-Udvalgskrav: Lav ionmigrering, vandbestandig IFR, ekstrem lav vandopløselighed, ingen forringelse af isoleringsevnen efter nedsænkning i vand, undgår risiko for lækage og kortslutning.
1. Misforståelse 1:Fokuser kun på den oprindelige flammehæmmende vurdering og ignorer retentionsgraden efter våde og varme forhold
Initial V-0 er ikke lig med langsigtet pålidelighed, og flammehæmmende forringelse efter nedsænkning er den mest almindelige fejltilstand for udendørs/høj luftfugtighedsprodukter.
2. Misforståelse 2:At tro, at jo højere mængde tilsat, jo bedre er vandmodstanden
Overdreven tilsætning vil reducere kompatibiliteten af matrixen og i stedet forværre grænsefladevandabsorption og migration. Det er nødvendigt at finde det optimale tilsætningsforhold mellem flammehæmmende effektivitet og vandbestandighed.
3. Misforståelse 3:Almindelige apps kan nemt modificeres, så de opfylder kravene til vandtæthed
Selv med overflademodifikation vil APP med lav molekylvægt stadig langsomt absorbere fugt og hydrolysere under langsigtede fugtige og varme forhold. Derfor skal en dobbeltteknologisk vej med høj polymerisation og mikrokapselindkapsling vedtages.
4. Misforståelse 4:Tilsidesættelse af krav til elektrisk ydeevne og udseende
Inden for elektronik og udseendekomponenter kan migration af flammehæmmere føre til overfladeblegning og dårlig kontakt, og der skal vælges vandfast IFR med nuludfældning.
På baggrund af den hurtigt voksende efterspørgsel efter avanceret fremstilling og udendørs, undervands og høj luftfugtighed verden over, er vandmodstand ikke længere en valgfri bonus, men en nødvendig tærskel for flammehæmmende systemers indtræden på high-end markedet. Det videnskabelige udvalg af vandtætte ekspansionsflammehæmmende systemer skal evalueres grundigt ud fra fem dimensioner: komponentstrukturdesign, vandbestandig udfældningstestning, retentionshastighed af flammehæmmende/mekaniske/elektriske egenskaber efter våd varmeældning, matchning af scenarier og arbejdsforhold og global reguleringsmæssig overholdelse af data, snarere end reflammerende data, der oprindeligt hæmmer.
For materialevirksomheder og terminalproduktproducenter kan valget af et professionelt tilpasset vandtæt ekspansionsflammehæmmende system markant forbedre produkternes langsigtede pålidelighed og sikkerhedsniveau på globale markeder med høj vækst, såsom ny energi, udendørs infrastruktur, biler og kommunikationselektronik, reducere risikoen for fejl og styrke brandets internationale konkurrenceevne. I fremtiden vil høj vandmodstand, lav migration, halogenfri og effektiv ekspansionsflammehæmmende teknologi blive den almindelige udviklingsretning og kernekonkurrencesporet på det globale område af grønne flammehæmmende materialer.
