Som en halogenfri, låg rök, låg toxicitet och miljövänlig flamskyddsteknologi,Svällande flamskyddssystem(IFR) har använts i stor utsträckning inom området för polymermaterial såsom polyolefiner (PP/PE), termoplastiska elastomerer, epoxitätningsmedel, beläggningar, polyuretaner, kabelmantlar, etc. Det är det vanliga valet enligt globala gröna flamskyddsbestämmelser (RoHS, REACH, UL, IEC) på grund av dess flamskyddande mekanism för att bilda kol och syreexpansion till kol och syre. isolerande hårt kollager.
Men i praktiska arbetsförhållanden som hög luftfuktighet, nedsänkning i vatten, regn, kondens och underjordisk/undervattensservice, konventionell expansionflamskyddsmedelsystem lider vanligen av dödliga problem såsom vattenlöslighetsmigrering, fuktabsorption och viktökning, kolskiktets vattenabsorption och kollaps, minskad flamskyddsmedelsklassning, försämrad isoleringsprestanda och mekanisk prestandaförsämring, vilket direkt leder till flamskyddsfel hos material i långvariga fuktiga och heta miljöer, och ökad säkerhetsskrotning av komponenter. Därför har vattenbeständighet blivit en central indikator för att mäta om det expansiva flamskyddssystemet kan möta långsiktiga tillförlitliga tillämpningar i utomhus-, undervattens- och miljöer med hög luftfuktighet.
Ett typiskt expansionsflamskyddssystem består av tre delar: syrakälla, kolkälla och gaskälla. Vid upphettning sker en synergistisk reaktion för att uppnå flamskydd:
1. Syrakälla (dehydreringskatalysator):mestadels fosforhaltiga föreningar, sönderdelas och frigör oorganiska syror/fosforsyraämnen vid höga temperaturer, katalyserar uttorkningen av substratet och kolkällan till kol;
2. Kolkälla (förkolningsmedel):polyhydroxikolrika föreningar som snabbt bildar ett kontinuerligt och tätt tredimensionellt kolskelett under sur katalys;
3. Gaskälla (skumningsmedel):Nedbrytning vid hög temperatur frigör icke brännbara gaser såsom NH3, N 2, H 2 O, som får kolskiktet att expandera och skumma, vilket bildar en porös värmeisolering och syrebarriärexpanderat kolskikt.
Detta kolskikt kan blockera värmeöverföring, isolera syrediffusion, undertrycka droppar, minska rökutsläpp och uppnå höga nivåer av flamskyddsmedel som V-0 och 5VA.
Konventionell IFR har dålig vattenbeständighet, vilket huvudsakligen beror på hög komponentpolaritet, stark vattenlöslighet, svag gränssnittsbindning och irreversibel skada under inverkan av vatten/fukt
1. Vattenlöslig utfällning av små molekylkomponenter:Traditionella komponenter som melamin, pentaerytritol ochammoniumpolyfosfat(vanlig APP) har hög vattenlöslighet och efter långvarig nedsänkning i vatten migrerar de och löses upp mot materialets yta, vilket orsakar en obalans i andelen flamskyddssystemkomponenter och förlorar sin synergistiska effekt;
2. Svullnad och kollaps av expanderat kolskikt:Kolskiktet som genereras vid förbränning innehåller hydrofila grupper inuti. När det kommer i kontakt med vatten absorberar porerna vatten, strukturen mjuknar och sönderfaller, förlorar sin värme- och syreisoleringsförmåga och risken för återantändning ökar avsevärt;
3. Matrisgränssnittsavbindning:Flamskyddsmedel bildar vattenluckor vid fyllnadsmatrisgränsytan efter att ha absorberat vatten, vilket minskar mekaniska egenskaper såsom draghållfasthet, brottöjning och böjmodul, samtidigt som de förbättrar dielektriska förluster och minskar isolationsresistansen;
4. Ytnederbördsblekning och frosting:Vattenlösliga flamskyddsmedel migrerar till produktens yta, vilket orsakar utseendedefekter, minskad beläggningsvidhäftning, dålig elektrisk kontakt och andra problem, vilket direkt leder till produktfel inom områdena elektronik, kablar och utomhusbyggnadsmaterial.
Differentierat urval baserat på arbetsförhållanden, med hänsyn till kraven från vanliga globala terminalmarknader:
- Egenskaper för arbetsförhållanden: långvarig exponering för solljus och regn, hög och låg temperaturfuktighet, högspänningsisoleringskrav;
-Utvalskrav: Ultravattenbeständig mikrokapselinkapslad IFR, polymerisationsgrad APP ≥ 2000, reaktivt kolbildande medel, ingen utfällning efter 72 timmars nedsänkning, UL94 V-0 retention, volymresistivitet ≥ 10 ¹⁶ΩΩ·H cm-, låg rökhalogen.
- Egenskaper för arbetsförhållanden: hög luftfuktighet, kondensvatten, kontakt med kylvätska och termisk chock;
-Utvalskrav: Fuktbeständig migreringstyp IFR, utmärkt kompatibilitet med PP/TPU-matris, ingen frosting eller flamskyddsfel efter långvarig åldring vid 125 ℃ och kondensationscykler.
- Egenskaper för arbetsförhållanden: långvarig nedsänkning, hög luftfuktighet och mikrobiell miljö;
-Utvalskrav: Beläggningskvalitet vattenbeständigt och flamskyddat system, goda filmbildande egenskaper med harts, beläggning skalar inte av efter blötläggning, kolskikt hydrolyserar inte och uppfyller byggnadsbrandskydd A-nivå/UL-certifiering.
- Egenskaper för arbetsförhållanden: hög luftfuktighet, kondens och strikta krav på elektrisk isolering;
-Utvalskrav: Låg jonmigrering, vattentålig IFR, extremt låg vattenlöslighet, ingen försämring av isoleringsprestanda efter nedsänkning i vatten, undviker risken för läckage och kortslutning.
1. Missuppfattning 1:Fokusera bara på den initiala flamskyddsgraden och ignorera retentionsgraden efter våta och varma förhållanden
Initial V-0 är inte lika med långsiktig tillförlitlighet, och flamskyddsförsämring efter nedsänkning är det vanligaste felläget för produkter med hög luftfuktighet utomhus.
2. Missuppfattning 2:Tror att ju högre mängd som tillsätts, desto bättre vattentålighet
Överdriven tillsats kommer att minska kompatibiliteten hos matrisen och istället förvärra gränsytans vattenabsorption och migration. Det är nödvändigt att hitta det optimala tillsatsförhållandet mellan flamskyddsmedelseffektivitet och vattenbeständighet.
3. Missuppfattning 3:Vanliga appar kan enkelt modifieras för att uppfylla kraven på vattentäthet
Även med ytmodifiering kommer APP med låg molekylvikt fortfarande långsamt att absorbera fukt och hydrolysera under långvariga fuktiga och varma förhållanden. Därför måste en dubbelteknologisk väg med hög polymerisation och mikrokapselinkapsling antas.
4. Missuppfattning 4:Försummar elektrisk prestanda och utseendekrav
Inom områdena elektronik och utseendekomponenter kan migration av flamskyddsmedel leda till ytblekning och dålig kontakt, och vattentät IFR med noll nederbörd måste väljas.
Mot bakgrund av den snabbt växande efterfrågan på avancerad tillverkning och utomhus-, undervattens- och förhållanden med hög luftfuktighet världen över, är vattenbeständighet inte längre en valfri bonus, utan en nödvändig tröskel för flamskyddssystemens inträde på avancerade marknaden. Det vetenskapliga urvalet av vattenbeständiga expansionsflamskyddssystem måste utvärderas omfattande utifrån fem dimensioner: komponentstrukturdesign, vattenbeständig nederbördstestning, retentionsgrad av flamskyddsmedel/mekaniska/elektriska egenskaper efter våt värmeåldring, matchning av scenarier och arbetstillstånd, och globala regulatoriska data, snarare än retentionsgraden, snarare än retentionsgraden.
För materialföretag och tillverkare av terminalprodukter kan valet av ett professionellt skräddarsytt vattentåligt flamskyddssystem för expansion avsevärt förbättra den långsiktiga tillförlitligheten och säkerhetsnivån för produkter på högväxt globala marknader som ny energi, utomhusinfrastruktur, bilar och kommunikationselektronik, minska riskerna för fel och stärka varumärkets internationella konkurrenskraft. I framtiden kommer hög vattenbeständighet, låg migration, halogenfri och effektiv expansionsflamskyddsteknik att bli den vanliga utvecklingsriktningen och kärnan i konkurrensen inom det globala området för gröna flamskyddsmaterial.
