Fiind o cale tehnologică fără halogen, cu emisii reduse de fum, cu toxicitate scăzută și ecologică ignifugă,Sistem intumescent ignifug(IFR) a fost utilizat pe scară largă în domeniul materialelor polimerice, cum ar fi poliolefinele (PP/PE), elastomeri termoplastici, etanșanți epoxidici, acoperiri, poliuretani, mantale de cablu etc. Este alegerea principală în conformitate cu reglementările globale ecologice ignifuge (RoHS, REACH, UL, IEC) datorită mecanismului său de expansiune ignifugă și termoizolatoare a carbonului și a izolației termice. strat izolant de carbon dur.
Cu toate acestea, în condiții practice de lucru, cum ar fi umiditate ridicată, scufundare în apă, ploaie, condens și servicii subterane/subacvatice, extinderea convenționalăignifugsistemele suferă în mod obișnuit de probleme fatale, cum ar fi migrarea solubilității în apă, absorbția umidității și creșterea în greutate, absorbția și prăbușirea apei stratului de carbon, scăderea gradului de ignifugare, deteriorarea performanței izolației și degradarea performanței mecanice, ceea ce duce direct la defectarea materialelor ignifuge în medii umede și fierbinți pe termen lung, casarea componentelor și riscuri crescute de siguranță. Prin urmare, rezistența la apă a devenit un indicator de bază pentru măsurarea dacă sistemul ignifug de expansiune poate îndeplini aplicații fiabile pe termen lung în medii exterioare, subacvatice și cu umiditate ridicată.
Un sistem tipic ignifug cu expansiune este format din trei părți: sursă de acid, sursă de carbon și sursă de gaz. Când este încălzită, are loc o reacție sinergică pentru a obține rezistența la flacără:
1. Sursă de acid (catalizator de deshidratare):preponderent compuși care conțin fosfor, descompun și eliberează acizi anorganici/substanțe de acid fosforic la temperaturi ridicate, catalizează deshidratarea substratului și a sursei de carbon în carbon;
2. Sursă de carbon (agent de carbonizare):compuși polihidroxi bogați în carbon care formează rapid un schelet de carbon tridimensional continuu și dens sub cataliză acidă;
3. Sursa de gaz (agent de spumare):Descompunerea la temperatură ridicată eliberează gaze necombustibile, cum ar fi NH3, N₂, H ₂ O, care provoacă extinderea și spumarea stratului de carbon, formând o izolație termică poroasă și un strat de carbon expandat cu barieră de oxigen.
Acest strat de carbon poate bloca transferul de căldură, izola difuzia oxigenului, poate suprima picăturile, poate reduce eliberarea de fum și poate atinge niveluri ridicate de ignifugare, cum ar fi V-0 și 5VA.
IFR convențional are o rezistență slabă la apă, care se datorează în principal polarității ridicate a componentelor, solubilității puternice în apă, legăturii interfațale slabe și daunelor ireversibile sub acțiunea apei/umezei.
1. Precipitarea solubilă în apă a componentelor cu molecule mici:Componente tradiționale, cum ar fi melamina, pentaeritritol șipolifosfat de amoniu(APP comune) au solubilitate ridicată în apă, iar după scufundarea îndelungată în apă, migrează și se dizolvă spre suprafața materialului, provocând un dezechilibru în proporția componentelor sistemului ignifug și pierzându-și efectul sinergic;
2. Umflarea și prăbușirea stratului de carbon expandat:Stratul de carbon generat de ardere conține grupări hidrofile în interior. Când vine în contact cu apa, porii absorb apa, structura se înmoaie și se dezintegrează, pierzându-și capacitatea de izolare termică și de oxigen, iar riscul de reaprindere crește semnificativ;
3. Deconectarea interfeței matriceale:Ignifugenții formează goluri de apă la interfața matricei de umplutură după absorbția apei, reducând proprietățile mecanice precum rezistența la rupere, alungirea la rupere și modulul de încovoiere, îmbunătățind în același timp pierderile dielectrice și reducând rezistența de izolație;
4. Albirea și glazura prin precipitații de suprafață:Ignifugării solubili în apă migrează la suprafața produsului, provocând defecte de aspect, scăderea aderenței acoperirii, contact electric slab și alte probleme, ducând direct la defecțiunea produsului în domeniul electronicii, cablurilor și materialelor de construcție exterioare.
Selecție diferențiată în funcție de condițiile de lucru, ținând cont de cerințele piețelor globale de terminale principale:
-Caracteristicile condițiilor de lucru: expunere pe termen lung la lumina soarelui și ploaie, umiditate la temperatură ridicată și scăzută, cerințe de izolare la tensiune înaltă;
-Cerințe de selecție: IFR încapsulat cu microcapsule ultra rezistente la apă, grad de polimerizare APP ≥ 2000, agent de formare a cărbunelui reactiv, fără precipitare după 72 de ore de imersie, reținere UL94 V-0, rezistivitate de volum ≥ 10 ¹⁶Ω· cm, fără halogen cu fum scăzut (LSF).
-Caracteristicile conditiilor de lucru: umiditate ridicata, apa de condens, contact cu lichidul de racire, si soc termic;
-Cerințe de selecție: tip IFR rezistent la umiditate, compatibilitate excelentă cu matricea PP/TPU, fără îngheț sau eșec ignifug după îmbătrânire pe termen lung la 125 ℃ și cicluri de condensare.
-Caracteristicile condițiilor de lucru: imersie pe termen lung, umiditate ridicată și mediu microbian;
-Cerințe de selecție: sistem de acoperire rezistent la apă și ignifug, proprietăți bune de formare a filmului cu rășină, acoperirea nu se dezlipește după înmuiere, stratul de carbon nu se hidrolizează și îndeplinește certificarea nivel A/UL de protecție împotriva incendiilor.
-Caracteristicile condițiilor de lucru: umiditate ridicată, condens și cerințe stricte de izolare electrică;
-Cerințe de selecție: Migrare scăzută a ionilor, IFR rezistent la apă, solubilitate extrem de scăzută în apă, fără deteriorarea performanței izolației după scufundarea în apă, evitând riscul de scurgere și scurtcircuit.
1. Concepție greșită 1:Concentrați-vă doar pe ratingul inițial de ignifugare și ignorați rata de retenție după condiții umede și fierbinți
V-0 inițial nu este egal cu fiabilitatea pe termen lung, iar degradarea rezistenței la flacără după imersie este cel mai frecvent mod de defecțiune pentru produsele de exterior/umiditate ridicată.
2. Concepție greșită 2:Crezând că cu cât cantitatea adăugată este mai mare, cu atât este mai bună rezistența la apă
Adăugarea excesivă va reduce compatibilitatea matricei și, în schimb, va exacerba absorbția și migrarea apei la interfață. Este necesar să se găsească raportul optim de adăugare între eficiența ignifugului și rezistența la apă.
3. Concepție greșită 3:Aplicațiile obișnuite pot fi modificate cu ușurință pentru a îndeplini cerințele de rezistență la apă
Chiar și cu modificarea suprafeței, APP cu greutate moleculară mică va absorbi încet umiditatea și se va hidroliza în condiții umede și calde pe termen lung. Prin urmare, trebuie adoptată o cale tehnologică dublă de polimerizare ridicată și încapsulare a microcapsulelor.
4. Concepție greșită 4:Neglijând cerințele de performanță electrică și aspect
În domeniul electronicii și al componentelor de aspect, migrarea retardanților de flacără poate duce la albirea suprafeței și un contact slab, iar IFR rezistent la apă cu precipitații zero trebuie selectat.
Pe fondul cererii în creștere rapidă pentru producția de ultimă generație și condițiile exterioare, subacvatice și de umiditate ridicată la nivel mondial, rezistența la apă nu mai este un bonus opțional, ci un prag necesar pentru intrarea sistemelor ignifuge pe piața high-end. Selecția științifică a sistemelor ignifuge cu expansiune rezistente la apă trebuie evaluată cuprinzător din cinci dimensiuni: proiectarea structurii componentelor, testarea precipitațiilor rezistente la apă, rata de reținere a proprietăților ignifuge/mecanice/electrice după îmbătrânirea la căldură umedă, potrivirea scenariului și condițiilor de lucru și conformitatea cu reglementările globale, mai degrabă decât să se bazeze doar pe datele inițiale ignifuge.
Pentru companiile de materiale și producătorii de produse terminale, alegerea unui sistem ignifug de expansiune, rezistent la apă, personalizat, poate îmbunătăți semnificativ fiabilitatea pe termen lung și nivelul de siguranță al produselor pe piețele globale cu creștere mare, cum ar fi energie nouă, infrastructură exterioară, automobile și electronice de comunicații, poate reduce riscurile de defecțiune și poate consolida competitivitatea internațională a mărcii. În viitor, tehnologia cu rezistență ridicată la apă, migrare scăzută, fără halogeni și cu expansiune eficientă va deveni direcția principală de dezvoltare și calea competitivă de bază în domeniul global al materialelor verzi ignifuge.
