Ako bezhalogénová, nízka dymivosť, nízka toxicita a ekologická technológia spomaľovača horenia,Intumescentný systém spomaľujúci horenie(IFR) sa široko používa v oblasti polymérnych materiálov, ako sú polyolefíny (PP/PE), termoplastické elastoméry, epoxidové tmely, nátery, polyuretány, káblové plášte atď. Je to hlavná voľba podľa globálnych ekologických predpisov o spomaľovaní horenia (RoHS, REACH, UL, IEC) vďaka mechanizmu spomaľujúcemu horenie, tepelnej rozťažnosti a tvrdej vrstvy uhlíka a uhlíka tvoriacich uhlík.
Avšak v praktických pracovných podmienkach, ako je vysoká vlhkosť, ponorenie do vody, dážď, kondenzácia a podzemná/podvodná prevádzka, konvenčná expanziaspomaľovač horeniasystémy bežne trpia fatálnymi problémami, ako je migrácia rozpustnosti vo vode, absorpcia vlhkosti a prírastok hmotnosti, absorpcia vody a kolaps uhlíkovej vrstvy, znížené hodnotenie spomaľovača horenia, zhoršenie izolačného výkonu a degradácia mechanického výkonu, čo priamo vedie k zlyhaniu materiálov spomaľujúcich horenie v dlhodobom vlhkom a horúcom prostredí, zošrotovaniu komponentov a zvýšeným bezpečnostným rizikám. Odolnosť voči vode sa preto stala základným ukazovateľom na meranie, či expanzný systém spomaľujúci horenie môže spĺňať dlhodobé spoľahlivé aplikácie vo vonkajšom prostredí, pod vodou a v prostredí s vysokou vlhkosťou.
Typický expanzný systém spomaľujúci horenie pozostáva z troch častí: zdroja kyseliny, zdroja uhlíka a zdroja plynu. Pri zahrievaní dochádza k synergickej reakcii na dosiahnutie retardácie horenia:
1. Zdroj kyseliny (dehydratačný katalyzátor):väčšinou zlúčeniny obsahujúce fosfor, pri vysokých teplotách rozkladajú a uvoľňujú anorganické kyseliny/látky kyseliny fosforečnej, katalyzujú dehydratáciu substrátu a zdroja uhlíka na uhlík;
2. Zdroj uhlíka (karbonizačné činidlo):zlúčeniny bohaté na polyhydroxy uhlík, ktoré rýchlo tvoria súvislý a hustý trojrozmerný uhlíkový skelet pod kyslou katalýzou;
3. Zdroj plynu (penivo):Pri rozklade pri vysokej teplote sa uvoľňujú nehorľavé plyny, ako je NH3, N2, H20, ktoré spôsobujú expanziu a penu uhlíkovej vrstvy, čím sa vytvorí porézna tepelná izolácia a vrstva expandovaného uhlíka s bariérou proti kyslíku.
Táto uhlíková vrstva môže blokovať prenos tepla, izolovať difúziu kyslíka, potláčať kvapôčky, znižovať uvoľňovanie dymu a dosahovať vysoké úrovne spomaľovania horenia, ako sú V-0 a 5VA.
Konvenčné IFR má zlú odolnosť voči vode, čo je v podstate spôsobené vysokou polaritou komponentov, silnou rozpustnosťou vo vode, slabou medzifázovou väzbou a nezvratným poškodením pôsobením vody/vlhkosti.
1. Vo vode rozpustné zrážanie zložiek s malými molekulami:Tradičné zložky ako melamín, pentaerytritol apolyfosforečnan amónny(obyčajné APP) majú vysokú rozpustnosť vo vode a po dlhodobom ponorení do vody migrujú a rozpúšťajú sa smerom k povrchu materiálu, čím spôsobujú nerovnováhu v pomere komponentov systému spomaľujúceho horenie a strácajú svoj synergický efekt;
2. Napučiavanie a kolaps vrstvy expandovaného uhlíka:Uhlíková vrstva vytvorená spaľovaním obsahuje vo vnútri hydrofilné skupiny. Pri kontakte s vodou póry absorbujú vodu, štruktúra mäkne a rozpadá sa, stráca tepelnú a kyslíkovú izolačnú schopnosť a výrazne sa zvyšuje riziko opätovného vznietenia;
3. Odpojenie maticového rozhrania:Retardéry horenia vytvárajú vodné medzery na rozhraní matrice plniva po absorpcii vody, čím znižujú mechanické vlastnosti, ako je pevnosť v ťahu, predĺženie pri pretrhnutí a modul ohybu, pričom zlepšujú dielektrické straty a znižujú izolačný odpor;
4. Bielenie a matovanie povrchových zrážok:Vo vode rozpustné spomaľovače horenia migrujú na povrch produktu, spôsobujú chyby vzhľadu, zníženú priľnavosť náteru, slabý elektrický kontakt a iné problémy, čo priamo vedie k poruche produktu v oblasti elektroniky, káblov a vonkajších stavebných materiálov.
Diferencovaný výber založený na pracovných podmienkach, berúc do úvahy požiadavky bežných globálnych trhov s terminálmi:
-Charakteristika pracovných podmienok: dlhodobé vystavenie slnečnému žiareniu a dažďu, vysoká a nízka teplota vlhkosti, požiadavky na izoláciu vysokého napätia;
-Požiadavky na výber: Ultra vodeodolná mikrokapsula zapuzdrená IFR, stupeň polymerizácie APP ≥ 2000, činidlo tvoriace reaktívny uhlík, žiadne zrážanie po 72 hodinách ponorenia, zadržanie UL94 V-0, objemový odpor ≥ 10 ¹⁶Ω· cm, nízky obsah dymu bez halogénov (LSFH).
-Charakteristiky pracovných podmienok: vysoká vlhkosť, kondenzovaná voda, kontakt s chladivom a tepelný šok;
-Požiadavky na výber: Migračný typ IFR odolný voči vlhkosti, vynikajúca kompatibilita s matricou PP/TPU, bez námrazy alebo zlyhania spomaľovača horenia po dlhodobom starnutí pri 125 ℃ a kondenzačných cykloch.
-Charakteristika pracovných podmienok: dlhodobé ponorenie, vysoká vlhkosť a mikrobiálne prostredie;
-Požiadavky na výber: Vodovzdorný a nehorľavý systém náterovej hmoty, dobré filmotvorné vlastnosti so živicou, náter sa po nasiaknutí neodlupuje, uhlíková vrstva nehydrolyzuje a spĺňa certifikáciu A-level/UL protipožiarnej ochrany budov.
-Charakteristiky pracovných podmienok: vysoká vlhkosť, kondenzácia a prísne požiadavky na elektrickú izoláciu;
-Požiadavky na výber: Nízka migrácia iónov, vodeodolná IFR, extrémne nízka rozpustnosť vo vode, žiadne zhoršenie izolačného výkonu po ponorení do vody, čím sa zabráni riziku úniku a skratu.
1. Mylná predstava 1:Zamerajte sa iba na počiatočné hodnotenie spomaľovača horenia a ignorujte mieru zadržania po vlhkých a horúcich podmienkach
Počiatočné V-0 sa nerovná dlhodobej spoľahlivosti a degradácia spomaľovania horenia po ponorení je najčastejším poruchovým režimom vonkajších produktov/produktov s vysokou vlhkosťou.
2. Mylná predstava 2:Verte, že čím vyššie pridané množstvo, tým lepšia odolnosť voči vode
Nadmerné pridávanie zníži kompatibilitu matrice a namiesto toho zhorší medzifázovú absorpciu vody a migráciu. Je potrebné nájsť optimálny pomer pridávania medzi účinnosťou spomaľovania horenia a odolnosťou voči vode.
3. Mylná predstava 3:Bežné aplikácie možno ľahko upraviť tak, aby spĺňali požiadavky na odolnosť voči vode
Dokonca aj pri povrchovej úprave bude APP s nízkou molekulovou hmotnosťou stále pomaly absorbovať vlhkosť a hydrolyzovať za dlhodobých vlhkých a horúcich podmienok. Preto sa musí prijať duálna technologická cesta vysokej polymerizácie a zapuzdrenia mikrokapsúl.
4. Mylná predstava 4:Zanedbanie požiadaviek na elektrický výkon a vzhľad
V oblasti elektroniky a vzhľadových komponentov môže migrácia spomaľovačov horenia viesť k bieleniu povrchu a zlému kontaktu a je potrebné zvoliť IFR odolné voči vode s nulovým zrážaním.
Na pozadí rýchlo rastúceho dopytu po špičkovej výrobe a vonkajších podmienkach, pod vodou a s vysokou vlhkosťou na celom svete už nie je odolnosť voči vode voliteľným bonusom, ale nevyhnutným prahom pre vstup systémov spomaľujúcich horenie na trh vyššej kategórie. Vedecký výber expanzných systémov spomaľujúcich horenie odolných voči horeniu sa musí komplexne vyhodnotiť z piatich rozmerov: dizajn štruktúry komponentov, testovanie zrážania odolným voči vode, miera zachovania spomaľovača horenia/mechanických/elektrických vlastností po starnutí mokrým teplom, prispôsobenie scenára a pracovných podmienok a súlad s globálnymi predpismi, a nie spoliehať sa len na počiatočné údaje o spomaľovači horenia.
Pre materiálové spoločnosti a výrobcov koncových produktov môže výber profesionálneho prispôsobeného vodeodolného expanzného systému spomaľujúceho horenie výrazne zlepšiť dlhodobú spoľahlivosť a úroveň bezpečnosti produktov na vysoko rastúcich globálnych trhoch, ako je nová energia, vonkajšia infraštruktúra, automobily a komunikačná elektronika, znížiť riziká zlyhania a posilniť medzinárodnú konkurencieschopnosť značky. V budúcnosti sa vysoká odolnosť voči vode, nízka migrácia, bezhalogénová a účinná expanzná technológia spomaľujúca horenie stane hlavným smerom vývoja a hlavnou konkurenčnou cestou v globálnom poli zelených materiálov spomaľujúcich horenie.
