Приложение на забавители на горенето в пластмасови изделия

Забавителите на горенето са ключови добавки за безопасността на пластмасовите продукти. Чрез инхибиране на верижната реакция на горене, образуване на бариерен слой или разреждане на запалими газове, те намаляват запалимостта на пластмасите, забавят разпространението на пламъците и намаляват отделянето на дим и токсични газове. Самите пластмаси са предимно запалими материали (като Специалист по икономически въпроси и ПП, с кислороден индекс само 17-19). Добавянето на забавители на горенето може да увеличи кислородния индекс до 26 или повече и дори да достигне незапалими нива. Те са широко подходящи за електроника, строителство, автомобили, домакински уреди и други сценарии. Според механизма им на действие, те могат да бъдат разделени на адитивни и реактивни видове. В момента те се развиват към ниско димно отделяне, ниска токсичност, безхалогенна екологична защита, висока ефективност и дългосрочна ефективност, което е основната подкрепа за осигуряване на безопасна употреба на пластмасови продукти.

1. Основният механизъм на забавителите на горенето: многоизмерна блокада на горенето

1. Забавител на горенето в газова фаза: инхибира верижната реакция на горене

Забавителите на горенето се разлагат при високи температури, за да произведат улавящи свободните радикали (като водородни халиди в халогенираните забавители на горенето), които улавят активните свободни радикали по време на горене, прекратяват верижните реакции и предотвратяват разпространението на пламъка:

Представителни продукти: Бромни забавители на горенето (декабромодифенилетан, тетрабромобисфенол А);

Сценарии за адаптация: ABS електронен корпус, ПП автомобилни компоненти, висока ефективност на забавяне на горенето, с добавяне на 5% -15%, за да се отговори на стандарта.

2. Забавител на горенето в кондензирана фаза: образуване на физически бариерен слой

Карбонизираният слой, стъкловидното вещество или слоят пяна, образуван от разлагането на забавителя на горенето, се покрива върху пластмасовата повърхност, за да изолира кислорода и топлината и да предотврати продължаването на горенето:

Представителни продукти: забавители на горенето на фосфорна основа (червен фосфор, фосфатен естер), забавители на горенето с разширение;

Сценарии за адаптация: ПВЦ строителни материали, Пенсилвания електронни компоненти, без халогени и екологични, с ниско отделяне на дим.

3. Забавител на горенето чрез разреждане: намалява концентрацията на горими газове

Разграждането на забавителите на горенето произвежда голямо количество незапалими газове (като азот и въглероден диоксид), които разреждат концентрацията на горими газове и кислород по време на разлагането на пластмасата, което прави невъзможно поддържането на горенето.

Представителни продукти: Забавители на горенето на азотна основа (меламин, гуанидинови соли);

Сценарий за адаптация: Специалист по икономически въпроси фолио, ПП тъкана торба, комбинирани с други забавители на горенето за подобряване на ефекта на забавяне на горенето.

2. Основни видове забавители на горенето и съвместими пластмаси: характеристики и съпоставяне със сцената

1. Забавители на горенето на халогенна основа: ефикасни и евтини, подходящи за множество пластмаси

Основни предимства: висока ефективност на забавяне на горенето, добра съвместимост с пластмаси, ниска цена и ниско количество на добавяните вещества (5% -15%);

Съвместими пластмаси: Специалист по икономически въпроси, ПП, ABS, ПВЦ;

Типични приложения: ABS корпус за телевизор, ПП интериорни части за автомобили, може да постигне ниво на огнеупорност UL94 V-0, но отделя водородни халиди по време на горене, ограничено за сценарии с висока степен на опазване на околната среда.

2. Безхалогенно огнеупорно средство: екологично чисто и с ниско димно отделяне, подходящо за висок клас сценарии

Основни предимства: без халогени, ниско съдържание на дим, ниска токсичност, съответствие със стандартите на ЕС RoHS (Директива за ограничение на опасните вещества) и REACH, разделени на фосфорна серия, азотна серия и разширителен тип;

Съвместими пластмаси: Пенсилвания, компютър, ПЕТ, ПП;

Типични приложения: Пенсилвания електронни конектори, корпуси на компютърни лаптопи, Специалист по икономически въпроси проводници и кабели. Забавители на горенето на основата на фосфор (като червен фосфор) могат да се добавят към Пенсилвания в количество от 10% -20%, за да се постигне ниво V-0. Забавителите на горенето от типа на разширяване са подходящи за ПВЦ строителни материали.

3. Реактивен забавител на горенето: дълготраен и стабилен, подходящ за инженерни пластмаси

Основно предимство: Присадено върху пластмасови молекулярни вериги чрез химични връзки, без миграция или утаяване, с дълготраен огнеупорен ефект;

Съвместими пластмаси: ПЕТ, компютър, епоксидна смола;

Типични приложения: ПЕТ огнеупорни влакна, компютър огнеупорни платки, епоксидна смола за електронни опаковки, добра температурна устойчивост, подходяща за дългосрочна употреба.

4. Неорганични забавители на горенето: екологични и евтини, подходящи за продукти от среден до нисък клас

Основни предимства: нетоксичен, без дим, ниска цена и функция за потискане на дима;

Представителни продукти: алуминиев хидроксид, магнезиев хидроксид;

Съвместими пластмаси: Специалист по икономически въпроси, ПП, ПВЦ;

Типични приложения: Специалист по икономически въпроси водопроводни тръби, ПВЦ огнеупорни кабелни обвивки, с добавяне на количество от 30% -60%, което леко ще намали механичните свойства на пластмасата.

3、 Практика на приложение на забавители на горенето в ключови пластмасови продукти

1. Електронни и електрически пластмаси: високо огнеупорни + ниска токсичност на дима

Пенсилвания електронен конектор:

Формула: PA6 смола + 15% червен фосфор, забавител на горенето + 5% синергист + 0,3% антиоксидант;

Ефект: UL94 V-0 клас (1.6 мм), кислороден индекс ≥ 32%, ниска плътност на дима, подходящ за изискванията за пожарна защита на електронни устройства.

ABS корпус на рутера:

Формула: ABS смола + 12% декабромодифенил етан + 5% антимонов триоксид + 0,2% антиоксидант;

Ефект: UL94 V-0 клас, висока ефективност на забавяне на горенето, контролируема цена, отговаря на стандартите за безопасност на домакинските уреди.

2. Строителни материали пластмаси: устойчиви на атмосферни влияния + дълготрайни забавители на горенето

ПВЦ огнеупорен кабелен канал:

Формула: ПВЦ смола + 40% алуминиев хидроксид + 10% калциев карбонат + 3% калциево-цинков стабилизатор;

Ефект: Кислороден индекс ≥ 28%, ниво на негоримост B1, висока устойчивост на атмосферни влияния, подходящ за предварително вградени сгради.

Специалист по икономически въпроси огнеустойчива геомембрана:

Формула: Специалист по икономически въпроси смола + 30% магнезиев хидроксид + 5% азотен забавител на горенето + 0,2% светлинен стабилизатор;

Ефект: Ниво UL94 V-1, ниско димно и нетоксично, подходящо за сценарии за предотвратяване на пожари, като например депа за отпадъци и тунели.

3. Автомобилни пластмаси: огнеупорни + леки

ПП панел за автомобилна врата:

Формула: ПП смола + 20% забавител на горенето с разширение + 10% талк на прах + 0,3% антиоксидант;

Ефект: UL94 V-0 клас, степен на задържане на ударна якост 80%, леко тегло и ниско съдържание на дим, в съответствие със стандартите за безопасност на автомобилния интериор.

компютър/ABS броня за кола:

Формула: компютър/ABS сплав + 15% безхалогенен фосфорен забавител на горенето + 0,5% съвместимост;

Ефект: UL94 V-0 клас, добра устойчивост на удар, без отделяне на токсични газове по време на горене, подходящ за външни пожарогасителни нужди на автомобили.

4. Пластмаса за проводници и кабели: огнеупорна + устойчива на температура

Специалист по икономически въпроси огнеупорна обвивка от тел:

Формула: Специалист по икономически въпроси смола + 25% магнезиев хидроксид + 8% азотно-фосфорно съединение, забавящо горенето + 0,2% антиоксидант;

Ефект: Тестът за пакетно горене отговаря на стандарта, с кислороден индекс ≥ 30% и температурна устойчивост 70 ℃, подходящ за битови и промишлени инсталации.

ПВЦ огнеупорен кабелен материал:

Формула: ПВЦ смола + 15% хлориран парафин + 5% антимонов триоксид + 2% калциево-цинков стабилизатор;

Ефект: Огнеупорен клас B, висока механична якост, ниска цена, широко използван в кабели за ниско напрежение.

4. Предизвикателства пред приложението и тенденции в развитието

1. Съществуващи предизвикателства

Високото добавяне на безхалогенни забавители на горенето може лесно да доведе до намаляване на механичните свойства на пластмасите;

Някои забавители на горенето (като халогенирани съединения) са недостатъчно екологични и са ограничени на пазари като Европейския съюз;

Балансът между забавяне на горенето и обработваемост е труден и някои забавители на горенето влияят на течливостта на пластмасовите стопилки.

2. Тенденции в развитието

Ефективно безхалогенно производство: Разработване на наноразмерни, безхалогенни съставни забавители на горенето, намаляване на количеството на добавяните вещества (от 20% до под 10%) и балансиране на производителността и опазването на околната среда;

Многофункционална интеграция: Разработване на огнеупорни + антиоксидантни + устойчиви на атмосферни влияния композитни добавки, опростяване на формули, като например огнеупорни, интегрирани добавки за потискане на дима;

Био-базирани забавители на горенето: направени от растителни екстракти като нишесте и лигнинови производни, нетоксични и биоразградими, подходящи за екологично чисти пластмасови продукти;

Реактивно подобрение: Разработване на високоактивни реактивни забавители на горенето, за да се подобри стабилността им на свързване с пластмаси и да се адаптират към висококачествени инженерни пластмаси.

5. Резюме: Забавители на горенето - защитната стена за безопасност на пластмасите

От противопожарната защита на електронните устройства, през изискванията за забавяне на горенето на строителните материали, до стандартите за безопасност на автомобилните интериори, забавителите на горенето блокират горенето от множество измерения, изграждайки солидна защитна линия за безопасната употреба на пластмасови изделия. Те са не само добавка за безопасност, но и директно определят границите на приложение на пластмасовите изделия (като например сценарии с висок риск в електрониката, автомобилите, строителството и др.). В бъдеще, с пробивите в безхалогенните, високоефективни и зелени технологии, забавителите на горенето ще насърчат допълнително развитието на пластмасовата индустрия към безопасност, опазване на околната среда и висок клас, осигурявайки подкрепа за безопасност за повече приложения на пластмаси в различни сценарии.