Типы огнезащитных материалов и их механизмы: технический глубокий анализ
Создано 12.11
Пламяугасители используются во многих вещах, таких как электроника, строительные материалы, автомобили и продукты, которые мы используем каждый день. Правила пожарной безопасности становятся все строже по всему миру. Поэтому инженерам необходимо действительно знать, как работают различные пламяугасители. Таким образом, они могут выбрать те, которые действительно делают вещи безопаснее, не вызывая других проблем.
Эта статья даст вам представление о типах огнезащитных материалов и о том, как они выполняют свои функции. Мы сосредоточимся на методах, а не просто на перечислении фактов.
Почему огнезащитные вещества и безопасность при пожаре имеют большее значение, чем когда-либо прежде
Одним из самых больших недостатков органических полимеров является их склонность к воспламенению. Материалы, которые используются повсеместно — полипропилен, полиэтилен, нейлон и подобные пластики — могут загореться с удивительной легкостью. Как только они начинают гореть, они, как правило, выделяют большое количество тепла, густой дым и вредные газы. Эти побочные продукты часто являются причиной самых серьезных травм и смертей во время пожара, а не сами пламя.
Без правильного огнезащитного материала многие пластики, которые мы используем каждый день, не прошли бы сегодняшние проверки безопасности, такие какUL94 V-0 рейтинги. Вещи такие как:
- Компоненты электромобилей и зарядное оборудование
- Кабели питания и передачи данных высокой скорости
- Корпуса для электроники и адаптеров
- Строительные панели и теплоизоляционные материалы
- Внутренние части в автобусах, поездах и самолетах
Эти не прошли бы огневые испытания.
Пламя замедлители останавливают пожары, изменяя способ горения материалов. Хорошая система для определенного пластика может:
- Сделайте так, чтобы огонь было труднее разжечь.
- Замедлите, как быстро растет огонь. Это очень полезно.
- Остановите распространение огня по поверхностям.
- Сделайте меньше дыма, чтобы людям было легче выбраться и не вдыхать вредные вещества.
- Повышение количества кислорода, необходимого для продолжения горения.
- Держите вещи от быстрого разрушения, давая людям больше времени, чтобы выбраться.
Но важно понимать, что каждый пластик горит по-разному и по-разному реагирует на огнезащитные средства. Выбор правильного огнезащитного средства требует глубокого понимания того, как работают химические вещества, хорошо ли они смешиваются с пластиком и каковы текущие правила.
Основные типы и механизмы огнезащитных материалов
Пламя замедлители группируются по тому, из чего они сделаны, и как они останавливают огонь, либо в воздухе, либо на самом материале. Вот простое разделение основных видов:
1. Галогенированные огнеупорные вещества (Бром и Хлор)
Эти известны тем, что хорошо работают даже при небольшом использовании, что помогает снизить затраты и поддерживать материал в рабочем состоянии.
Вот как они работают:
Они в основном работают в воздухе. Когда они горят, они разлагаются и высвобождают галогенные радикалы (такие как бром или хлор). Эти радикалы останавливают высокоэнергетические свободные радикалы (OH• и H•), которые поддерживают горение. Когда этот цикл останавливается, огонь не может продолжать гореть.
Положительные моменты:
- Действительно хорошо останавливает пламя.
- Отлично подходит для пластиков, которые должны соответствовать строгим правилам безопасности (UL94 V-0), и вам часто не нужно много.
- Хорошо для тонких частей, где вы не можете добавить много наполнителя.
Недостатки:
- Может выделять дым и газы, которые разъедают вещи (газы водородных галогенидов) при горении.
- Некоторые старые типы ограничиваются (REACH, RoHS и WEEE), потому что люди беспокоятся об окружающей среде.
Общие применения: Корпусы из АБС, соединители и электроника, где важно использовать небольшие количества.
2. Фосфорсодержащие огнезащитные средства
Эта группа довольно разнообразна, включая жидкие органофосфаты и фосфонаты, а также твердые соли меламина и металлофосфинаты.
Как они работают:
Они в основном работают с самим материалом. При нагревании они реагируют и образуют структуру полифосфорной кислоты (ППК). Эта ППК помогает высушить полимер на поверхности, так что она образует стабильный, богатый углеродом слой вместо того, чтобы превращаться в горючие газы.
Полученный углерод действует как щит, удерживая тепло подальше от материала и блокируя кислород и горючие газы. Некоторые органофосфаты, такие как триарилфосфаты, также могут работать в воздухе, высвобождая радикалы фосфора, добавляя еще больше защиты.
Почему инженеры их любят:
- Они обычно не содержат галогенов, что хорошо для соблюдения современных экологических норм.
- В целом менее токсичны и производят меньше дыма, чем галогенированные варианты.
- Хорошо для электрических материалов, часто предлагая хорошие электрические свойства.
Ограничения:
- Некоторые типы жидкостей могут смягчать полимер.
- Могут быть чувствительны к тому, как они обрабатываются, или к влаге для некоторых полимеров.
- Возможно, потребуется антиоксидант, чтобы предотвратить разложение полимера во время обработки при высокой температуре.
Использует: провода и кабели, смеси PC/ABS, гибкий полиуретановый пенопласт и термореактивные смолы.
3. Огнеупорные вещества на основе азота
Эти вещества, такие как циануровая кислота меламина, полифосфат меламина и бор меламина, редко используются в одиночку, но отлично проявляют себя благодаря синергетическому эффекту, особенно с фосфором.
Как они работают:
Они в основном выделяют инертные газы и охлаждают материал. Эти газы уменьшают количество горючих газов и кислорода в пламени, повышая LOI. При воздействии огня эти соединения быстро разлагаются и выделяют негорючие газы, в основном азот (N) и аммиак (NH). Процесс разложения охлаждает предметы. Они являются ключевыми в системах вспененного угля, работая с PPA из фосфора для создания прочного, вспененного защитного слоя.
Хорошие моменты:
- Нет галогенов.
- Отличная синергетическая эффективность при использовании с фосфором.
- Помогите уменьшить дым.
Плохие моменты:
- Может потребоваться большое количество при использовании в одиночку в некоторых полимерах.
- Некоторые соли могут быть чувствительны к влаге или влиять на форму детали.
Использует: полипропилен, покрытия, гибкие пены и вспененные системы.
4. Минеральные огнезащитные вещества (ATH и MDH)
Минеральные гидраты, такие как тригидрат алюминия (ATH) и диоксид магния (MDH), обычно используются в проводах и кабелях, потому что они очень безопасны.
Как они работают:
Эти вещества охлаждаются путем разложения и физического разбавления. При нагревании (около 200℃ для ATH и 330℃ для MDH) они поглощают тепло и выделяют водяной пар. Короче говоря, гидроксид алюминия или гидроксид магния поглощает тепло и разлагается на металлический оксид и водяной пар.
Преимущества:
- Нетоксичный и безгалогенный.
- Отлично снижает дым.
- Стабильный в полиолефинах и резине.
Недостатки:
- Нужны большие количества (40–65% по весу) для работы.
- Это может повлиять на прочность, гибкость и то, насколько легко обрабатывать полимер, если его не обработать.
Приложения: Оболочка кабелей с низким дымовыделением и нулевым содержанием галогенов, строительные материалы и резина.
Механистическая химия в конденсированной и газовой фазах
Тип огнезащитного материала | Первичная фаза действия | Первичный механизм | Влияние на огненный треугольник |
Галогенированные FRs | Газовая фаза | Радикальное закаливание | Прерывает химическую реакцию |
Минеральные гидраты | Конденсированная фаза (начальная) | Эндотермическое охлаждение | Снижает температуру (тепло) |
Фосфор/IFR | Сжиженная фаза | Формирование символов | Удаляет источник топлива (путем его затвердевания) |
Азотосодержащий | Газовая фаза (вторичная) | Разбавление газов | Снижает концентрацию кислорода и топлива |
Лучшие огнезащитные материалы работают сразу несколькими способами. Например, вы можете смешать что-то, что создает защитный слой, с чем-то, что останавливает распространение огня. Эта смесь работает гораздо лучше, чем использование каждого материала по отдельности.
Основываясь на этом принципе многофазной защиты, наша собственнаяFR3025иFR3040решения используют эту точную синергетическую химию. Эти передовые системы азота и фосфора разработаны для доминирования как в конденсированной фазе — формируя плотный, стабильный вспененный угольный барьер, так и в газовой фазе — выделяя инертные газы для разбавления топлива.Свяжитесь с намисегодня, если вам нужны такие продукты на основе N-P, обладающие огнезащитными свойствами.
Часто задаваемые вопросы
Какой вид огнеупорного материала используется больше всего в мире?
Минеральные огнезащитные материалы (ATH и MDH) выигрывают, потому что они не стоят слишком дорого, не содержат галогенов и хорошо останавливают дым. Это особенно верно для проводов и кабелей.
2. Какие огнезащитные средства лучше всего для планеты?
Фосфорные, азотные и минеральные огнезащитные вещества (называемые негалогенными системами) отлично подходят, если вы хотите быть экологически чистыми и соответствовать зеленым стандартам.
3. Можем ли мы все еще использовать галогенированные огнезащитные вещества в новых материалах?
Да, но люди внимательно следят за этим. Правила, такие как RoHS, REACH и WEEE, ограничили некоторые из долговечных видов. Из-за этого отрасль разрабатывает лучшие галогенированные варианты, которые не так легко выделяются или накапливаются в живых организмах.
4. Какой огнезащитный состав лучше всего подходит для полипропилена (ПП)?
Интумесцентные огнезащитные средства (IFR) обычно лучше всего работают для ПП. Они помогают ему получить рейтинг UL 94 V-0 и поддерживать достойный баланс прочности, лучше, чем минеральные гидраты.
5. Как огнеупорные вещества изменяют прочность пластиков?
Это зависит от огнезащитного материала. Если вы добавите много наполнителя (40% или более), как в случае с минеральными огнезащитными материалами, пластик не будет так хорошо сгибаться и не будет так хорошо воспринимать удары. Но жидкие или малые количества фосфорных огнезащитных материалов обычно сохраняют хороший баланс прочности, хотя они могут изменить то, как пластик справляется с теплом.
Ведущий производитель инновационных химических добавок, приверженный безопасности, производительности и экологической ответственности.
Быстрые ссылки
Быстрые ссылки
Продукты
Продукты
Связаться с нами
Связаться с нами
Комната 602, № 329, Средняя дорога Лунси, район Ливань, город Гуанчжоу, провинция Гуандун
+86 18122315289
020-81635785
+86 133 1615 4755
+86 181 2231 5289
© 2025 GangDong Favorchem. Все права защищены.
Русский
WhatsApp