Будучи безгалогенним, низьким димом, низькою токсичністю та екологічно безпечною вогнезахисною технологією,Вогнезахисна система, що спалахує(IFR) широко використовується в галузі полімерних матеріалів, таких як поліолефіни (PP/PE), термопластичні еластомери, епоксидні герметики, покриття, поліуретани, оболонки кабелів тощо. Це основний вибір відповідно до глобальних зелених правил вогнестійкості (RoHS, REACH, UL, IEC) завдяки його вогнезахисному механізму теплового розширення в вуглець і утворення теплоізоляційний і кисневий ізоляційний твердий вуглецевий шар.
Однак у практичних робочих умовах, таких як висока вологість, занурення у воду, дощ, конденсація та підземне/підводне обслуговування, звичайне розширеннявогнезахиснийсистеми зазвичай страждають від фатальних проблем, таких як міграція розчинності у воді, поглинання вологи та збільшення ваги, поглинання та руйнування води вуглецевого шару, зниження рейтингу вогнестійкості, погіршення характеристик ізоляції та погіршення механічних характеристик, що безпосередньо призводить до вогнезахисної несправності матеріалів у довгостроковому вологому та гарячому середовищі, утилізації компонентів та підвищених ризиків безпеки. Таким чином, водонепроникність стала основним показником для вимірювання того, чи здатна вогнезахисна система довгостроково надійно працювати на відкритому повітрі, під водою та в середовищах з високою вологістю.
Типова вогнезахисна система розширення складається з трьох частин: джерело кислоти, джерело вуглецю та джерело газу. При нагріванні відбувається синергетична реакція для досягнення вогнестійкості:
1. Джерело кислоти (каталізатор дегідратації):переважно сполуки, що містять фосфор, розкладають і вивільняють неорганічні кислоти/речовини фосфорної кислоти при високих температурах, каталізують дегідратацію субстрату та джерела вуглецю у вуглець;
2. Джерело вуглецю (агент карбонізації):багатогідроксивуглецеві сполуки, які швидко утворюють безперервний і щільний тривимірний вуглецевий скелет під дією кислотного каталізу;
3. Джерело газу (піноутворювач):Розкладання при високій температурі вивільняє негорючі гази, такі як NH3, N₂, H₂ O, які спричиняють розширення та спінювання вуглецевого шару, утворюючи пористу теплоізоляцію та розширений вуглецевий шар, що захищає від кисню.
Цей вуглецевий шар може блокувати передачу тепла, ізолювати дифузію кисню, пригнічувати краплі, зменшувати виділення диму та досягати високих рівнів вогнестійкості, таких як V-0 і 5VA.
Звичайний IFR має низьку водонепроникність, що в основному пов’язано з високою полярністю компонентів, сильною розчинністю у воді, слабким міжфазним зв’язком і незворотним пошкодженням під дією води/вологи.
1. Водорозчинне осадження компонентів малих молекул:Традиційні компоненти, такі як меламін, пентаеритрит іполіфосфат амонію(звичайні АРР) мають високу розчинність у воді, і після тривалого занурення у воду вони мігрують і розчиняються до поверхні матеріалу, викликаючи дисбаланс у співвідношенні компонентів вогнезахисної системи та втрачаючи їх синергетичний ефект;
2. Набухання та руйнування спіненого вуглецевого шару:Вуглецевий шар, який утворюється в результаті спалювання, містить гідрофільні групи. При контакті з водою пори вбирають воду, структура розм'якшується і руйнується, втрачаючи тепло- і киснево-ізоляційну здатність, значно зростає ризик повторного займання;
3. Роз'єднання інтерфейсу матриці:Антипірени утворюють водяні проміжки на поверхні розділу матриці наповнювача після поглинання води, знижуючи такі механічні властивості, як міцність на розрив, подовження при розриві та модуль пружності при вигині, одночасно покращуючи діелектричні втрати та знижуючи опір ізоляції;
4. Відбілювання поверхневих опадів та глазурування:Водорозчинні вогнезахисні речовини мігрують на поверхню виробу, спричиняючи дефекти зовнішнього вигляду, зниження адгезії покриття, поганий електричний контакт та інші проблеми, що безпосередньо призводять до поломки виробу в галузі електроніки, кабелів і зовнішніх будівельних матеріалів.
Диференційований вибір на основі умов роботи з урахуванням вимог основних глобальних ринків терміналів:
-Характеристики умов праці: тривалий вплив сонячних променів і дощу, висока і низька температура вологості, вимоги до високовольтної ізоляції;
- Вимоги до вибору: надзвичайно водостійка мікрокапсула, інкапсульована IFR, ступінь полімеризації APP ≥ 2000, реактивний вуглецевий агент, відсутність осаду після 72 годин занурення, UL94 V-0 утримування, питомий об’ємний опір ≥ 10 ¹⁶Ω· см, низький вміст диму без галогенів (LSFH).
-Характеристики умов роботи: висока вологість, конденсат, контакт з теплоносієм, термічний удар;
- Вимоги до вибору: вологостійкий міграційний тип IFR, відмінна сумісність з матрицею PP/TPU, відсутність інею або вогнестійкість після тривалого старіння при 125 ℃ і циклів конденсації.
-Характеристики умов праці: тривале занурення, висока вологість, мікробне середовище;
- Вимоги до вибору: водостійка та вогнезахисна система, хороші плівкоутворювальні властивості зі смолою, покриття не відшаровується після замочування, вуглецевий шар не гідролізується та відповідає сертифікації протипожежного захисту A-level/UL.
-Характеристики умов праці: висока вологість, конденсація, суворі вимоги до електроізоляції;
- Вимоги до вибору: низька міграція іонів, водостійкий IFR, надзвичайно низька розчинність у воді, відсутність погіршення ізоляції після занурення у воду, уникнення ризику витоку та короткого замикання.
1. Помилка 1:Зосередьтеся лише на початковому рейтингу вогнестійкості та ігноруйте рівень збереження після вологих і гарячих умов
Початковий V-0 не дорівнює довгостроковій надійності, а зниження вогнестійкості після занурення є найпоширенішим видом несправності для виробів, що працюють на відкритому повітрі/високій вологості.
2. Помилка 2:Вважаючи, що чим більша кількість додається, тим краща водостійкість
Надмірне додавання зменшить сумісність матриці і натомість посилить міжфазне поглинання та міграцію води. Необхідно знайти оптимальне співвідношення між вогнезахисною ефективністю та водонепроникністю.
3. Помилка 3:Звичайні програми можна легко модифікувати відповідно до вимог водонепроникності
Навіть з модифікацією поверхні низькомолекулярний АРР все одно повільно поглинає вологу та гідролізується в довготривалих вологих і жарких умовах. Таким чином, слід прийняти подвійний технологічний шлях високої полімеризації та інкапсуляції мікрокапсул.
4. Помилка 4:Нехтування вимогами до електричних характеристик і зовнішнього вигляду
У сфері електроніки та зовнішнього вигляду компонентів міграція антипіренів може призвести до відбілювання поверхні та поганого контакту, тому слід вибрати водонепроникний IFR з нульовим опадом.
На тлі стрімко зростаючого попиту на виробництво високого класу та зовнішніх, підводних умов і умов високої вологості в усьому світі, водостійкість більше не є додатковим бонусом, а необхідним порогом для виходу вогнезахисних систем на ринок високого класу. Науковий вибір водонепроникних вогнезахисних систем розширення має бути всебічно оцінений за п’ятьма вимірами: конструкція компонентів, випробування на водостійкість опадів, ступінь збереження вогнезахисних/механічних/електричних властивостей після старіння у вологому теплі, відповідність сценарію та робочих умов, а також глобальна нормативна відповідність, а не покладатися виключно на початкові дані про вогнезахисні властивості.
Для компаній, що займаються виробництвом матеріалів, і виробників кінцевої продукції вибір професійної водонепроникної вогнезахисної системи може значно підвищити довгострокову надійність і рівень безпеки продукції на швидкозростаючих глобальних ринках, таких як нова енергетика, зовнішня інфраструктура, автомобілі та комунікаційна електроніка, зменшити ризики відмови та посилити міжнародну конкурентоспроможність бренду. У майбутньому висока водостійкість, низька міграція, вільна від галогенів та ефективна вогнезахисна технологія стане основним напрямком розвитку та основним конкурентоспроможним напрямком у світовій галузі зелених вогнезахисних матеріалів.
