Как безгалогеновый армированный ПБТ с огнезащитным составом может улучшить характеристики проволоки для нагара?
Материалы ПБТ представляют собой кристаллические термопластичные смолы с превосходными механическими свойствами, превосходной термо- и химической стойкостью, а также сильной электроизоляцией, которые могут широко использоваться в различных электронных и электротехнических изделиях, таких как автомобильные разъемы, компьютеры, вилки переменного/постоянного тока и катушки трансформаторов. Однако в области электронных и электроприборов часто требуется, чтобы материалы соответствовали определенным оценкам огнестойкости. Согласно анализу причин электрических пожаров в последние годы, а провода и другие металлы, находящиеся в прямом контакте с пластиком из-за перегрузки или короткого замыкания металлического провода, а также большого количества экзотермического возгорания, являются основной причиной пожаров, поэтому Международная электротехническая комиссия (МЭК) по необслуживаемым приборам для разработки огнестойких требований к испытаниям на горящую проволоку, текущая национальная сертификация бытовых электроприборов 3C для необслуживаемых приборов для токоведущих частей из изоляционного материала Также обязательные требования к выполнению работ по сжиганию проволоки связаны. Действующая национальная сертификация бытовой техники 3C также в обязательном порядке требует наличия горящей проволоки для токоведущих компонентов изоляционного материала необслуживаемых приборов. В настоящее время внутренние требования к огнестойкому армированному ПБТ UL94-V0 стали более зрелыми. Традиционный способ соединения стекловолокна (GF) + галогеновый антипирен + триоксид сурьмы. Но эта система не может соответствовать GWIT, то есть требованию отсутствия возгорания в течение всего процесса в течение 30 секунд после применения раскаленной проволоки. Далее мы проанализируем влияние BPS⁃Sb, безгалогенного антипирена и составного антипирена на механические свойства армированного ПБТ и нагарной проволоки.
I. Влияние содержания БПС-Сб на механические и противонагарные свойства армированных ПБТ.
В таблице 1 показаны составы армированного ПБТ с различным содержанием BPS-Sb, а в таблице 2 сравниваются механические и огнезащитные свойства армированных ПБТ с содержанием GF 30% и различным содержанием антипирена BPS-Sb. Можно видеть, что с увеличением доли огнезащитной добавки система индекса горения проволоки GWFI и рейтинга вертикального горения UL 94 продолжает улучшаться, что указывает на то, что огнезащитная система BPS-Sb справляется с индексом горения проволоки GWFI и UL 94, этот вид испытания на прямое горение огнезащитного эффекта более эффективен, это потому, что GWFI и такой же, как UL 94, регистрируются в случае вывода внешний источник тепла автономной системы. Это связано с тем, что, как и UL 94, GWFI фиксирует процесс тушения системы при удалении внешнего источника тепла.
В испытании ГВИТ с увеличением огнезащитного состава БПС-Сб ГВИТ не улучшается, сравнивая формулу 1 без антипирена, мы обнаружили, что простая галогенная огнезащитная система оказывает негативное влияние на ГВИТ, это связано с тем, что запись ГВИТ - это процесс внешнего источника тепла, вся система бромированного полистирола является наиболее термически нестабильным существом. Полистирол имеет наихудшую термическую стабильность, температура начала разложения подложки из ПБТ составляет около 380 ℃, в то время как температура начала разложения бромированного полистирола составляет всего 310 ~ 330 ℃, наличие антипиренов для ускорения разложения системы, продукты разложения представляют собой в основном небольшие молекулы материала с низкой температурой вспышки, так что система имеет гораздо более низкую температуру из-за воспламенения проволоки.
II. Влияние различных безгалогенных антипиренов на механические свойства и свойства против нагара армированных ПБТ
В таблице 3 представлены армированные составы ПБТ с различными безгалогенными антипиреновыми системами, а в таблице 4 сравниваются механические свойства и огнезащитные свойства армированного ПБТ с содержанием стекловолокна 30% и различными безгалогенными антипиренами, причем из таблицы видно, что степень ухудшения механических свойств системы материалов безгалогенными антипиренами АДФ/МСА/МПП больше, чем у Антипирен БПС-Сб, что связано с тем, что безгалогенный антипирен представляет собой низкомолекулярный цвиттер-ионный полимер, эквивалентный наполнителю в системе, что приводит к серьезной потере механических свойств. Это связано с тем, что негалогенированные антипирены представляют собой в основном низкомолекулярные цвиттер-ионные полимеры с плохой совместимостью с матричной смолой, которые эквивалентны наполнителям в системе, что приводит к серьезной потере механических свойств, в то время как бромированный полистирол представляет собой высокомолекулярную смолу с хорошей совместимостью с системой, и общие механические свойства поддерживаются на высоком уровне.
Благодаря поверхностно-активационной обработке совместимость KCP с матричной смолой значительно улучшается по сравнению с обычными безгалогенными антипиренами, что делает механические свойства сравнимыми с бромированной полистироловой системой. Результаты испытаний на огнестойкость, приведенные в таблице 4, показывают, что огнезащитный эффект отдельной безгалогенной огнезащитной системы в целом, температура воспламенения горящей проволоки только с содержанием 20% ADP достигла 775 ℃, в это время индекс горения горящей проволоки составляет всего 800 ℃, а необслуживаемые токоведущие части IEC60335-1 соответствуют требованиям к GWIT> 850 ℃, рейтинг вертикального горения материала по UL составляет только V-1, а рейтинг вертикального горения материала по UL. GWIT и GWFI армированного GF ПБТ с добавлением 20 частей MCA, KCP или MPP составляют всего 725°C и 750°C.
Можно определить, что ни антипиреновая система на основе бромида сурьмы, ни безгалогенная огнезащитная система, при использовании по отдельности, не могут удовлетворить соответствующие требования к горящей проволоке для токоведущих частей необслуживаемых электроприборов согласно IEC60335-1.
III. Влияние различных типов огнезащитных составов на механические свойства и свойства горючей проволоки армированных ПБТ
В Таблице 5 показаны составы усиленного ПБТ с различными типами антипиреновых композиций, а конструкция состава основана на составе 4 из Таблицы 1 с равным количеством безгалогенного антипиренового состава.
Как видно из Таблицы 6, введение безгалогенных антипиренов, не содержащих фосфора и азота, в чистую огнезащитную систему BPS-Sb, огнезащитные свойства материала были значительно улучшены, и все безгалогенные антипирены добавлены по 5 кг, материал достиг GWIT> 775 ℃, GWFI> 850 ℃. Среди них KCP даже достиг GWIT>825℃, что на 50℃ выше, чем 775℃, требуемая для поджига провода токоведущих частей необслуживаемых электроприборов в EC60335-1. Это показывает, что бром-азот, бром-фосфор, бром-азот-фосфор в системе произвели синергетический эффект антипирена, программа для испытания огнезащитной проволоки на горение для улучшения более очевидной. Среди них углеродообразующий безгалогеновый антипирен KCP лучше совместим с подложкой после обработки поверхности активацией, а углеродообразующий компонент имеет более низкую энергию активации, более высокую скорость запуска, а углеродный слой формируется в первую очередь в период предварительного горения, и углеродный слой более плотный, а углеродный слой покрывает поверхность сгоревшего материала, играя более очевидную роль в изоляции кислорода.
Регулируя соотношение БПС-Сб и негалогенированных антипиренов, наблюдали влияние изменения соотношения различных видов антипиренов на механические свойства системы и нагарной проволоки, схема которого представлена в таблице 7.
Из табл. 8 видно, что при фиксировании доли ККП на уровне 5 % уменьшение доли антипирена БПС-Сб приводит к снижению огнезащитных свойств материала и температуры поджига проволоки. Когда соотношение бромированного полистирола:триоксида сурьмы:KCP составляет 10:2:5, огнестойкость материала по UL 94 падает до V-1, при этом GWIT и GWFI всего при 750°C. При дальнейшем увеличении пропорции KCP для достижения соотношения бромированный полистирол: триоксид сурьмы: KCP 10:2:10 GWIT материала становится 775 ° C, GWFI достигает 960 ° C, а его рейтинг UL 94 составляет V-0, что соответствует требованиям к раскаленной проволоке для необслуживаемых компонентов, несущих электрический ток, в соответствии с IEC60335-1. На данный момент материал имеет низкое содержание галогенированных антипиренов, что обеспечивает высокую экономическую эффективность и сильное конкурентное преимущество на рынке.
IV Заключение
1. Одинарная бром-сурьмяная огнезащитная система или безгалогенная огнезащитная система из армированных материалов ПБТ не может соответствовать требованиям IEC60335-1 к необслуживаемым электрическим токоведущим частям соответствующих требований к горящей проволоке.
2. Используя синергетический эффект бром-азот-фосфор, соединение галоген-безгалогенной огнезащитной системы может эффективно улучшить температуру воспламенения и индекс горения армированного ПБТ, чтобы получить армированные ПБТ-материалы, которые соответствуют требованиям к горящей проволоке и огнестойкости необслуживаемых частей, несущих электрический ток, согласно IEC60335-1.
3. Добавление безгалогенных антипиренов оказывает большее влияние на механические свойства материала, а обработка поверхности безгалогенными антипиренами может улучшить его совместимость, тем самым снижая степень разрушения материала.
4. KCP может значительно сократить добавление антипирена брома и сурьмы при соблюдении требований UL 94-V0 для улучшения GWIT и GWFI и получения экономически эффективных и более конкурентоспособных армированных материалов из ПБТ.
Компания YINSU Flame Retardant занимается исследованиями и разработками антипиренов. Наш продукт ADP представляет собой превосходный безгалогенный антипирен, который можно использовать в безгалогенном армированном ПБТ для улучшения его характеристик при нагреве. Благодаря своим эффективным огнезащитным свойствам и хорошей совместимости с основной смолой, ADP помогает улучшить механические свойства и огнезащитные характеристики материала. Он играет важную роль в соблюдении строгих стандартов безопасности в электротехнической и электронной промышленности, обеспечивая надежное решение для безгалогенных огнезащитных материалов.
