Электрический корпус из АБС-пластика. Высокотемпературный сценарий. Огнестойкое решение.

Электрический корпус из АБС-пластика. Высокотемпературный сценарий. Огнестойкое решение.

I. Четыре стадии сгорания АБС-пластика

1. Этап нагрева

Когда электрический корпус ABS подвергается воздействию высоких температур, он начинает поглощать тепло. Тепло передается снаружи внутрь материала, постепенно усиливая тепловое движение молекул АБС-пластика. На этом этапе физическое состояние АБС-пластика постепенно меняется, например, он становится мягким и начинает плавиться, но никаких химических изменений не происходит и не образуются новые вещества.

2. Стадия термического разложения.

Поскольку температура продолжает расти и достигает температуры термического разложения АБС-пластика, его молекулярные цепи начинают разрываться. АБС, состоящий из акрилонитрил-бутадиен-стирола, при термическом разложении выделяет различные летучие горючие газы, такие как бензол, этилен и акрилонитрил. Эти горючие газы обеспечивают материальную основу для последующего сгорания.

3. Этап зажигания

Горючие газы, образующиеся в результате термического разложения, смешиваются с кислородом окружающего воздуха. Когда смесь достигает определенной концентрации и встречает достаточно энергичный источник воспламенения (например, электрическую искру внутри прибора) или температуру самовоспламенения горючего газа, она воспламеняется, образуя пламя и отмечая официальное начало процесса горения. На этом этапе, хотя пожар относительно невелик, если его не контролировать, он будет быстро расти.

4. Стадия горения.

После воспламенения реакция горения распространяется быстро. Тепло, выделяемое при горении, дополнительно способствует термическому разложению АБС-пластика, постоянно выделяя больше горючих газов для поддержания и интенсификации горения. В то же время при горении образуется большое количество дыма и токсичных газов, таких как угарный газ и цианистый водород. Они не только представляют серьезную угрозу здоровью людей, но и затрудняют эвакуацию персонала и проведение спасательных работ при пожаре.

II. Анализ конкретного случая электрического пожара

Настольный компьютер в офисе внезапно задымился и загорелся во время обычного использования. Компьютер был старый, а внутренний охлаждающий вентилятор сильно запылен, что значительно снижало эффективность охлаждения. Тепло, выделяющееся во время работы, не могло быть рассеяно вовремя, в результате чего пластиковый корпус хост-компьютера долгое время находился в высокотемпературной среде.

Анализ причин:

• Аспект материала: Из-за факторов контроля затрат корпус компьютера из АБС-пластика может не соответствовать высоким стандартам огнестойкости во время производства. Альтернативно, огнезащитный состав может постепенно выходить из строя с течением времени и при высоких температурах, что значительно снижает огнезащитные свойства материала.

• Проблема с охлаждением. Пыльный охлаждающий вентилятор приводил к плохому охлаждению, что приводило к накоплению тепла внутри компьютера и локальному перегреву корпуса ABS. Это ускорило термическое разложение и привело к образованию большого количества горючего газа.

• Фактор зажигания: сложная внутренняя схема компьютера могла генерировать крошечные искры во время работы. Когда концентрация горючего газа в результате термического разложения достигала определенного уровня, он воспламенялся при появлении искры, вызывая пожар.

III. Анализ экономически эффективного решения по огнестойкости YINSU

1. Оптимизация огнезащитной системы

• Выбор основного антипирена: выберите новый и эффективный составной антипирен на основе брома и фосфора в качестве основного антипирена. Это сочетает в себе огнезащитные преимущества огнезащитных средств на основе брома в газовой фазе (эффективно улавливающие свободные радикалы) с огнезащитными преимуществами огнезащитных средств на основе фосфора в конденсированной фазе (способствующих образованию углеродного слоя). Например, определенное бромированное соединение фосфора при высоких температурах разлагается с образованием бромсодержащих свободных радикалов, которые прерывают цепную реакцию горения, захватывая активные свободные радикалы. Фосфорный элемент способствует обезвоживанию и карбонизации поверхности АБС-пластика, образуя плотный углеродный слой, блокирующий кислород и теплообмен. Количество добавки можно контролировать на уровне 8–12% (массовая доля). По сравнению с традиционными антипиренами, их использование можно сократить на 20–30 % для достижения того же огнезащитного эффекта, тем самым снижая затраты.

• Вспомогательный антипирен: смешайте с небольшим количеством антипирена на основе азота, такого как цианурат меламина (MCA). МКА разлагается при высоких температурах с образованием негорючих газов, таких как азот, разбавляя концентрацию горючих газов и усиливая огнезащитный эффект за счет синергии с основным антипиреном. MCA также обладает хорошей термической стабильностью и совместимостью с ABS с минимальным влиянием на физические свойства материала. Его количество добавления обычно составляет 2–5% (массовая доля).

2. Совершенствование технологии обработки

• Точный контроль температуры: во время литья под давлением используйте современное оборудование для контроля температуры, чтобы точно контролировать ключевые параметры, такие как температура цилиндра и температура пресс-формы. Для материалов ABS, содержащих новый огнезащитный состав, установите температуру ствола на уровне 205–215 ℃ спереди, 215–225 ℃ в середине и 195–205 ℃ сзади. Поддерживайте температуру формы 45–55 ℃. Это обеспечивает стабильность антипирена, предотвращает разложение из-за чрезмерных температур и обеспечивает правильную пластификацию АБС-пластика для улучшения качества продукции. Оптимизация контроля температуры может снизить процент брака на 10–15 %, что снижает производственные затраты.

• Оптимизация смешивания и диспергирования: используйте комбинацию высокоскоростного перемешивания и двухшнековой экструзии, чтобы обеспечить равномерное диспергирование антипирена в АБС-смоле. Во время высокоскоростного перемешивания антипирен сначала смешивается со смолой АБС, равномерно распределяя частицы антипирена по поверхности частиц смолы. Затем сильные сдвиговые и перемешивающие воздействия двухшнекового экструдера дополнительно измельчают частицы огнезащитного материала и образуют стабильную дисперсионную фазу в матрице смолы. Хорошая дисперсия позволяет антипирену действовать эффективно, позволяя материалу соответствовать стандарту UL94V0 при меньшем использовании и одновременно улучшая стабильность характеристик.

3. Термическая и структурная оптимизация.

• Улучшенная конструкция рассеивания тепла: перепроектируйте структуру рассеивания тепла электрического корпуса, например, увеличив количество и высоту ребер рассеивания тепла на корпусе хост-компьютера, а также оптимизировав расположение и размер отверстий для охлаждения. Используйте программное обеспечение для моделирования, чтобы проанализировать направление воздушного потока для более рационального распределения охлаждающих отверстий и повышения эффективности рассеивания тепла. Улучшенная структура может снизить температуру поверхности корпуса из АБС-пластика на 10–15 ℃, эффективно замедляя термическое разложение и снижая риск возгорания. Дополнительные затраты на оптимизацию конструкции отвода тепла относительно невелики, около 3–5% от общей стоимости изделия, но значительно повышают безопасность и надежность.

• Повышенная огнестойкость конструкции: установите внутри устройства противопожарный слой, например тонкий слой огнестойкого войлока из керамического волокна, между печатной платой и корпусом из АБС-пластика. Обладая превосходными теплоизоляционными и огнестойкими свойствами, этот войлок эффективно блокирует передачу тепла к корпусу из АБС-пластика и замедляет распространение огня в случае пожара, предоставляя больше времени для эвакуации персонала и тушения пожара. Огнестойкий войлок из керамического волокна недорог, прост в установке и оказывает минимальное влияние на общую стоимость продукта (около 2–3%), но при этом значительно повышает пожаробезопасность.

Приняв экономичное огнестойкое решение YINSU, электрические корпуса из ABS могут соответствовать стандарту огнестойкости UL94V0 в условиях высоких температур, одновременно эффективно снижая производственные затраты и повышая конкурентоспособность на рынке. Это решение предотвращает опасность электрического пожара с нескольких сторон. Антипирены АБС компании YINSU, в том числе галогенные АБС-ХТ-22М и безгалогенные АБС-П-22М . Добро пожаловать, чтобы узнать более подробную информацию.