Selectați limba 
Cu excepția câtorva tipuri de cauciuc sintetic, majoritatea produse din cauciuc sintetic , ca cauciuc natural , sunt materiale inflamabile sau combustibile . În industrii precum energie nouă, sisteme de baterii , și echipamente electronice , cerințe mai mari de ignifugare sunt impuse componentelefonor din cauciuc, în special pentru produse precum Tampoane pentru baterii şi Amortizoare de vibrații fără halogen ignifugă.
În prezent, principalele abordări tehnice pentru îmbunătățirea rezistența la flacără a produselor din cauciuc include:
Adăugând ignifuge sau umpluturi ignifuge
Modificarea amestecului cu materiale ignifuge
Prezentarea grupe funcționale ignifuge în timpul polimerizării
Creșterea densitatea de reticulare a produselor din cauciuc
Următoarele secțiuni oferă o scurtă clasificare și explicație a tehnologii ignifuge din cauciuc.
1. Tehnologii ignifuge pentru cauciucuri cu hidrocarburi
1.1 Caracteristicile cauciucurilor cu hidrocarburi
Cauciucuri cu hidrocarburi includ în principal:
NR (cauciuc natural)
SBR (cauciuc stiren-butadien)
BR (cauciuc butadien)
IIR (cauciuc butilic)
EPR / EPDM (cauciuc etilen propilen)
Deşi NBR (cauciuc nitrilic) nu este un cauciuc cu hidrocarburi tipic, ci metode de tratament ignifuge sunt similare și sunt de obicei discutate împreună în aplicațiile de inginerie.
Principalele caracteristici ale cauciucurilor cu hidrocarburi includ:
Index limitator de oxigen (LOI): aprox. 19–21
Temperatura de descompunere termică: 200–500°C
Rezistenta slaba la flacara si rezistenta la caldura
Generarea de cantitati mari de gaze inflamabile în timpul arderii
Prin urmare, atunci când este utilizat în Tampoane pentru baterii, tampoane de amortizare industriale , sau componente generale de izolare a vibrațiilor , modificarea ignifuge este esențială.
1.2 Metode uzuale de ignifugare pentru cauciucuri cu hidrocarburi
(1) Amestecare cu polimeri ignifugă
Prin amestecarea cauciucurilor cu hidrocarburi cu polimeri ignifugă, cum ar fi:
Clorura de polivinil (PVC)
Polietilenă clorurată (CPE)
Polietilenă clorosulfonată (CSM)
Etilen-acetat de vinil (EVA)
rezistența la flacără poate fi îmbunătățită într-o anumită măsură. În timpul amestecării, trebuie acordată o atenție deosebită:
Compatibilitatea materialelor
Proiectarea sistemului de co-reticulare
Această metodă este folosită în mod obișnuit pentru Tampoane structurale pentru baterii sau componente de amortizare fără elasticitate ridicată.
(2) Adăugarea de retardanți de flacără (abordare primară)
Adăugarea de ignifuge este cea mai importantă metodă de îmbunătățire a rezistenței la flacără a cauciucurilor cu hidrocarburi și poate fi îmbunătățită în continuare prin sisteme sinergice.
Ignifuge organice pe bază de halogen (soluții tradiționale):
Derivați de hexaclorociclopentadienă
Decabromodifenil eter
Parafină clorurată
Ignifuge anorganice sinergice:
Trioxid de antimoniu (Sb₂O₃) (utilizat în mod obișnuit)
Borat de zinc
Hidroxid de aluminiu
Clorura de amoniu
⚠ Note importante:
Ignifugenții pe bază de halogen nu trebuie să conțină halogeni liberi , altfel pot:
Echipamente de prelucrare a corodării și matrițe
Reduceți performanța izolației electrice
Afectează negativ rezistența la îmbătrânire
În energie nouă şi industriile electronice, Amortizoare de vibrații fără halogen ignifugă au devenit curentul principal, ceea ce duce la o preferință puternică pentru sisteme ignifuge fără halogeni.
(3) Adăugarea de umpluturi anorganice ignifuge
Umpluturile utilizate în mod obișnuit includ:
Carbonat de calciu
lut caolin
Talc
Silice precipitată
Hidroxid de aluminiu
Această metodă îmbunătățește rezistența la flacără prin:
Reducerea proporţiei de material organic combustibil
Folosind efect de descompunere endotermă de umpluturi
De exemplu:
Carbonat de calciu şi hidroxid de aluminiu absorb căldură semnificativă în timpul descompunerii
Cu toate acestea, trebuie acordată atenție faptului că:
Încărcarea excesivă a umpluturii reduce proprietăți mecanice
Nu este potrivit pentru de mare elasticitate sau componente de izolare a vibrațiilor cu amortizare ridicată
(4) Creșterea densității de reticulare a cauciucului
Studiile au arătat că:
Densitate de reticulare mai mare → Index de oxigen mai mare → Ignifugare îmbunătățită
Acest mecanism este probabil legat de creșterea temperaturii de descompunere termică.
Această abordare a fost aplicată cu succes în Sisteme de cauciuc EPDM si este potrivit pentru:
Tampoane pentru baterii utilizate în medii cu temperatură medie spre înaltă
Componente structurale din cauciuc ignifuge pentru amortizarea vibrațiilor
2. Caracteristicile ignifuge ale cauciucurilor halogenate
Cauciucuri halogenate conțin în mod inerent elemente halogen și prezintă de obicei:
Indice de oxigen: 28–45
Indice de oxigen FPM (cauciuc fluor) care depășește 65
Conținut mai mare de halogen → rezistență la flacără mai bună
Comportament de auto-stingere după îndepărtarea flăcării
Ca rezultat, tratamentul ignifug al cauciucurilor halogenate este relativ ușor, necesitând adesea doar o întărire minoră cu substanțe ignifuge.
⚠ Cu toate acestea, din cauza reglementările de mediu (ca RoHS şi AJUNGE ) și tendințele în noua industrie energetică, soluții fără halogeni sunt din ce în ce mai favorizate. Acesta este un motiv cheie pentru adoptarea pe scară largă a Amortizoare de vibrații fără halogen ignifugă.
3. Tehnologii ignifuge pentru cauciucuri cu heterolant
Cel mai reprezentativ cauciuc heterolanț este:
Cauciuc siliconic dimetil (VMQ)
Caracteristicile sale cheie includ:
Indicele de oxigen de aproximativ 25
Temperatura de descompunere termică până la 400–600°C
Stabilitate excelentă la temperatură ridicată
Mecanismele ignifuge ale cauciucului siliconic implică în principal:
În creștere temperatura de descompunere termica
Creșterea cantității de carbon rezidual după descompunere
Reducerea rata de generare a gazelor inflamabile
Ca urmare, cauciuc siliconic este utilizat pe scară largă în:
Tampoane pentru baterii de înaltă temperatură
Componente de amortizare ignifuge fără halogeni de ultimă generație
Componente tampon de protecție pentru echipamente electronice și noi pentru energie
Concluzie
Designul ignifug al produse din cauciuc trebuie luate în considerare în mod cuprinzător pe baza tip cauciuc, mediu de aplicație , și cerințele de reglementare.
Pentru aplicații precum:
Tampoane pentru baterii
Amortizoare de vibrații fără halogen ignifugă
se recomandă prioritizarea:
Sisteme ignifuge fără halogeni
Design adecvat al densității de reticulare
Soluții echilibrate între umpluturi ignifuge și performanță mecanică
Cu excepția câtorva tipuri de cauciuc sintetic, majoritatea produse din cauciuc sintetic , ca cauciuc natural , sunt materiale inflamabile sau combustibile.
