Oversikt over flammehemmende teknologier for gummiprodukter

Bortsett fra noen få typer syntetisk gummi, de fleste syntetiske gummiprodukter , liker naturgummi , er brennbare eller brennbare materialer . I bransjer som f.eks ny energi, batterisystemer , og elektronisk utstyr , stilles det høyere flammehemmende krav til gummikomponenter, spesielt for produkter som f.eks Batteriputer og Halogenfrie flammehemmende vibrasjonsdempere.

For tiden er de viktigste tekniske tilnærmingene for å forbedre flammehemming av gummiprodukter inkludere:

Legger til flammehemmere eller flammehemmende fyllstoffer

Blandingsmodifikasjon med flammehemmende materialer

Introduserer flammehemmende funksjonelle grupper under polymerisasjonen

Å øke tverrbindingstetthet av gummiprodukter

De følgende avsnittene gir en kort klassifisering og forklaring av flammehemmende gummiteknologier.

1. Flammehemmende teknologier for hydrokarbongummi

1.1 Karakteristikk av hydrokarbongummi

Hydrokarbongummi hovedsakelig inkludere:

NR (naturgummi)

SBR (styren-butadiengummi)

BR (butadiengummi)

IIR (butylgummi)

EPR / EPDM (etylenpropylengummi)

Skjønt NBR (Nitril Rubber) er ikke en typisk hydrokarbongummi, dens flammehemmende behandlingsmetoder er like og diskuteres vanligvis sammen i ingeniørapplikasjoner.

Hovedegenskapene til hydrokarbongummi inkluderer:

Limiting Oxygen Index (LOI): ca. 19–21

Termisk dekomponeringstemperatur: 200–500°C

Dårlig flammehemming og varmebestandighet

Generering av store mengder brennbare gasser under forbrenning

Derfor, når den brukes i Batteriputer, industrielle dempeputer , eller generelle vibrasjonsisolerende komponenter , flammehemmende modifikasjon er avgjørende.

1.2 Vanlige flammehemmende metoder for hydrokarbongummi

(1) Blanding med flammehemmende polymerer

Ved å blande hydrokarbongummi med flammehemmende polymerer som f.eks:

Polyvinylklorid (PVC)

Klorert polyetylen (CPE)

Klorsulfonert polyetylen (CSM)

Etylen-vinylacetat (EVA)

flammehemmingen kan forbedres til en viss grad. Under blanding må man være spesielt oppmerksom på:

Materialkompatibilitet

Ko-tverrbindende systemdesign

Denne metoden brukes ofte til strukturelle batteriputer eller ikke-høyelastisitetsdempende komponenter.

(2) Tilsetning av flammehemmere (primær tilnærming)

Tilsetningen av flammehemmere er den viktigste metoden for å forbedre flammehemmingen i hydrokarbongummi og kan forbedres ytterligere gjennom synergistiske systemer.

Organiske halogenbaserte flammehemmere (tradisjonelle løsninger):

Heksaklorcyklopentadienderivater

Dekabromdifenyleter

Klorparafin

Uorganiske synergistiske flammehemmere:

Antimontrioksid (Sb₂O₃) (ofte brukt)

Sinkborat

Aluminiumhydroksid

Ammoniumklorid

⚠ Viktige merknader:
Halogenbaserte flammehemmere må ikke inneholde gratis halogener , ellers kan de:

Korroderer prosessutstyr og former

Reduser yTelsen til elektrisk isolasjon

Påvirker aldringsmotstanden negativt

I ny energi og elektronikkindustri, Halogenfrie flammehemmende vibrasjonsdempere har blitt mainstream, noe som fører til en sterk preferanse for halogenfrie flammehemmende systemer.

(3) Tilsetning av flammehemmende uorganiske fyllstoffer

Vanlige fyllstoffer inkluderer:

Kalsiumkarbonat

Kaolin leire

Talkum

Utfelt silika

Aluminiumhydroksid

Denne metoden forbedrer flammehemming ved:

Redusere andelen av brennbart organisk materiale

Ved å bruke endoterm nedbrytningseffekt av fyllstoffer

For eksempel:

Kalsiumkarbonat og aluminiumhydroksid absorberer betydelig varme under nedbrytning

Det må imidlertid tas hensyn til det:

Overdreven fyllmasse reduserer mekaniske egenskaper

Ikke egnet for høy elastisitet eller høydempende vibrasjonsisolerende komponenter

(4) Økende gummikryssbindingstetthet

Studier har vist det:

Høyere tverrbindingstetthet → Høyere oksygenindeks → Forbedret flammehemming

Denne mekanismen er sannsynligvis relatert til økning i termisk dekomponeringstemperatur.

Denne tilnærmingen har blitt brukt med suksess i EPDM gummisystemer og passer til:

Batteriputer som brukes i miljøer med middels til høy temperatur

Strukturelle flammehemmende vibrasjonsdempende gummikomponenter

2. Flammehemmende egenskaper til halogenerte gummier

Halogenerte gummier inneholder iboende halogenelementer og viser vanligvis:

Oksygenindeks: 28–45

FPM (fluorrubber) oksygenindeks over 65

Høyere halogeninnhold → bedre flammehemming

Selvslukkende oppførsel etter fjerning av flamme

Som et resultat er flammehemmende behandling av halogenerte gummier relativt enkel, og krever ofte kun mindre forsterkning med flammehemmere.

⚠ Men pga miljøforskrifter (som f.eks RoHS og NÅ ) og trender i ny energiindustri, halogenfrie løsninger blir stadig mer favorisert. Dette er en sentral årsak til den utbredte bruken av Halogenfrie flammehemmende vibrasjonsdempere.

3. Flammehemmende teknologier for heterochain-gummi

Den mest representative heterokjedegummi er:

Dimetylsilikongummi (VMQ)

Dens viktigste egenskaper inkluderer:

Oksygenindeks på omtrent 25

Termisk dekomponeringstemperatur opp til 400–600°C

Utmerket stabilitet ved høye temperaturer

Flammehemmende mekanismer av silikongummi involverer hovedsakelig:

Økende termisk dekomponeringstemperatur

Øke mengden av rest forkull etter dekomponering

Å redusere generasjonshastighet av brennbare gasser

Som et resultat, silikongummi er mye brukt i:

Batteriputer med høy temperatur

Høykvalitets halogenfrie flammehemmende dempende komponenter

Beskyttende bufferkomponenter for elektronisk og nytt energiutstyr

Konklusjon

Den flammehemmende utformingen av gummiprodukter må vurderes helhetlig ut fra gummi type, applikasjonsmiljø , og regulatoriske krav.

For applikasjoner som f.eks:

Batteriputer

Halogenfrie flammehemmende vibrasjonsdempere

det anbefales å prioritere:

Halogenfrie flammehemmende systemer

Riktig tverrbindingstetthetsdesign

Balanserte løsninger mellom flammehemmende fyllstoffer og mekanisk yTelse

Bortsett fra noen få typer syntetisk gummi, de fleste syntetiske gummiprodukter , liker naturgummi , er brennbare eller brennbare materialer.