할로겐프리, 저연, 저독성, 친환경 난연 기술 루트로서팽창성 난연 시스템(IFR)은 폴리올레핀(PP/PE), 열가소성 엘라스토머, 에폭시 실런트, 코팅제, 폴리우레탄, 케이블 외피 등과 같은 고분자 재료 분야에서 널리 사용되어 왔습니다. 탄소로 열팽창하고 단열 및 산소 절연 하드 카본 층을 형성하는 난연 메커니즘으로 인해 글로벌 녹색 난연제 규정(RoHS, REACH, UL, IEC)에서 주류 선택입니다.
그러나 높은 습도, 침수, 비, 결로, 지하/수중 서비스 등 실제적인 작업 조건에서는 기존의 확장 방식을 사용하지 않습니다.난연제시스템은 일반적으로 수용성 이동, 수분 흡수 및 중량 증가, 탄소층 수분 흡수 및 붕괴, 난연 등급 감소, 절연 성능 저하 및 기계적 성능 저하와 같은 치명적인 문제를 겪고 있으며, 이는 장기적으로 습하고 뜨거운 환경에서 재료의 난연 고장, 부품 폐기 및 안전 위험 증가로 직접적으로 이어집니다. 따라서 내수성은 팽창 난연 시스템이 실외, 수중 및 고습 환경에서 장기간 신뢰할 수 있는 응용 분야를 충족할 수 있는지 여부를 측정하는 핵심 지표가 되었습니다.
일반적인 팽창 난연제 시스템은 산 소스, 탄소 소스 및 가스 소스의 세 부분으로 구성됩니다. 가열하면 시너지 반응이 일어나 난연성을 얻습니다.
1. 산 공급원(탈수 촉매):대부분 인 함유 화합물은 고온에서 무기산/인산 물질을 분해 및 방출하며 기질과 탄소원의 탈수를 촉매하여 탄소로 전환합니다.
2. 탄소원(탄화제):산 촉매 작용 하에서 연속적이고 조밀한 3차원 탄소 골격을 빠르게 형성하는 폴리하이드록시 탄소가 풍부한 화합물;
3. 가스원(발포제):고온 분해는 NH3, N 2, H 2 O와 같은 불연성 가스를 방출하여 탄소층을 팽창시키고 발포시켜 다공성 단열재 및 산소 장벽 확장 탄소층을 형성합니다.
이 탄소층은 열 전달을 차단하고, 산소 확산을 격리하고, 물방울을 억제하고, 연기 방출을 줄이며, V-0 및 5VA와 같은 높은 난연성 수준을 달성할 수 있습니다.
기존 IFR은 내수성이 좋지 않습니다. 이는 본질적으로 높은 성분 극성, 강한 수용성, 약한 계면 결합 및 물/수분의 작용에 따른 비가역적 손상으로 인해 발생합니다.
1. 소분자 성분의 수용성 침전:멜라민, 펜타에리트리톨,폴리인산암모늄(일반적인 APP)은 수용성이 높으며 물에 장기간 담근 후에는 재료 표면으로 이동하여 용해되어 난연 시스템 구성 요소의 비율에 불균형을 일으키고 시너지 효과를 잃습니다.
2. 팽창된 탄소층의 팽창 및 붕괴:연소에 의해 생성된 탄소층 내부에는 친수성 그룹이 포함되어 있습니다. 물과 접촉하면 기공이 물을 흡수하고 구조가 부드러워지고 분해되어 열 및 산소 절연 능력이 상실되고 재발 위험이 크게 증가합니다.
3. 매트릭스 인터페이스 분리:난연제는 물을 흡수한 후 충진재 매트릭스 경계면에 워터 갭을 형성하여 인장 강도, 파단 연신율, 굽힘 계수와 같은 기계적 특성을 감소시키는 동시에 유전 손실을 개선하고 절연 저항을 감소시킵니다.
4. 표면 강수 미백 및 프로스팅:수용성 난연제는 제품 표면으로 이동해 외관불량, 코팅 접착성 저하, 전기적 접촉불량 등의 문제를 일으키며 전자제품, 케이블, 건축외장재 분야에서 제품 불량으로 직결된다.
주요 글로벌 터미널 시장의 요구 사항을 고려하여 작업 조건에 따른 차별화된 선택:
-작업 조건의 특성: 햇빛과 비에 장기간 노출, 고온 및 저온 습도, 고전압 절연 요구 사항;
-선택 요구 사항: 초방수 마이크로 캡슐 캡슐화 IFR, 중합도 APP ≥ 2000, 반응성 탄소 형성제, 72시간 침지 후 침전 없음, UL94 V-0 유지, 체적 저항률 ≥ 10 10 1⁶Ω·cm, 저연 할로겐 프리(LSFH).
-작업 조건의 특성: 높은 습도, 응축수, 냉각수와의 접촉 및 열충격;
-선택 요구 사항: 내습 마이그레이션 유형 IFR, PP/TPU 매트릭스와의 우수한 호환성, 125℃ 및 응축 주기에서 장기간 노화 후에도 성에가 끼지 않거나 난연성 실패가 없음.
-작업 조건의 특성: 장기간 침수, 높은 습도 및 미생물 환경;
- 선택 요구 사항 : 코팅 등급의 방수 및 난연성 시스템, 수지로 우수한 필름 형성 특성, 담금 후 코팅이 벗겨지지 않음, 탄소층이 가수분해되지 않음, 건물 방화 A 레벨/UL 인증을 충족합니다.
-작업 조건의 특성: 높은 습도, 결로 및 엄격한 전기 절연 요구 사항;
-선택 요구 사항: 낮은 이온 이동, 방수 IFR, 매우 낮은 수용성, 물에 담근 후에도 절연 성능 저하가 없어 누출 및 단락 위험이 없습니다.
1. 오해 1:초기 난연 등급에만 초점을 맞추고 습하고 뜨거운 조건 이후의 유지율은 무시합니다.
초기 V-0은 장기적인 신뢰성과 동일하지 않으며, 침수 후 난연성 저하가 실외/고습 제품의 가장 일반적인 실패 모드입니다.
2. 오해 2:첨가량이 많을수록 내수성이 좋아진다고 믿으며
과도하게 첨가하면 매트릭스의 호환성이 감소하고 대신 계면의 수분 흡수 및 이동이 악화됩니다. 난연 효율과 내수성 사이의 최적 첨가 비율을 찾는 것이 필요합니다.
3. 오해 3:방수 요구 사항을 충족하도록 일반 앱을 쉽게 수정할 수 있습니다.
표면 개질을 하더라도 저분자량 APP는 장기간 습하고 뜨거운 조건에서 천천히 수분을 흡수하고 가수분해됩니다. 따라서 높은 중합과 마이크로캡슐 캡슐화라는 이중 기술 경로를 채택해야 합니다.
4. 오해 4:전기적 성능 및 외관 요구 사항 무시
전자 및 외관부품 분야에서는 난연제의 이입으로 인해 표면이 백화되고 접촉 불량이 발생할 수 있으므로 강수량 0의 방수 IFR을 선택해야 합니다.
전 세계적으로 고급 제조 및 실외, 수중, 다습한 조건에 대한 수요가 급격히 증가하는 상황에서 방수 기능은 더 이상 선택사항이 아니라 난연제 시스템이 고급 시장에 진입하기 위한 필수 임계값입니다. 내수 팽창 난연 시스템의 과학적 선택은 초기 난연 데이터에만 의존하기보다는 부품 구조 설계, 내수 강수 테스트, 습열 노화 후 난연/기계적/전기적 특성 유지율, 시나리오 및 작업 조건 일치, 글로벌 규제 준수 등 5가지 측면에서 종합적으로 평가되어야 합니다.
소재 기업 및 단말 제품 제조업체의 경우 전문적인 맞춤형 방수 팽창 난연 시스템을 선택하면 신에너지, 실외 인프라, 자동차, 통신 전자 등 고성장 글로벌 시장에서 제품의 장기적인 신뢰성과 안전성 수준을 크게 향상시키고 고장 위험을 줄이며 브랜드 국제 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 앞으로 높은 내수성, 낮은 마이그레이션, 할로겐 프리 및 효율적인 팽창 난연제 기술은 글로벌 녹색 난연 재료 분야의 주류 개발 방향이자 핵심 경쟁 경로가 될 것입니다.
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