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A excepción de unos pocos tipos de caucho sintético, la mayoría PRODUCTOos de caucho sintético , como caucho natural , son materiales inflamables o combustibles . En industrias como nueva energía, sistemas de baterías , y equipo electronico , se imponen mayores requisitos de retardación de llama a los componentes de caucho, especialmente para PRODUCTOos como Almohadillas de batería y Amortiguadores de vibraciones retardantes de llama y libres de halógenos.
En la actualidad, los principales enfoques técnicos para mejorar la retardante de llama de PRODUCTOos de caucho incluir:
Añadiendo retardantes de llama o rellenos retardantes de llama
Modificación de mezcla con materiales ignífugos
Presentando grupos funcionales retardantes de llama durante la polimerización
aumentando el densidad de reticulación de PRODUCTOos de caucho
Las siguientes secciones proporcionan una breve clasificación y explicación de tecnologías retardantes de llama de caucho.
1. Tecnologías retardantes de llama para cauchos de hidrocarburos
1.1 Características de los cauchos de hidrocarburos
cauchos de hidrocarburos incluyen principalmente:
NR (caucho natural)
SBR (Caucho de estireno-butadieno)
BR (caucho de butadieno)
IIR (caucho butílico)
EPR / EPDM (Caucho de etileno propileno)
A pesar de NBR (Caucho de Nitrilo) no es un caucho de hidrocarburo típico, su métodos de tratamiento retardantes de llama son similares y generalmente se analizan juntos en aplicaciones de ingeniería.
Las principales características de los cauchos de hidrocarburos incluyen:
Índice límite de oxígeno (LOI): aprox. 19–21
Temperatura de descomposición térmica: 200–500°C
Pobre retardo de llama y resistencia al calor.
Generación de grandes cantidades de gases inflamables durante la combustión
Por lo tanto, cuando se utiliza en Almohadillas de batería, almohadillas de amortiguación industriales , o componentes generales de aislamiento de vibraciones , la modificación retardante de llama es esencial.
1.2 Métodos retardantes de llama comunes para cauchos de hidrocarburos
(1) Mezcla con polímeros retardantes de llama
Mezclando cauchos de hidrocarburos con polímeros retardantes de llama como:
Cloruro de polivinilo (PVC)
Polietileno clorado (CPE)
Polietileno clorosulfonado (CSM)
Acetato de etileno-vinilo (EVA)
el retardo de llama se puede mejorar hasta cierto punto. Durante el licuado se debe prestar especial atención a:
Compatibilidad de materiales
Diseño de sistema de co-reticulación.
Este método se utiliza comúnmente para Almohadillas de batería estructurales o componentes de amortiguación sin alta elasticidad.
(2) Adición de retardantes de llama (enfoque primario)
La adición de retardantes de llama es el método más importante para mejorar el retardo de llama en cauchos de hidrocarburos y se puede mejorar aún más mediante sistemas sinérgicos.
Retardantes de llama orgánicos a base de halógenos (soluciones tradicionales):
Derivados de hexaclorociclopentadieno
Éter decabromodifenilo
parafina clorada
Retardantes de llama sinérgicos inorgánicos:
Trióxido de antimonio (Sb₂O₃) (uso común)
Borato de zinc
hidróxido de aluminio
Cloruro amónico
⚠ Notas importantes:
Los retardantes de llama a base de halógenos no deben contener halógenos libres , de lo contrario pueden:
Equipos de procesamiento de corrosión y moldes.
Reducir el rendimiento del aislamiento eléctrico.
Afecta negativamente la resistencia al envejecimiento.
En el nueva energía y industrias electronicas, Amortiguadores de vibraciones retardantes de llama y libres de halógenos se han convertido en la corriente principal, lo que ha llevado a una fuerte preferencia por sistemas ignífugos libres de halógenos.
(3) Adición de cargas inorgánicas retardantes de llama
Los rellenos comúnmente utilizados incluyen:
Carbonato de calcio
arcilla caolín
Talco
sílice precipitada
hidróxido de aluminio
Este método mejora el retardo de llama al:
Reducir la proporción de material orgánico combustible
Utilizando el efecto de descomposición endotérmica de rellenos
Por ejemplo:
Carbonato de calcio y hidróxido de aluminio absorber calor significativo durante la descomposición
Sin embargo, hay que prestar atención al hecho de que:
La carga excesiva de relleno reduce propiedades mecánicas
No apto para alta elasticidad o componentes de aislamiento de vibraciones de alta amortiguación
(4) Aumento de la densidad de reticulación del caucho
Los estudios han demostrado que:
Mayor densidad de reticulación → Mayor índice de oxígeno → Mejor retardo de llama
Este mecanismo probablemente esté relacionado con la aumento de la temperatura de descomposición térmica.
Este enfoque se ha aplicado con éxito en Sistemas de caucho EPDM y es adecuado para:
Almohadillas de batería utilizadas en entornos de temperatura media a alta
Componentes estructurales de caucho amortiguadores de vibraciones retardantes de llama
2. Características retardantes de llama de los cauchos halogenados
Cauchos halogenados contienen inherentemente elementos halógenos y típicamente exhiben:
Índice de oxígeno: 28–45
Índice de oxígeno FPM (fluororubber) superior a 65
Mayor contenido de halógenos → mejor retardante de llama
Comportamiento autoextinguible tras la retirada de la llama.
Como resultado, el tratamiento retardante de llama de cauchos halogenados es relativamente fácil y a menudo sólo requiere un refuerzo menor con retardantes de llama.
⚠ Sin embargo, debido a regulaciones ambientales (como RoHS y ALCANZAR ) y tendencias en el nueva industria energética, soluciones libres de halógenos son cada vez más favorecidos. Esta es una razón clave para la adopción generalizada de Amortiguadores de vibraciones retardantes de llama y libres de halógenos.
3. Tecnologías retardantes de llama para cauchos de heterocadenas
el mas representativo caucho heterocadena es:
Caucho de dimetil silicona (VMQ)
Sus características clave incluyen:
Índice de oxígeno de aproximadamente 25
Temperatura de descomposición térmica hasta 400–600°C
Excelente estabilidad a altas temperaturas
Los mecanismos ignífugos del caucho de silicona implican principalmente:
Creciente temperatura de descomposición térmica
Aumentando la cantidad de carbón residual después de la descomposición
Reduciendo el tasa de generación de gases inflamables
Como resultado, caucho de silicona es ampliamente utilizado en:
Almohadillas de batería de alta temperatura
Componentes de amortiguación retardantes de llama sin halógenos de alta gama
Componentes de protección para equipos electrónicos y de nueva energía.
Conclusión
El diseño ignífugo de PRODUCTOos de caucho debe ser considerado integralmente basándose en tipo de goma, entorno de aplicación , y requisitos reglamentarios.
Para aplicaciones como:
Almohadillas de batería
Amortiguadores de vibraciones retardantes de llama y libres de halógenos
se recomienda priorizar:
Sistemas ignífugos libres de halógenos
Diseño adecuado de densidad de reticulación
Soluciones equilibradas entre cargas ignífugas y prestaciones mecánicas
A excepción de unos pocos tipos de caucho sintético, la mayoría PRODUCTOos de caucho sintético , como caucho natural , son materiales inflamables o combustibles.
