Flammschutzanforderungen für Gummimaterialien erklärt: Der Standard hinter der Sicherheit

Flammschutzanforderungen für Gummimaterialien erklärt: Der Standard hinter der Sicherheit

Gummimaterialien werden in der modernen Industrie und im modernen Leben häufig verwendet, von Autoreifen und Dichtungen bis hin zu Kabelummantelungen und Haushaltsgeräten. Allerdings ist die Entflammbarkeit von Gummi auch ein wichtiges Sicherheitsproblem, insbesondere in Bereichen wie Elektrogeräten und Baumaterialien. Um die Anwendungssicherheit zu gewährleisten, muss die Flammwidrigkeit von Gummimaterialien häufig streng bewertet und bewertet werden. In diesem Dokument stellen wir die Klassifizierung, Prüfnormen, Einflussfaktoren der flammhemmenden Qualität von Gummi und ihre Bedeutung für praktische Anwendungen im Detail vor.

I. Überblick über die Flammhemmung von Gummi

Die Flammhemmung von Gummi bezieht sich auf das Verbrennungsverhalten von Gummimaterialien unter Einwirkung einer Zündquelle, einschließlich der Leichtigkeit der Entzündung des Materials, der Flamme

Ausbreitungsgeschwindigkeit, der Rückstand nach der Verbrennung und sein Beitrag zur Brandausbreitung. Die Flammhemmung von Gummi ist wichtig für die elektrische Isolierung, den Brandschutz in Gebäuden und die Sicherheit von Kraftfahrzeugen. Um die Flammwidrigkeit von Gummimaterialien zu beurteilen, werden üblicherweise eine Reihe von Prüfmethoden und Standards verwendet, die nach dem Brennverhalten von Gummimaterialien unter verschiedenen Bedingungen abgestuft werden.

Ⅱ.Die gängigen flammhemmenden Gummiqualitäten und Prüfnormen

1. UL94-Standard (Underwriters Laboratories)

Der UL94-Standard ist einer der weltweit am weitesten verbreiteten Flammschutzteststandards, insbesondere im Bereich von Kunststoff- und Gummimaterialien. UL94 klassifiziert Materialien hauptsächlich in mehrere Flammschutzgrade, indem ihre Brenneigenschaften in vertikaler und horizontaler Richtung getestet werden. Zu den Hauptbewertungen gehören:

- V-0: Beim Entzünden des Materials erlischt die Flamme innerhalb von 10 Sekunden, ohne dass brennbare Stoffe abtropfen. v-0 ist die höchste Flammschutzklasse, was bedeutet, dass das Material bei hohen Temperaturen schnell selbst verlöscht und keine sekundäre Zündquelle entzündet.

- V-1: Wenn das Material entzündet wird, erlischt die Flamme innerhalb von 30 Sekunden und das Tropfen sollte die Baumwolle nicht entzünden. v-1 ist etwas niedriger als v-0, weist aber immer noch eine gute Flammhemmung auf.

- V-2: Nachdem das Material entzündet ist, erlischt die Flamme innerhalb von 30 Sekunden und Tropfen können die Baumwolle entzünden. v-2 ist ein niedrigeres Niveau als v-1 und eignet sich für Anwendungen, bei denen die Flammhemmung nicht zu anspruchsvoll ist.

- HB (Horizontales Brennen): Wenn Materialien horizontal platziert werden, dehnt sich die Flamme vor dem Brennen langsamer aus. Die HB-Einstufung wird normalerweise für Gummimaterialien mit geringeren Anforderungen an die Flammhemmung angewendet.

Die V-0-, V-1- und V-2-Stufen des UL94-Tests werden üblicherweise zur Bewertung der Leistung von Materialien unter vertikalen Brennbedingungen verwendet, während die HB-Stufe zur Bewertung der horizontalen Verbrennung verwendet wird. Die Testergebnisse verschiedener Niveaus haben einen wichtigen Referenzwert für die Auswahl von Materialien in der praktischen Anwendung.

2. Methode des Sauerstoffindex (OI).

Die Sauerstoffindex-Methode (OI) ist eine gängige Methode zur Bewertung der Flammhemmung von Materialien, hauptsächlich durch Messung der minimalen Sauerstoffkonzentration, die erforderlich ist, um die Verbrennung des Materials aufrechtzuerhalten, um seine Flammhemmung zu bewerten. Je höher der Sauerstoffindex, desto schwieriger ist es für das Material, die Verbrennung in der Luft aufrechtzuerhalten, und desto besser ist daher die Flammhemmung. Basierend auf dem Sauerstoffindexwert können Materialien wie folgt kategorisiert werden:

- Unter 21 %: Brennbare Materialien. Diese Materialien sind in der Luft extrem entflammbar (21 % Sauerstoffkonzentration) und eignen sich nicht für den Einsatz in Anwendungen, bei denen Brandschutz erforderlich ist.

- 21 % bis 28 %: Nicht brennbare Materialien. Diese Art von Material ist an der Luft schwer zu verbrennen, verfügt über gewisse flammhemmende Eigenschaften und eignet sich für den Einsatz bei mäßigen Brandschutzanforderungen.

- Höher als 28 %: flammhemmende Materialien. Diese Materialien können die Verbrennung in der Luft kaum aufrechterhalten und eignen sich für Anwendungen mit hohen Feuerwiderstandsanforderungen.

Aufgrund ihrer Einfachheit und Intuition wird die Sauerstoffindexmethode häufig bei der Flammschutzprüfung von Gummi, Kunststoff und anderen Materialien eingesetzt, insbesondere wenn eine quantitative Bewertung des Brennverhaltens von Materialien erforderlich ist.

3. Norm DIN 4102 (Deutschland)

DIN 4102 ist eine deutsche Norm zur Flammschutzprüfung von Baustoffen, die in europäischen Ländern weit verbreitet ist. Die Norm kategorisiert Materialien basierend auf ihrem Verhalten im Brandfall in eine Reihe von Klassen, darunter hauptsächlich:

- Klasse B1 (flammhemmende Materialien): Materialien, die im Brandfall gute flammhemmende Eigenschaften zeigen, schwer entzündbar sind und eine langsame Flammenausbreitung aufweisen und üblicherweise für sehr anspruchsvolle Baustoffe verwendet werden.

- Klasse B2 (normal brennbare Materialien): Das Material kann unter bestimmten Bedingungen brennen, die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit ist schnell, geeignet für mittlere Anforderungen der Anwendung.

- Klasse B3 (leicht brennbare Materialien): Das Material ist extrem brennbar, die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit ist schnell und es ist normalerweise nicht für Anwendungen geeignet, die Brandschutz erfordern.

Die Norm DIN 4102 wird in der Bauindustrie häufig verwendet, insbesondere bei der Bewertung von Brandschutzmaterialien für den Innen- und Außenbereich von Gebäuden.

4. Norm EN 13501-1 (Europa)

EN 13501-1 ist die europäische Norm für das Brandverhalten von Baustoffen und deckt Feuerwiderstandsklassen von Klasse A1 (nicht brennbare Materialien) bis Klasse F (brennbare Materialien) ab. Diese Norm wird häufig zur Bewertung der Brandverhaltenseigenschaften von Baumaterialien verwendet. Die spezifischen Definitionen jeder Klasse lauten wie folgt:

- Klasse A1: Nicht brennbare Materialien. Sie erzeugen bei einem Brand keine nennenswerten Flammen, Rauch oder brennendes Material.

- Klasse A2: Praktisch nicht brennbares Material, das leicht brennt, aber keine giftigen Dämpfe oder starke Flammen erzeugt.

- Klasse B: Geringere Verbrennungsleistung mit etwas Flammschutz. Geeignet für Baustoffe, die eine mäßige Feuerbeständigkeit erfordern.

- Klasse CF: Von feuerfest bis brennbar, die Verbrennungsleistung des Materials nimmt mit abnehmender Klasse allmählich zu, geeignet für Anwendungen mit unterschiedlichen Brandschutzanforderungen.

Die Norm EN 13501-1 bietet ein umfassendes Brandschutzbewertungssystem durch eine umfassende Bewertung der Leistung von Materialien unter tatsächlichen Brandbedingungen, das für die Auswahl von Materialien für verschiedene Anwendungsszenarien in der Bauindustrie geeignet ist.

Ⅲ.Faktoren, die die Flammhemmung von Gummi beeinflussen

Die Flammhemmung von Gummimaterialien wird durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst, darunter chemische Zusammensetzung, Zusatzstoffe, physikalische Struktur usw. Das Verständnis dieser Faktoren ist wichtig, um die Flammhemmung von Gummi zu verbessern.

1. Chemische Zusammensetzung

Die chemische Zusammensetzung von Gummi beeinflusst direkt seine Verbrennungseigenschaften. Naturkautschuk (NR) und die meisten synthetischen Kautschuke (z. B. SBR, BR) enthalten in ihrer Struktur eine große Anzahl von Kohlenwasserstoffen, wodurch sie bei hohen Temperaturen anfällig für Zersetzung und Freisetzung brennbarer Gase sind und so die Verbrennung fördern. Im Gegensatz dazu weisen bestimmte Spezialkautschuke wie Chloroprenkautschuk (CR) und Fluorelastomer (FKM) aufgrund des Vorhandenseins von Halogenelementen in ihrer Molekularstruktur eine hohe thermische Stabilität und Flammhemmung auf.

2. Anwendung von Flammschutzmitteln

Der Zusatz von Flammschutzmitteln ist eine gängige Methode zur Verbesserung der Flammhemmung von Gummi. Zu den häufig verwendeten Flammschutzmitteln gehören Halogenverbindungen, Phosphorverbindungen, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid und so weiter. Diese Flammschutzmittel hemmen die Verbrennung von Gummi durch verschiedene Mechanismen wie:

- Physikalische Isolierung: z. B. Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid, die durch Wärmeaufnahme und Zersetzung während des Verbrennungsprozesses Wasserdampf erzeugen, wodurch die Verbrennungszone gekühlt und die brennbaren Gase verdünnt werden.

- Chemische Hemmung: z. B. halogenierte Flammschutzmittel setzen während des Verbrennungsprozesses Halogenwasserstoffgas frei und hemmen so die Verbrennungskettenreaktion.

- Kohlenstoffbildung: Beispielsweise bilden Phosphorverbindungen bei hohen Temperaturen eine stabile Kohlenstoffschicht, um Sauerstoff zu isolieren und die innere Struktur des Materials zu schützen.

Die Auswahl und Dosierung von Flammschutzmitteln muss an die spezifischen Anwendungsanforderungen des Gummis angepasst werden, um die Flammschutzeigenschaften zu verbessern und gleichzeitig die negativen Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitungsleistung von Gummimaterialien zu minimieren.

3. Physische Struktur

Auch die physikalische Struktur von Gummimaterialien, wie Molekulargewicht, Vernetzungsgrad, Kristallinität usw., hat Einfluss auf deren Flammschutzwirkung. Ein höherer Vernetzungsgrad und eine höhere Kristallinität verbessern normalerweise die thermische Stabilität des Materials und erschweren die Zersetzung und Verbrennung bei hohen Temperaturen. Darüber hinaus kann die Einführung von Nanomaterialien wie Nanosilica und Nano-Aluminiumoxid auch die Flammhemmung von Materialien verbessern, indem ihre thermische Stabilität und physikalische Festigkeit erhöht werden.

Ⅳ.Die praktische Anwendung der Flammschutzwirkung von Gummi

In praktischen Anwendungen wirkt sich die Flammhemmung von Gummi direkt auf dessen Sicherheit und Lebensdauer aus. In folgenden Bereichen ist die flammhemmende Eigenschaft von Gummi besonders wichtig:

1. Kabelummantelung

Kabelummantelungsmaterialien müssen über eine gute Isolierung und Flammhemmung verfügen, um die Ausbreitung von Feuer im Falle eines Ausfalls elektrischer Geräte zu verhindern. Raucharmes und halogenfreies flammhemmendes Gummi (LSZH) ist derzeit das bevorzugte Material für Kabelummantelungen, das bei der Verbrennung keine giftigen Dämpfe erzeugt und sich durch eine langsame Flammenausbreitung auszeichnet.

2. Automobilindustrie

In der Automobilindustrie werden Gummimaterialien häufig für Reifen, Dichtungen, Dichtungen und andere Komponenten verwendet. Diese Teile arbeiten unter hohen Temperaturen, Reibung und anderen rauen Bedingungen und müssen daher über gute Flammschutzeigenschaften verfügen, insbesondere für die Batteriepackdichtungen von Elektrofahrzeugen sind die Flammschutzanforderungen strenger.

3. Baumaterialien

Die Anwendung von Gummimaterialien in der Bauindustrie umfasst hauptsächlich Bodenbeläge, Dichtungsmaterialien, wasserdichte Schichten usw. Das Brandverhalten von Baumaterialien steht in direktem Zusammenhang mit der Gesamtsicherheit des Gebäudes. Daher sind die Flammschutzanforderungen an Gummimaterialien hoch, insbesondere in Hochhäusern und öffentlichen Einrichtungen.

4. Luft- und Raumfahrt

Im Luft- und Raumfahrtbereich werden Gummimaterialien für Dichtungen, Isoliermaterialien usw. verwendet. Diese Materialien arbeiten bei hohen Temperaturen und hohen Drücken und müssen daher über hervorragende flammhemmende Eigenschaften verfügen, um die Sicherheit von Luft- und Raumfahrzeugen zu gewährleisten.

Die Flammhemmung von Gummimaterialien ist einer der Schlüsselfaktoren für deren Anwendung in vielen Bereichen. Durch die Untersuchung verschiedener Aspekte der chemischen Zusammensetzung, der Zusatzstoffe und der physikalischen Struktur von Gummimaterialien kann deren Flammschutzwirkung erheblich verbessert werden. Für Gummimaterialien in bestimmten Anwendungen sollten sie entsprechend ihrem Flammschutzgrad und den tatsächlichen Anforderungen ausgewählt werden, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Materialverwendung zu gewährleisten. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie werden auch in Zukunft effizientere und umweltfreundlichere Flammschutzmittel und neue Gummimaterialien auf den Markt kommen, die umfassendere Lösungen für den Brandschutz in verschiedenen Branchen bieten.

Ⅴ.Gummi-Flammschutzmittel von YINSU Flame Retardant Corporation

Die YINSU Flame Retardant Company ist bestrebt, umfassende flammhemmende Gummilösungen bereitzustellen, um die strengen Sicherheits- und Leistungsanforderungen industrieller Anwendungen zu erfüllen. Zu unseren Produkten gehören:

Roter Phosphor-Masterbatch XJ-85M: Dies ist ein halogenfreier flammhemmender Masterbatch, der speziell für Gummimaterialien entwickelt wurde und während des Vulkanisationsprozesses eine hervorragende Flammhemmung bietet und gleichzeitig die physikalischen Eigenschaften des Materials beibehält.

Rotes Phosphorverbindungspulver XJ-A2: Dieses pulverförmige, nichthalogenierte Flammschutzmittel eignet sich für eine Vielzahl von Gummiformulierungen, reduziert effektiv die Verbrennungsgeschwindigkeit des Materials und verbessert seine Sicherheit unter rauen Bedingungen.

Unser Sortiment an Gummi-Flammschutzmitteln, einschließlich XJ-85M und XJ-A2, steht für hochwirksame Flammschutzmittel, die sicherstellen, dass Gummimaterialien die erforderlichen Flammschutzstandards erfüllen und gleichzeitig die Auswirkungen auf die Umwelt und die einfache Verarbeitung berücksichtigen. Die Gummi-Flammschutzprodukte von YINSU Flame Retardant sind die ideale Wahl, wenn Sie nach zuverlässigen, leistungsstarken Flammschutzlösungen suchen.