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EPDM阻燃,一定得添加阻燃剂?

这是一个非常好的问题,直击了EPDM材料的核心特性。

答案是:传统的EPDM本身要实现有效的、符合标准的阻燃,必须添加阻燃剂。原因在于EPDM的分子结构决定了它本身是一种易燃材料
而新型的EPDM泡棉现已实现不添加阻燃剂即可实现UL阻燃。


下面我们来详细解释:

一、为什么传统EPDM本身不阻燃?

  1. 化学结构本质:EPDM的主链是由乙烯和丙烯构成的饱和碳氢链,其侧链的二烯烃也是非共轭的。这种结构非常稳定,不含极性基团或官能团。

    • 优点:赋予了EPDM优异的耐臭氧、耐老化和耐候性。

    • 缺点:从阻燃角度看,这完全是“燃料”的结构。它的碳和氢含量很高,在受热分解时,主要产物是可燃的 烃类气体,这些气体与氧气混合后极易燃烧。

  2. 高热量释放:EPDM燃烧时会释放大量的热量,这又会促进材料的进一步分解和燃烧,形成恶性循环。

  3. 缺乏自熄元素:像CR(氯丁橡胶)的分子链中含有氯原子,这类卤素原子在燃烧时能捕获自由基,中断燃烧链式反应,从而达到阻燃或自熄的效果。EPDM分子结构中完全不含这类“内置”的阻燃元素。

可以做一个简单的比喻:EPDM就像一根干燥的木柴,其本身的性质决定了它很容易被点燃并持续燃烧。要想让它难以燃烧,就必须对它进行“处理”——也就是添加阻燃剂。


二、阻燃剂如何让EPDM“阻燃”?

阻燃剂通过物理和化学方式,干扰燃烧过程的各个阶段(加热、分解、 ignition、燃烧、传播)。主要机理包括:

  1. 气相阻燃(常用卤系阻燃剂)

    • 在燃烧时,含卤阻燃剂会释放出卤化氢(HX)气体,它能捕捉燃烧反应中必需的·H和·OH自由基,从而中断链式反应,使火焰熄灭。

    • 缺点:燃烧时会产生大量有毒和腐蚀性烟雾,环保性差。

  2. 凝聚相阻燃(常用无机氢氧化物)

    • 吸热分解:如氢氧化铝和氢氧化镁,在受热时会分解,吸收大量的热量,降低材料表面的温度。同时反应生成水蒸气,能稀释可燃气体和氧气。

    • 形成炭层:分解后生成的金属氧化物(如Al₂O₃, MgO)会与材料表面形成一层致密的、隔热的保护炭层,阻挡热量和氧气的进入,并抑制可燃气体的逸出。

    • 优点:这是目前主流的无卤阻燃方案,环保、低烟、无毒。

  3. 其他机理

    • 磷氮系阻燃剂:通过促进材料成炭、发泡膨胀形成隔热层来达到阻燃目的。

    • 物理作用:一些填料可以起到稀释可燃物浓度、增加导热性等作用。


三、EPDM阻燃的常见体系与选择

根据不同的应用和环保要求,可以选择不同的阻燃体系:

阻燃体系主要成分优点缺点应用场景
无卤阻燃体系氢氧化铝、氢氧化镁低烟、无毒、无腐蚀、环保添加量非常大(通常需要100份以上),会严重影响物理机械性能(如硬度升高、弹性下降)、加工性能和成本主流选择,对烟毒有严格要求的场合,如地铁、高铁、船舶、核电站等
有卤阻燃体系氯化石蜡、十溴二苯醚等阻燃效率高,添加量少,对材料原有性能影响较小燃烧时释放有毒和腐蚀性气体,环保性差,受法规限制逐渐被淘汰,但在一些不强制要求无卤且对性能要求高的领域仍有使用
复合阻燃体系多种阻燃剂协同使用取长补短,平衡阻燃效率、性能和成本配方复杂为满足特定要求而开发的高性能配方

结论

传统的EPDM泡棉或制品的任何“阻燃”等级(如UL94 V-0, HF-1,或各种氧指数要求),都不是EPDM橡胶本身带来的,而是通过精心设计和添加足量的阻燃剂实现的。

因此,当您看到“阻燃EPDM”时,它本质上是一个 “EPDM + 阻燃剂” 的复合材料系统。选择“有卤”还是“无卤”阻燃体系,需要根据您的具体应用场景、性能要求以及必须遵守的环保和安全法规来综合决定。目前,全球趋势是向着无卤、低烟、无毒的阻燃方向发展。

那为什么新型的EPDM泡棉不添加传统阻燃剂即可实现UL阻燃呢?

比如:东莞市泰亚电子科技有限公司,专业研发、生产超低卤素、超低VOC的CR泡棉、EPDM泡棉此外其EPDM泡棉不添加传统阻燃剂却能轻松达到UL94 V-0阻燃

泰亚EPDM泡棉配方安全纯净:无有害添加的阻燃保障

阻燃等级:UL 94 V-0 最高阻燃等级

✪技术路径:采用本质阻燃聚合物设计,搭配环保无卤阻燃材料,而非依赖传统非环保阻燃剂

✪背后价值:既避免了传统阻燃剂迁移、析出导致的性能衰减与二次污染风险,又通过环保无卤配方进一步提升材料纯净度,提供更稳定、更安全的防火保障,符合高端领域对 “纯净” 与 “安全” 的双重要求。



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