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低烟无卤阻燃剂

发表时间: 2021-08-16 10:33:41

作者: 上海安凸塑料添加剂有限公司

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低烟零卤素(Low-smokezero-halogen - LSZH 或 LSOH)是一种通常用于电线电缆行业电缆护套的材料。低烟零卤素电缆护套由热塑性或热固性化合物组成,当暴露于高热源时,会释放有限的烟雾且不含卤素。

低烟零卤素化合物用于各种工业、能源、电力和数据电缆设计,包括同轴电缆和光纤电缆。由于这些化合物在燃烧过程中产生的酸性气体比卤化化合物少,因此它们还可用于包含昂贵或敏感设备的区域,包括:

? 通讯交流

? 军事应用

? 发电设施

? 海上平台

? 石油和石化装置等。

 

欧洲和美国都使用无卤化合物,尽管它们可能无法提供足够的阻燃性来满足某些应用的防火规范。根据 Markets and Markets 的数据,到2025年,无卤阻燃剂市场预计将从2020年的41亿美元增至62亿美元,在预测期内以 8.6% 的复合年增长率增长。

 

让我们了解推动低烟零卤阻燃剂市场发展的关键因素、机遇和挑战。

推动低烟无卤阻燃剂市场的关键因素

 

1). 建筑和国防工业对安全电缆应用的需求增加推动LSHFFR市场

低烟无卤阻燃剂 (LS HFFR) 主要应用于电线和电缆行业,用于电缆护套。LSOH 电缆护套是定制复合材料,在暴露于火中时产生的烟雾***小且毒性低。大多数网络电缆(CAT5、CAT6 等)都采用以下绝缘材料:

? 聚氯乙烯 (PVC)

? 聚乙烯(PE

? 热塑性聚氨酯 (TPU)

与火接触时,含卤素的塑料会释放氯化氢,这是一种有毒气体,与 H2O 接触会形成盐酸。当暴露在火焰中时,低烟零卤素电缆不会产生这种有毒的气体、酸和烟雾组合。由于不会释放有害烟雾,LS HFFR 电缆通常用于安全、性能和可靠性至关重要的地方。它们通常被指定用于人口稠密的封闭公共空间,在这些空间中,阻燃性、低烟量和燃烧过程中减少有毒气体排放至关重要。

 

LS HFFR 的主要应用是密闭空间,例如住宅和工业建筑,在人员或敏感电子设备附近有大量电缆。军方是 LS HFFR 标准的首批采用者之一。公共交通和中央办公室设施是 LS HFFR 的常见应用,许多电信标准需要低烟零卤素电缆。

 

低烟零卤素化合物还符合欧盟的有害物质限制(RoHS) 指令和类似的北美安全和环境标准。

2). 对卤化阻燃剂的严格监管推动了 LS HFFR 市场

大多数阻燃剂是卤化的,这些卤化阻燃剂以及其他添加剂例如三氧化二锑在本质上具有剧毒,因为它们在暴露于火中时会产生有害气体/烟雾。在发生火灾时,卤化阻燃剂还会产生大量烟雾,这会降低能见度并使人员难以从房屋或公共车辆中疏散。

 

由于环境和人类健康和安全问题,一些溴化和氯化阻燃剂已被淘汰,但仍有一些仍在使用。随着环保意识的增强和对安全性的日益关注,需要改用符合环保法规的低烟无卤阻燃剂。在建筑和汽车行业,世界各地都有严格的防火和防烟法规。

 

在欧洲,火车上的所有电气和电子设备均符合欧洲铁路防火安全标准EN 45545-2的认证。在火灾中,低烟密度、空气无不透明性是一个关键因素,对于让铁路车辆中的乘客和工作人员安全逃生和获救至关重要。2020年2月,欧盟禁止在电子显示器和塑料外壳中使用卤化阻燃剂。根据REACH和RoHS,电子显示器不允许含有溴化阻燃剂或卤化阻燃剂。

 

WEEE(废弃电气和电子设备)和 SVHC(高度关注物质)等监管机构在一些非政府组织的投入下,也通过制定某些标准(例如美国保险商实验室(UL)、水平和垂直燃烧等级以及灼热丝测试)。

 

在美国,许多州还禁止使用卤化阻燃剂,因为它们对环境有毒性。这种向更环保替代品的转变将增加对低烟无卤阻燃剂的需求,进而推动市场增长。

 

低烟无卤阻燃剂市场的机遇

1). 含纳米填料和特殊润滑剂的高级低烟无卤阻燃剂将成为新趋势

对于低烟零卤素电缆护套料,必须包含高百分比的填充材料。填充材料的增加可能会使护套的耐化学性和防水性降低,这将会降低其机械和电气性能。LSZH护套在安装过程中会开裂,因此可能需要使用特殊润滑剂以避免损坏。在寒冷的环境中尤其如此。

LSZH 的灵活性有限,因此不适用于机器人或连续柔性应用。因此LSZH电缆通常被选择用于防火安全性比电缆的特定电气和机械性能更受关注的应用。复合材料和加工的***进展减少了其中一些问题。

 

纳米填料被添加到热塑性塑料中。主要优点是:

轻量

气体渗透性降低

高模量和强度

增加耐溶剂性

提高热稳定性

 

这些特性对聚合物带来了益处。2014 年,在欧洲 FP7 研究项目下开发了 NANOFRABS。通过掺入20种纳米填料制备了ABS复合材料的***无卤阻燃剂。这些ABS复合材料广泛用于电器领域。目前,润滑剂如硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁和低分子量蜡在聚烯烃/聚乙烯基质中是优选的,少量(~0.2%-0.5%)以提供材料的柔韧性。

2). 混合动力和全电动汽车中的高性能电缆变体将需求量很大

2020年,丰田销售了300万辆混合动力汽车,并设定了2030年550万辆的目标。尽管2020年充满挑战,大众汽车仍实现了21.2万辆电动汽车的销量,超过了2019年的销量。

 

由于预测年度混合动力汽车和电动汽车的增长上升,预计对充电电缆和内外饰聚合物的需求也将增加。这些充电电缆需要具有零卤素和低烟排放的阻燃性。因此,未来电缆和聚合物部件对低烟无卤阻燃剂的需求将增加。

无卤阻燃剂市场:地理增长和机遇

 

低烟无卤阻燃剂市场的主要挑战

高成本可能是一个主要挑战

传统电缆比低烟无卤阻燃电缆便宜得多。亚太地区、中东和非洲的许多***对低烟无卤护套电缆的法规并不严格,将继续使用各种廉价的传统电缆。此外,目前这一代低烟无卤电缆尚未建立长期性能的可靠历史,这使得客户选择了传统电缆。


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