銀塑阻燃：ABS電器外殼高溫場(chǎng)景阻燃解決方案

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一、ABS 塑料燃燒的四個(gè)階段

1.?加熱階段：

當(dāng) ABS 電器外殼處于高溫應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，開(kāi)始吸收熱量。熱量從外部傳遞至材料內(nèi)部，使 ABS 塑料分子的熱運(yùn)動(dòng)逐漸加劇。在此階段，ABS 塑料的物理狀態(tài)逐漸改變，如變軟、開(kāi)始呈現(xiàn)熔融狀態(tài)，但尚未發(fā)生化學(xué)變化，未產(chǎn)生新的物質(zhì)。

2.?熱分解階段：

隨著溫度持續(xù)升高，達(dá)到 ABS 塑料的熱分解溫度后，其分子鏈開(kāi)始斷裂。ABS 是由丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚而成，熱分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生多種揮發(fā)性可燃?xì)怏w，如苯、乙烯以及丙烯腈等小分子化合物。這些可燃?xì)怏w為后續(xù)的燃燒提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.?引燃階段：

熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w與周圍空氣中的氧氣充分混合，當(dāng)混合氣體達(dá)到一定的濃度范圍，并且遇到足夠能量的火源（如電器內(nèi)部的電火花）或者達(dá)到可燃?xì)怏w的自燃溫度時(shí)，就會(huì)被點(diǎn)燃，從而產(chǎn)生火焰，標(biāo)志著燃燒過(guò)程正式開(kāi)始。此時(shí)雖然火勢(shì)相對(duì)較小，但如果不加以控制，將會(huì)迅速發(fā)展。

4.?燃燒階段：

一旦引燃，燃燒反應(yīng)會(huì)迅速蔓延。燃燒所釋放出的大量熱量會(huì)進(jìn)一步促使 ABS 塑料持續(xù)熱分解，源源不斷地產(chǎn)生更多可燃?xì)怏w，從而維持并加劇燃燒。同時(shí)，燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量煙霧以及一氧化碳、氫氰酸等有毒氣體，不僅對(duì)人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，還會(huì)阻礙人員疏散和滅火救援工作。

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二、具體電器火災(zāi)案例分析

案例詳情

某辦公室的一臺(tái)老舊臺(tái)式電腦，在一次日常使用過(guò)程中突然冒煙起火。該電腦使用年限較長(zhǎng)，內(nèi)部散熱風(fēng)扇積塵嚴(yán)重，導(dǎo)致散熱效率大幅下降。電腦運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)，使得電腦主機(jī)的 ABS 塑料外殼長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境。

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原因分析

1.?材料方面：

可能由于成本控制等因素，該電腦生產(chǎn)時(shí)選用的 ABS 塑料外殼阻燃性能本身就未達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)，或者隨著使用年限增長(zhǎng)及高溫影響，阻燃劑逐漸失效，使得材料的阻燃性能大幅降低。

2.?散熱問(wèn)題：

散熱風(fēng)扇積塵致使散熱不暢，熱量在電腦內(nèi)部積聚，使得 ABS 外殼局部溫度過(guò)高，加速了熱分解過(guò)程，產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w。

3.?引燃因素：

電腦內(nèi)部復(fù)雜的電路在運(yùn)行過(guò)程中，可能產(chǎn)生微小的電火花。當(dāng)熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w達(dá)到一定濃度后，遇到電火花便被引燃，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。

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三、銀塑阻燃增效降本解決方案分析

1.?優(yōu)化阻燃劑體系

• 主阻燃劑選擇：選用新型高效的溴 - 磷復(fù)合阻燃劑作為主阻燃劑。這種阻燃劑結(jié)合了溴系阻燃劑高效捕捉自由基的氣相阻燃優(yōu)勢(shì)以及磷系阻燃劑促進(jìn)炭層形成的凝聚相阻燃優(yōu)勢(shì)。例如，特定結(jié)構(gòu)的溴化磷腈化合物，在高溫下，一方面分解產(chǎn)生含溴自由基捕捉燃燒過(guò)程中的活性自由基，中斷燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；另一方面，磷元素促使 ABS 塑料表面脫水炭化，形成致密的炭層，隔絕氧氣和熱量傳遞。添加量可控制在 8% - 12%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），相較于傳統(tǒng)單一阻燃劑，在達(dá)到相同阻燃效果的情況下，用量可減少 20% - 30%，從而降低成本。

• 輔阻燃劑搭配：搭配少量的氮系阻燃劑，如三聚氰胺氰尿酸鹽（MCA）。MCA 在高溫下分解產(chǎn)生氮?dú)獾炔蝗夹詺怏w，稀釋可燃?xì)怏w濃度，同時(shí)與主阻燃劑產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)阻燃效果。此外，MCA 還具有良好的熱穩(wěn)定性和與 ABS 的相容性，對(duì)材料的物理性能影響較小。其添加量一般在 2% - 5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

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廣州銀塑阻燃公司專屬 ABS 阻燃劑解決方案

? ? ? 廣州銀塑阻燃新材料股份有限公司為 ABS 材料專門研發(fā)了兩款高性能阻燃劑：ABS-P-20M 和 ABS-XT-22M。

• ABS-P-20M 是一種專用紅磷阻燃母粒，以穩(wěn)定化處理的紅磷為主要原料，通過(guò)熔融共混造粒而成。其添加量為 20%時(shí)即可達(dá)到 UL94-V0(2mm)級(jí)阻燃效果，同時(shí)具備加工安全、使用方便的特點(diǎn)，可直接與 ABS 注塑成型，適用于各種需要阻燃處理的 ABS 制品。

• ABS-XT-22M 是一種溴銻阻燃母粒，以溴和銻化合物為阻燃劑，氯化聚乙烯為載體。其添加量為 22%時(shí)，可達(dá)到 UL94-V0(2mm)級(jí)阻燃效果，能夠顯著提高產(chǎn)品加工過(guò)程中的分散性，避免粉塵污染，降低材料損耗，并簡(jiǎn)化工藝流程，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。

這兩種阻燃劑均經(jīng)過(guò)優(yōu)化配方，可在保證阻燃性能的同時(shí)，進(jìn)一步降低材料添加量，從而降低生產(chǎn)成本，同時(shí)滿足不同客戶的工藝和性能需求。

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2.?改進(jìn)加工工藝

• 溫度精準(zhǔn)控制：在注塑成型過(guò)程中，利用先進(jìn)的溫度監(jiān)測(cè)設(shè)備，精確控制料筒溫度、模具溫度等關(guān)鍵參數(shù)。針對(duì)含新型阻燃劑的 ABS 材料，將料筒溫度設(shè)定為前段 205 - 215℃，中段 215 - 225℃，后段 195 - 205℃，模具溫度控制在 45 - 55℃。這樣既能保證阻燃劑的穩(wěn)定性，避免因溫度過(guò)高導(dǎo)致阻燃劑分解失效，又能確保 ABS 塑料充分塑化，提高產(chǎn)品質(zhì)量。通過(guò)優(yōu)化溫度控制，產(chǎn)品的次品率可降低 10% - 15%，減少生產(chǎn)成本。

• 混合與分散優(yōu)化：采用高速攪拌與雙螺桿擠出相結(jié)合的方式，確保阻燃劑在 ABS 樹(shù)脂中均勻分散。在高速攪拌過(guò)程中，將阻燃劑與 ABS 樹(shù)脂初步混合，使阻燃劑顆粒均勻分布在樹(shù)脂顆粒表面；然后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)的強(qiáng)剪切和混煉作用，進(jìn)一步細(xì)化阻燃劑顆粒，并使其在樹(shù)脂基體中形成穩(wěn)定的分散相。良好的分散性使得阻燃劑能夠充分發(fā)揮作用，在降低阻燃劑用量的情況下，依然能保證材料達(dá)到 UL94V0 標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)提高材料性能的穩(wěn)定性。

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3.?散熱與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

• 散熱設(shè)計(jì)改進(jìn)：重新設(shè)計(jì)電器外殼的散熱結(jié)構(gòu)，例如在電腦主機(jī)外殼上，增加散熱鰭片的數(shù)量和高度，優(yōu)化散熱孔的布局和大小。通過(guò)模擬軟件分析氣流走向，使散熱孔的分布更加合理，提高散熱效率。改進(jìn)后的散熱結(jié)構(gòu)可使 ABS 外殼表面溫度降低 10 - 15℃，有效延緩 ABS 塑料的熱分解速度，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，優(yōu)化散熱結(jié)構(gòu)所增加的成本相對(duì)較低，約為產(chǎn)品總成本的 3% - 5%，但卻能顯著提升產(chǎn)品的安全性和可靠性。

• 防火結(jié)構(gòu)增強(qiáng)：在電器內(nèi)部，設(shè)置防火隔離層。例如，在電路板與 ABS 外殼之間，添加一層薄的陶瓷纖維防火氈。這種防火氈具有良好的隔熱性能和防火性能，能夠有效阻止熱量傳遞到 ABS 外殼，同時(shí)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可延緩火勢(shì)蔓延，為人員疏散和滅火提供更多時(shí)間。陶瓷纖維防火氈成本較低，且安裝方便，對(duì)產(chǎn)品整體成本影響較小，約增加 2% - 3%，但能大幅提升防火安全性。

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通過(guò)以上銀塑阻燃增效降本解決方案，能夠在滿足 ABS 電器外殼在高溫應(yīng)用場(chǎng)景達(dá)到阻燃 UL94-V0 材料標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，有效降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，從多個(gè)方面防止電器引發(fā)火災(zāi)隱患。