阻燃环氧板是以环氧树脂为基材,通过添加阻燃剂或采用阻燃性树脂,并经玻璃纤维布增强热压成型,达到特定阻燃等级(如UL94 V-0级)的复合材料板材。以下从定义、核心特性、阻燃原理、应用场景四个方面进行详细说明:
一、定义
阻燃环氧板是以环氧树脂为基材,通过添加阻燃剂或采用阻燃性树脂,并经玻璃纤维布增强热压成型的复合材料板材。其核心特性在于具备普通环氧板的绝缘、耐热、机械强度等性能的同时,还满足特定阻燃等级要求(如UL94 V-0级),能在燃烧时有效抑制火焰蔓延。
二、核心特性
阻燃性能
通过添加磷系、氮系或无机阻燃剂,或采用阻燃性环氧树脂,使材料在燃烧时形成致密碳化层,隔绝氧气并延缓热量传递。例如,采用磷系阻燃剂的环氧板在燃烧时会生成不燃的磷酸液态膜,进一步脱水炭化形成碳层,显著降低燃烧速度。
耐热性
可长期在130℃环境下稳定工作,短期耐温可达180℃甚至更高(如G10环氧板短时耐温288℃),满足高温工况需求。
机械性能
垂直层向弯曲强度常态下≥340MPa,压缩强度≥350MPa,抗冲击强度≥33KJ/m²,能承受机械应力而不变形。
电气性能
体积电阻率高达10¹⁵ Ω·cm以上,介电性能稳定,浸水后仍能保持优异绝缘性,适用于高压电气环境。
三、阻燃原理
阻燃环氧板通过以下机制实现阻燃:
碳化层形成
燃烧时,阻燃剂分解生成不燃气体(如CO₂、NH₃)稀释氧气,同时形成致密碳化层覆盖材料表面,隔绝氧气和热量传递。
自由基捕获
磷系阻燃剂在燃烧区捕获活性自由基(如·OH、·O),中断燃烧链式反应,降低燃烧速率。
协同效应
部分阻燃体系通过多种机制协同作用,如磷-氮协同阻燃剂可同时发挥碳化层形成和自由基捕获作用,显著提升阻燃效率。
四、应用场景
电子电器领域
作为开关、FPC补强板、碳膜印刷电路板、变压器绝缘板等绝缘结构件,防止电气火灾。例如,在配电箱中,阻燃环氧板可有效阻止电弧引发的燃烧蔓延。
新能源汽车与储能领域
用于电池Pack中的电芯间隔板、顶部防护层等,阻断热失控链式反应。实验表明,采用4mm阻燃环氧板的电池模组,热失控扩展时间可延长至无隔板时的5.6倍。
轨道交通与航空航天领域
作为动车、飞机等设备的绝缘板和结构件,满足轻量化与防火双重需求。例如,G10环氧板因阻燃等级UL94 V-0,被广泛应用于飞机内饰和电气系统。
工业设备领域
用于电机绝缘件、研磨齿轮、模具治具等,在潮湿或高温环境下保持性能稳定。例如,3240环氧板因耐温120-130℃、耐压10kV,被广泛用于B级电机绝缘。