普通TPU属于易燃物,其极限氧指数(LOI)仅为16%~18%,遇火会迅速燃烧并分解产生大量有毒烟雾。
其原因是TPU的分子结构中含有大量的易燃元素和链段,这些元素和链段在遇火时容易发生热解和燃烧反应。也就是,TPU分子中的软段部分,通常是由低聚物多元醇(如聚酯或聚醚)构成,这些软段在高温下容易分解,产生可燃气体。
同时,TPU中的硬段部分,由异氰酸酯和小分子扩链剂组成,也含有易燃的碳-碳键和碳-氢键,这些键在燃烧过程中会断裂,释放出能量并加剧燃烧。此外,TPU分子结构中可能还存在一些易燃的添加剂或杂质,这些物质在燃烧过程中也会起到助燃作用。
TPU(热塑性聚氨酯)的阻燃等级主要分为V0、V1、V2、HB。
具体到UL94标准,TPU的阻燃等级包括UL94-V0、V1、V2、HB。
UL94标准是一个用于评估材料可燃性的标准测试方法,其中UL94-V0等级表示材料在测试中几乎不燃烧,这种等级的TPU适用于对材料阻燃性能有严格要求的应用场景。UL94-V1和UL94-V2等级较低,分别表示材料在火源移开后持续燃烧的时间不超过30秒和60秒。而UL94-HB是UL标准中最低的阻燃级别。
TPU阻燃的性能
高弹性和高张力:阻燃TPU材料具有良好的弹性体性能,其拉伸强度可达70MPa,断裂伸长率可高达1000%,远高于天然橡胶和PVC。
强韧度:阻燃TPU具有良好的承载能力和抗冲击性,能够抵抗一般敲打而不易破裂,展现出优异的减震性能。
耐老化、耐水解:阻燃TPU具有优异的耐老化性能,能够在1~2年内保持良好的性能,不易发生水解。
耐低温性:阻燃TPU在低温下仍能保持良好的弹性和柔韧性,通常能达到-50℃的低温性能,适合在寒冷环境下使用。
阻燃性能:通过引入含磷、氮等元素的阻燃剂,阻燃TPU在燃烧过程中能够释放自由基,猝灭燃烧反应,达到阻燃效果,且阻燃级别可达到V0级。
TPU阻燃的应用领域
建筑材料:阻燃TPU膜不仅美观,而且大大提升了室内装潢的安全性,可以用作地板或墙壁的覆盖材料,提高室内装潢的安全性能。
汽车制造:阻燃TPU用于车辆内部零件,如坐椅布料、门扇外皮等,这能够降低事故发生时火势蔓延的风险。
电力电缆护套:阻燃TPU膜作为护套材料,有效预防电线老化引起的火灾。