Aplicación de adhesivo/sellador/unión de retardantes de llama
Campo de construcción:Instalación de puertas cortafuegos, cortafuegos, tableros cortafuegos.
Campo electrónico y eléctrico:Placas de circuitos, componentes electrónicos.
Industria automotriz:Asientos, tableros, paneles de puertas.
Campo aeroespacial:Instrumentos de aviación, estructuras de naves espaciales.
Artículos para el hogar:Muebles, suelos, papeles pintados.
Cinta de transferencia adhesiva retardante de llama:Excelente para metales, espumas y plásticos como el polietileno.
Funcionamiento de los retardantes de llama
Los retardantes de llama inhiben o retrasan la propagación del fuego al suprimir las reacciones químicas en la llama o mediante la formación de una capa protectora en la superficie de un material.
Pueden mezclarse con el material base (retardantes de llama aditivos) o unirse químicamente a él (retardantes de llama reactivos).Los retardantes de llama minerales suelen ser aditivos, mientras que los compuestos orgánicos pueden ser reactivos o aditivos.
Diseño de adhesivo ignífugo
Un incendio efectivamente tiene cuatro etapas:
Iniciación
Crecimiento
Estado estacionario y
Decadencia
Comparación de las temperaturas de degradación de un adhesivo termoestable típico
Con aquellos alcanzados en varias etapas de un incendio
Cada estado tiene una temperatura de degradación correspondiente como se muestra en la Figura.Al diseñar un adhesivo ignífugo, los formuladores deben esforzarse en ofrecer resistencia a la temperatura en la etapa de fuego adecuada para la aplicación:
● En la fabricación de productos electrónicos, por ejemplo, un adhesivo debe suprimir cualquier tendencia del componente electrónico a incendiarse (o iniciarse) si se produce un aumento de temperatura inducido por un fallo.
● Para unir baldosas o paneles, los adhesivos deben resistir el desprendimiento en las etapas de crecimiento y estado estacionario, incluso cuando están en contacto directo con la llama.
● También deben minimizar los gases tóxicos y el humo emitido.Es probable que las estructuras de carga experimenten las cuatro etapas del incendio.
Limitar el ciclo de combustión
Para limitar el ciclo de combustión, uno o varios de los procesos que contribuyen al incendio deben eliminarse mediante:
● Eliminación del combustible volátil, como por enfriamiento.
● Producción de una barrera térmica, como por ejemplo mediante carbonización, eliminando así el combustible al reducir la transferencia de calor, o
● Extinguir las reacciones en cadena en la llama, por ejemplo mediante la adición de eliminadores de radicales adecuados.
Los aditivos retardantes de llama hacen esto actuando química y/o físicamente en la fase condensada (sólida) o en la fase gaseosa proporcionando una de las siguientes funciones:
●Formadores de carbón:Generalmente compuestos de fósforo, que eliminan la fuente de combustible de carbono y proporcionan una capa aislante contra el calor del fuego.Hay dos mecanismos de formación de carbón:
Redirección de las reacciones químicas involucradas en la descomposición a favor de reacciones que producen carbono en lugar de CO o CO2 y
Formación de una capa superficial de carbón protector.
●Absorbedores de calor:Por lo general, hidratos de metales, como trihidrato de aluminio o hidróxido de magnesio, que eliminan el calor mediante la evaporación del agua de la estructura del retardante de llama.
●Extintores de llama:Generalmente sistemas halógenos a base de bromo o cloro que interfieren con las reacciones en una llama.
● Sinergistas:Generalmente compuestos de antimonio, que mejoran el rendimiento del apagallamas.
Importancia de los retardantes de llama en la protección contra incendios
Los retardantes de llama son una parte importante de la protección contra incendios ya que no sólo reducen el riesgo de inicio de un incendio, sino también el de su propagación.Esto aumenta el tiempo de escape y, por tanto, protege a las personas, la propiedad y el medio ambiente.
Hay muchas formas de establecer un adhesivo como retardante de fuego.Entendamos en detalle la clasificación de los retardantes de llama.
La necesidad de adhesivos ignífugos está aumentando y su uso se está expandiendo a varios sectores industriales diferentes, como el aeroespacial, la construcción, la electrónica y el transporte público (en particular, los trenes).
1: Entonces, uno de los criterios clave obvios es ser resistente a las llamas/no inflamable o, mejor aún, inhibir las llamas: adecuadamente retardante del fuego.
2: El adhesivo no debe desprender humo excesivo o tóxico.
3: El adhesivo debe mantener su integridad estructural a altas temperaturas (tener la mejor resistencia a la temperatura posible).
4: El material adhesivo descompuesto no debe contener subproductos tóxicos.
Parece una tarea difícil encontrar un adhesivo que pueda cumplir con estos requisitos, y en esta etapa, la viscosidad, el color, la velocidad de curado y el método de curado preferido, el relleno de espacios, el rendimiento de resistencia, la conductividad térmica y el embalaje ni siquiera han sido analizados. consideró.Pero los químicos del desarrollo disfrutan de un buen desafío, ¡así que ADÉNTENLO!
Las regulaciones ambientales tienden a ser específicas de la industria y la región.
Se ha descubierto que un gran grupo de los retardantes de llama estudiados tienen un buen perfil medioambiental y sanitario.Estos son:
● Polifosfato de amonio
● Dietilfosfinato de aluminio
● Hidróxido de aluminio
● Hidróxido de magnesio
● Polifosfato de melamina
● Dihidrooxafosfafenantreno
● Estannato de zinc
● Hidroxestanato de zinc
retardante de llama
Se pueden desarrollar adhesivos para que coincidan con una escala móvil de retardo de fuego; aquí hay detalles de las clasificaciones de Underwriters Laboratory Testing.Como fabricantes de adhesivos, estamos viendo solicitudes principalmente para UL94 V-0 y ocasionalmente para HB.
UL94
● HB: combustión lenta sobre probeta horizontal.Velocidad de combustión <76 mm/min para espesores <3 mm o la combustión se detiene antes de 100 mm
● V-2: la combustión (vertical) se detiene en <30 segundos y cualquier goteo puede estar en llamas.
● V-1: la combustión (vertical) se detiene en <30 segundos y se permiten goteos (pero debennoestar ardiendo)
● La combustión V-0 (vertical) se detiene en <10 segundos y se permiten goteos (pero debennoestar ardiendo)
● La quema de 5VB (muestra de placa vertical) se detiene en <60 segundos, sin goteos;La muestra puede desarrollar un agujero.
● 5VA como arriba pero no se permite desarrollar un agujero.
Las dos últimas clasificaciones pertenecerían a un panel adherido más que a una muestra de adhesivo.
La prueba es bastante simple y no requiere equipo sofisticado; aquí hay una configuración de prueba básica:
Puede resultar bastante complicado realizar esta prueba solo con algunos adhesivos.Particularmente para adhesivos que no curan adecuadamente fuera de una junta cerrada.En este caso, sólo puede realizar pruebas entre sustratos adheridos.Sin embargo, el pegamento epoxi y los adhesivos UV se pueden curar como una muestra de prueba sólida.Luego, inserte la muestra de prueba en las mordazas del soporte de sujeción.Mantenga un cubo de arena cerca y recomendamos encarecidamente hacerlo bajo extracción o en una vitrina de gases.¡No active ninguna alarma de humo!Especialmente aquellos vinculados directamente a los servicios de emergencia.Prender fuego a la muestra y medir cuánto tiempo tarda la llama en extinguirse.Compruebe si hay gotas debajo (con suerte, tendrá una bandeja desechable in situ; de lo contrario, adiós, bonita encimera).
Los químicos adhesivos combinan una serie de aditivos para fabricar adhesivos retardantes del fuego y, a veces, incluso para apagar las llamas (aunque esta característica es más difícil de lograr hoy en día, ya que muchos fabricantes de productos solicitan formulaciones libres de halógenos).
Los aditivos para adhesivos resistentes al fuego incluyen
● Compuestos orgánicos formadores de carbón que ayudan a reducir el calor y el humo y protegen el material que se encuentra debajo para que no se queme más.
● Absorbedores de calor, estos son hidratos metálicos normales que ayudan a darle al adhesivo excelentes propiedades térmicas (a menudo, los adhesivos retardantes de fuego se seleccionan para aplicaciones de unión de disipadores de calor donde se requiere una conductividad térmica máxima).
Es un equilibrio cuidadoso ya que estos aditivos causarán interferencia con otras propiedades del adhesivo como resistencia, reología, velocidad de curado, flexibilidad, etc.
¿Existe alguna diferencia entre adhesivos resistentes al fuego y adhesivos retardantes de fuego?
¡Sí!Hay.Ambos términos se han mencionado en el artículo, pero probablemente sea mejor aclarar la historia.
Adhesivos resistentes al fuego
A menudo se trata de productos como cementos adhesivos y selladores inorgánicos.No se queman y soportan temperaturas extremas.Las aplicaciones para este tipo de productos incluyen altos hornos, hornos, etc. No hacen nada para detener la quema de un conjunto.Pero hacen un gran trabajo al mantener unidos todos los fragmentos ardientes.
Adhesivos retardantes de fuego
Estos ayudan a extinguir las llamas y frenar la propagación del fuego.
Muchas industrias buscan este tipo de adhesivos
● Electrónica– para encapsular y encapsular componentes electrónicos, unir disipadores de calor, placas de circuitos, etc. Un cortocircuito electrónico puede provocar fácilmente un incendio.Pero los PCB contienen compuestos retardantes del fuego; a menudo es importante que los adhesivos también tengan estas propiedades.
● Construcción– los revestimientos y suelos (especialmente en zonas públicas) a menudo tienen que ser resistentes al fuego y estar unidos con un adhesivo retardante del fuego.
● Transporte público– vagones de tren, interiores de autobuses, tranvías, etc. Las aplicaciones de los adhesivos retardantes de llama incluyen la unión de paneles compuestos, pisos y otros accesorios y accesorios.Los adhesivos no sólo ayudan a detener la propagación del fuego.Pero proporcionan una unión estética sin necesidad de sujetadores mecánicos antiestéticos (y ruidosos).
● Aviones– Como se mencionó anteriormente, los materiales del interior de la cabina están sujetos a regulaciones estrictas.Deben ser ignífugos y no llenar la cabina de humo negro durante un incendio.
Normas y métodos de prueba para retardantes de llama
Las normas relacionadas con las pruebas de fuego tienen como objetivo determinar el desempeño de un material con respecto a las llamas, el humo y la toxicidad (FST).Se han utilizado ampliamente varias pruebas para determinar la resistencia de los materiales a estas condiciones.
Pruebas seleccionadas para retardantes de llama
| Resistencia a la quema | |
| Norma ASTM D635 | “Tasa de quema de plásticos” |
| Norma ASTM E162 | “Inflamabilidad de los materiales plásticos” |
| UL 94 | “Inflamabilidad de los materiales plásticos” |
| ISO 5657 | "Ignitabilidad de productos de construcción" |
| BS 6853 | “Propagación de la llama” |
| LEJOS 25.853 | “Norma de aeronavegabilidad – Interiores de los compartimentos” |
| NF T 51-071 | “Índice de oxígeno” |
| NF C 20-455 | “Prueba del hilo incandescente” |
| DIN 53438 | “Propagación de la llama” |
| Resistencia a altas temperaturas | |
| BS 476 Parte No. 7 | “Propagación superficial de la llama – Materiales de construcción” |
| DIN 4172 | “Comportamiento ante el fuego de materiales de construcción” |
| ASTM E648 | “Revestimientos de Pisos – Panel Radiante” |
| Toxicidad | |
| SMP 800C | “Pruebas de toxicidad” |
| BS 6853 | “Emisión de humo” |
| NF X 70-100 | “Pruebas de toxicidad” |
| ATS 1000.01 | “Densidad del humo” |
| Generación de humo | |
| BS 6401 | “Densidad óptica específica del humo” |
| BS 6853 | “Emisión de humo” |
| NES 711 | “Índice de humo de los productos de la combustión” |
| Norma ASTM D2843 | “Densidad del humo procedente de la quema de plásticos” |
| CD5659 | “Densidad óptica específica – Generación de humo” |
| ATS 1000.01 | “Densidad del humo” |
| DIN 54837 | “Generación de humo” |
Prueba de resistencia a la quema
En la mayoría de las pruebas que miden la resistencia a la quema, los adhesivos adecuados son aquellos que no continúan ardiendo durante un período significativo después de retirar la fuente de ignición.En estas pruebas, la muestra de adhesivo curado puede someterse a ignición independientemente de cualquier adherente (el adhesivo se prueba como una película libre).
Aunque este enfoque no simula la realidad práctica, proporciona datos útiles sobre la resistencia relativa del adhesivo a la quema.
También se pueden probar estructuras de muestra tanto con adhesivo como con adherente.Estos resultados pueden ser más representativos del desempeño del adhesivo en un incendio real ya que la contribución proporcionada por el adherente podría ser positiva o negativa.
Prueba de combustión vertical UL-94
Proporciona una evaluación preliminar de la inflamabilidad relativa y el goteo de los polímeros utilizados en equipos eléctricos, dispositivos electrónicos, electrodomésticos y otras aplicaciones.Aborda las características de uso final de ignición, velocidad de combustión, propagación de la llama, contribución de combustible, intensidad de la combustión y productos de la combustión.
Trabajo y configuración: en esta prueba, se monta verticalmente una muestra de película o sustrato recubierto en un recinto libre de corrientes de aire.Se coloca un quemador debajo de la muestra durante 10 segundos y se cronometra la duración del encendido.Se anota cualquier goteo que encienda el algodón quirúrgico colocado a 12 pulgadas debajo de la muestra.
La prueba tiene varias clasificaciones:
94 V-0: Ningún espécimen presenta combustión con llama durante más de 10 segundos después de la ignición.Las muestras no se queman hasta la abrazadera de sujeción, no gotean ni encienden el algodón, ni tienen una combustión incandescente que persiste durante 30 segundos después de retirar la llama de prueba.
94 V-1: Ningún espécimen deberá tener combustión con llama durante más de 30 segundos después de cada encendido.Las muestras no se queman hasta la abrazadera de sujeción, no gotean ni encienden el algodón, ni tienen un resplandor de más de 60 segundos.
94 V-2: Esto implica los mismos criterios que V-1, excepto que se permite que las muestras gotee y encienda el algodón debajo de la muestra.
Otras estrategias para medir la resistencia a la quema
Otro método para medir la resistencia a la combustión de un material es medir el índice límite de oxígeno (LOI).El LOI es la concentración mínima de oxígeno expresada como porcentaje en volumen de una mezcla de oxígeno y nitrógeno que apenas soporta la combustión con llama de un material inicialmente a temperatura ambiente.
La resistencia de un adhesivo a altas temperaturas en caso de incendio necesita una consideración especial además de los efectos de llama, humo y toxicidad.A menudo, el sustrato protegerá el adhesivo de un incendio.Sin embargo, si el adhesivo se afloja o se degrada debido a la temperatura del fuego, la junta puede fallar provocando la separación del sustrato y el adhesivo.Si esto sucede, el propio adhesivo queda expuesto junto con el sustrato secundario.Estas superficies frescas pueden contribuir aún más al incendio.
La cámara de densidad de humo NIST (ASTM D2843, BS 6401) se utiliza ampliamente en todos los sectores industriales para la determinación del humo generado por materiales sólidos y conjuntos montados en posición vertical dentro de una cámara cerrada.La densidad del humo se mide ópticamente.
Cuando un adhesivo se intercala entre dos sustratos, la resistencia al fuego y la conductividad térmica de los sustratos controlan la descomposición y la emisión de humo del adhesivo.
En las pruebas de densidad de humo, los adhesivos se pueden probar solos como un recubrimiento libre para imponer la peor condición posible.
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