Nanošenje ljepila / zaptivača / usporivača gorenja za lijepljenje
Građevinska oblast:Ugradnja protivpožarnih vrata, zaštitnih zidova, protivpožarnih ploča
Elektronsko i električno polje:Štampane ploče, elektronske komponente
Automobilska industrija:Sjedala, instrumentne ploče, obloge vrata
Vazduhoplovno područje:Avio instrumenti, strukture svemirskih letjelica
Kućni predmeti:Namještaj, podovi, tapete
Samoljepljiva traka za transfer otporna na plamen:Odlično za metale, pjene i plastiku poput polietilena
Funkcionisanje usporivača plamena
Usporivači gorenja inhibiraju ili odlažu širenje vatre potiskivanjem hemijskih reakcija u plamenu ili stvaranjem zaštitnog sloja na površini materijala.
Mogu se miješati s osnovnim materijalom (aditivni usporivači gorenja) ili hemijski vezati za njega (reaktivni usporivači gorenja). Mineralni usporivači gorenja su obično aditivni, dok organski spojevi mogu biti reaktivni ili aditivni.
Dizajniranje ljepila otpornog na vatru
Požar efektivno ima četiri faze:
Inicijacija
Rast
Stacionarno stanje i
Propadanje
Poređenje temperatura degradacije tipičnog termoreaktivnog ljepila
S onima koji su pogođeni u različitim fazama požara
Svako stanje ima odgovarajuću temperaturu degradacije kao što je prikazano na slici. Prilikom dizajniranja ljepila za usporavanje gorenja, formulatori moraju uložiti napore u postizanje temperaturne otpornosti na odgovarajućoj fazi požara za primjenu:
● U elektronici, na primjer, ljepilo mora suzbiti svaku tendenciju elektronske komponente da se zapali - ili inicira - ako dođe do porasta temperature izazvanog kvarom.
● Za lijepljenje pločica ili panela, ljepila moraju biti otporna na odvajanje u fazama rasta i stabilnog stanja, čak i kada su u direktnom kontaktu s plamenom.
● Također moraju smanjiti emisiju otrovnih plinova i dima. Nosive konstrukcije će vjerovatno biti izložene svim četiri fazama požara.
Ograničavanje ciklusa sagorijevanja
Da bi se ograničio ciklus sagorijevanja, jedan ili više procesa koji doprinose požaru moraju se ukloniti na sljedeći način:
● Eliminacija hlapljivog goriva, na primjer hlađenjem
● Stvaranje termalne barijere, kao što je ugljenisanje, čime se eliminiše gorivo smanjenjem prenosa toplote, ili
● Gašenje lančanih reakcija u plamenu, na primjer dodavanjem odgovarajućih hvatača radikala
Aditivi za usporavanje gorenja to čine djelovanjem hemijski i/ili fizički u kondenzovanoj (čvrstoj) fazi ili u gasovitoj fazi pružajući jednu od sljedećih funkcija:
●Formatori ugljena:Obično su to spojevi fosfora, koji uklanjaju izvor ugljika kao goriva i pružaju izolacijski sloj protiv topline vatre. Postoje dva mehanizma stvaranja ugljena:
Preusmjeravanje hemijskih reakcija uključenih u razgradnju u korist reakcija koje daju ugljik umjesto CO ili CO2 i
Formiranje površinskog sloja zaštitnog ugljenisanog materijala
●Apsorberi toplote:Obično metalni hidrati, poput aluminijum trihidrata ili magnezijum hidroksida, koji uklanjaju toplotu isparavanjem vode iz strukture usporivača gorenja.
●Gasioci plamena:Obično halogeni sistemi na bazi broma ili hlora koji ometaju reakcije u plamenu.
● Sinergisti:Obično spojevi antimona, koji poboljšavaju performanse gašitelja plamena.
Značaj usporivača plamena u zaštiti od požara
Usporivači gorenja važan su dio zaštite od požara jer ne samo da smanjuju rizik od izbijanja požara, već i od njegovog širenja. To povećava vrijeme evakuacije i na taj način štiti ljude, imovinu i okoliš.
Postoji mnogo načina da se ljepilo utvrdi kao usporivač gorenja. Hajde da detaljno shvatimo klasifikaciju usporivača gorenja.
Potražnja za ljepilima otpornim na vatru raste, a njihova upotreba se širi na niz različitih industrijskih sektora, uključujući primjerice zrakoplovstvo, građevinarstvo, elektroniku i javni prijevoz (posebno vlakove).
1: Dakle, jedan od očiglednih ključnih kriterija je da bude otporan na plamen / negoriv ili, još bolje, da inhibira plamen - ispravno usporivač gorenja.
2: Ljepilo ne smije ispuštati prekomjeran ili toksičan dim.
3: Ljepilo treba održati svoju strukturnu cjelovitost na visokim temperaturama (imati što bolju otpornost na temperature).
4: Razgrađeni ljepljivi materijal ne smije sadržavati toksične nusproizvode.
Izgleda kao težak zadatak pronaći ljepilo koje može ispuniti ove zahtjeve – a u ovoj fazi, viskoznost, boja, brzina stvrdnjavanja i preferirana metoda stvrdnjavanja, popunjavanje praznina, čvrstoća, toplinska provodljivost i pakiranje nisu čak ni uzeti u obzir. Ali hemičari koji su u razvoju uživaju u dobrom izazovu, zato SAMO NAPRIJED!
Propisi o zaštiti okoliša obično su specifični za industriju i regiju
Utvrđeno je da velika grupa proučavanih usporivača gorenja ima dobar ekološki i zdravstveni profil. To su:
● Amonijum polifosfat
● Aluminijum dietilfosfinat
● Aluminijum hidroksid
● Magnezijum hidroksid
● Melamin polifosfat
● Dihidrooksafosfafenantren
● Cink stanat
● Cink hidroksistanat
Otpornost na plamen
Ljepila se mogu razviti tako da odgovaraju kliznoj skali usporavanja gorenja – evo detalja o klasifikacijama Underwriters Laboratory Testing. Kao proizvođači ljepila, vidimo zahtjeve uglavnom za UL94 V-0, a povremeno i za HB.
UL94
● HB: sporo gorenje na horizontalnom uzorku. Brzina gorenja <76 mm/min za debljinu <3 mm ili gorenje prestaje prije 100 mm
● V-2: (vertikalno) gorenje prestaje za <30 sekundi i eventualno kapanje može biti plameno
● V-1: (vertikalno) gorenje prestaje za <30 sekundi, a kapanje je dozvoljeno (ali moranegorjeti)
● V-0 (vertikalno) gorenje prestaje za <10 sekundi, a kapanje je dozvoljeno (ali moranegorjeti)
● 5VB (vertikalni uzorak plaka) gorenje prestaje za <60 sekundi, nema kapanja; uzorak može stvoriti rupu.
● 5VA kao gore navedeno, ali nije dozvoljeno stvaranje rupe.
Dvije posljednje klasifikacije odnosile bi se na lijepljenu ploču, a ne na uzorak ljepila.
Testiranje je prilično jednostavno i ne zahtijeva sofisticiranu opremu, evo osnovne postavke testa:
Može biti prilično teško provesti ovaj test samo na nekim ljepilima. Posebno za ljepila koja se neće pravilno stvrdnuti izvan zatvorenog spoja. U ovom slučaju, možete testirati samo između lijepljenih podloga. Međutim, epoksidno ljepilo i UV ljepila mogu se stvrdnuti kao čvrsti ispitni uzorak. Zatim umetnite ispitni uzorak u čeljusti stezaljke. Držite kantu s pijeskom u blizini i toplo preporučujemo da to radite pod ventilacijom ili u digestoru. Nemojte paliti detektore dima! Pogotovo one koji su direktno povezani sa hitnim službama. Uhvatite uzorak na vatri i izmjerite koliko je vremena potrebno da se plamen ugasi. Provjerite ima li kapanja ispod (nadamo se da imate poslužavnik za jednokratnu upotrebu; u suprotnom, zbogom lijepoj radnoj površini).
Hemičari koji se bave ljepilima kombiniraju brojne aditive kako bi napravili ljepila koja usporavaju gorenje – a ponekad čak i kako bi ugasili plamen (iako je ovu karakteristiku danas teže postići jer mnogi proizvođači robe sada zahtijevaju formulacije bez halogena).
Aditivi za ljepila otporna na vatru uključuju
● Organski spojevi koji stvaraju ugljen, a pomažu u smanjenju toplote i dima te štite materijal ispod od daljnjeg gorenja.
● Apsorberi toplote, to su normalni metalni hidrati koji pomažu da ljepilo ima odlična termička svojstva (često se ljepila usporivača gorenja biraju za primjene lijepljenja hladnjaka gdje je potrebna maksimalna toplotna provodljivost).
To je pažljiva ravnoteža jer će ovi aditivi uzrokovati interferenciju s drugim svojstvima ljepila kao što su čvrstoća, reologija, brzina stvrdnjavanja, fleksibilnost itd.
Postoji li razlika između ljepila otpornih na vatru i ljepila usporivača gorenja?
Da! Postoji. Oba termina su već spomenuta u članku, ali je vjerovatno najbolje da se situacija razjasni.
Ljepila otporna na vatru
To su često proizvodi poput neorganskih ljepljivih cementa i zaptivača. Oni ne gore i podnose ekstremne temperature. Primjena ovih vrsta proizvoda uključuje visoke peći, pečnice itd. Oni ne čine ništa da spriječe gorenje sklopa. Ali odlično drže sve zapaljene dijelove zajedno.
Ljepila za usporavanje gorenja
Ovi postupci pomažu u gašenju plamena i usporavaju širenje vatre.
Mnoge industrije traže ove vrste ljepila
● Elektronika– za zalijevanje i kapsuliranje elektronike, lijepljenje hladnjaka, tiskanih ploča itd. Kratki spoj u elektronici može lako izazvati požar. Ali PCB-i sadrže spojeve usporivača gorenja – često je važno da i ljepila imaju ta svojstva.
● Građevinarstvo– obloge i podovi (posebno u javnim prostorima) često moraju biti negorivi i lijepljeni ljepilom otpornim na vatru.
● Javni prijevoz– vagoni vozova, unutrašnjost autobusa, tramvaji itd. Primjena ljepila za usporavanje gorenja uključuje lijepljenje kompozitnih panela, podova i drugih elemenata i spojnica. Ljepila ne samo da pomažu u zaustavljanju širenja požara, već i pružaju estetski spoj bez potrebe za ružnim (i zveckavim) mehaničkim pričvršćivačima.
● Avioni– kao što je ranije spomenuto, materijali za unutrašnjost kabine podliježu strogim propisima. Moraju biti vatrootporni i ne smiju ispunjavati kabinu crnim dimom tokom požara.
Standardi i metode ispitivanja za usporivače gorenja
Standardi koji se odnose na ispitivanje požara imaju za cilj određivanje performansi materijala u odnosu na plamen, dim i toksičnost (FST). Nekoliko testova se široko koristi za određivanje otpornosti materijala na ove uslove.
Odabrani testovi za usporivače gorenja
| Otpornost na gorenje | |
| ASTM D635 | "Brzina sagorijevanja plastike" |
| ASTM E162 | "Zapaljivost plastičnih materijala" |
| UL 94 | "Zapaljivost plastičnih materijala" |
| ISO 5657 | "Zapaljivost građevinskih proizvoda" |
| BS 6853 | "Širenje plamena" |
| FAR 25.853 | "Standard plovidbenosti - Unutrašnjost odjeljka" |
| NF T 51-071 | "Indeks kisika" |
| NF C 20-455 | "Test užarene žice" |
| DIN 53438 | "Širenje plamena" |
| Otpornost na visoke temperature | |
| BS 476 broj dijela 7 | "Površinsko širenje plamena – građevinski materijali" |
| DIN 4172 | "Ponašanje građevinskih materijala u slučaju požara" |
| ASTM E648 | „Podne obloge – Radiant Panel“ |
| Toksičnost | |
| SMP 800C | "Testiranje toksikologije" |
| BS 6853 | "Emisija dima" |
| NF X 70-100 | "Testiranje toksikologije" |
| ATS 1000,01 | "Gustoća dima" |
| Stvaranje dima | |
| BS 6401 | "Specifična optička gustoća dima" |
| BS 6853 | "Emisija dima" |
| NES 711 | "Indeks dima produkata sagorijevanja" |
| ASTM D2843 | "Gustoća dima od sagorijevanja plastike" |
| ISO CD5659 | "Specifična optička gustina – stvaranje dima" |
| ATS 1000,01 | "Gustoća dima" |
| DIN 54837 | "Generacija dima" |
Ispitivanje otpornosti na gorenje
U većini testova koji mjere otpornost na gorenje, pogodna ljepila su ona koja ne nastavljaju gorjeti značajniji period nakon uklanjanja izvora paljenja. U ovim testovima, uzorak očvrslog ljepila može biti podvrgnut paljenju nezavisno od bilo kojeg prianjajućeg materijala (ljepilo se testira kao slobodni film).
Iako ovaj pristup ne simulira praktičnu stvarnost, pruža korisne podatke o relativnoj otpornosti ljepila na gorenje.
Mogu se testirati i uzorci struktura s ljepilom i prianjajućim materijalom. Ovi rezultati mogu biti reprezentativniji za performanse ljepila u stvarnom požaru, budući da doprinos prianjajućeg materijala može biti pozitivan ili negativan.
UL-94 Vertikalni test gorenja
Pruža preliminarnu procjenu relativne zapaljivosti i kapanja polimera koji se koriste u električnoj opremi, elektronskim uređajima, aparatima i drugim primjenama. Obrađuje karakteristike krajnje upotrebe kao što su paljenje, brzina gorenja, širenje plamena, doprinos goriva, intenzitet gorenja i produkti sagorijevanja.
Rad i postavljanje - U ovom testu, uzorak filma ili premazane podloge se postavlja vertikalno u prostor bez propuha. Plamenik se postavlja ispod uzorka na 10 sekundi, a vrijeme trajanja plamena se mjeri. Bilježi se svako kapanje koje zapali hirurški pamuk postavljen 30 cm ispod uzorka.
Test ima nekoliko klasifikacija:
94 V-0: Nijedan uzorak ne sagorijeva plameno duže od 10 sekundi nakon paljenja. Uzorci ne gore do stezaljke, ne kapaju i ne pale vamu, niti imaju žarenje koje traje 30 sekundi nakon uklanjanja ispitnog plamena.
94 V-1: Nijedan uzorak ne smije imati plameno sagorijevanje duže od 30 sekundi nakon svakog paljenja. Uzorci ne smiju izgorjeti do stezaljke, kapati i zapaliti vatu, niti imati naknadno svjetlo duže od 60 sekundi.
94 V-2: Ovo uključuje iste kriterije kao i V-1, osim što se s uzorka ostavlja da kaplje i zapali pamuk ispod uzorka.
Druge strategije za mjerenje otpornosti na gorenje
Druga metoda za mjerenje otpornosti materijala na gorenje je mjerenje graničnog indeksa kisika (LOI). LOI je minimalna koncentracija kisika izražena kao volumenski postotak smjese kisika i dušika koja podržava plameno sagorijevanje materijala u početku na sobnoj temperaturi.
Otpornost ljepila na visoke temperature u slučaju požara zahtijeva posebnu pažnju, pored efekata plamena, dima i toksičnosti. Često će podloga zaštititi ljepilo od požara. Međutim, ako se ljepilo olabavi ili degradira zbog temperature požara, spoj može pući, što uzrokuje odvajanje podloge i ljepila. Ako se to dogodi, samo ljepilo postaje izloženo zajedno sa sekundarnom podlogom. Ove svježe površine tada mogu dodatno doprinijeti požaru.
NIST komora za gustoću dima (ASTM D2843, BS 6401) se široko koristi u svim industrijskim sektorima za određivanje dima koji stvaraju čvrsti materijali i sklopovi montirani u vertikalnom položaju unutar zatvorene komore. Gustoća dima se mjeri optički.
Kada se ljepilo nalazi između dvije podloge, otpornost na vatru i toplinska provodljivost podloga kontroliraju razgradnju i emisiju dima ljepila.
U testovima gustoće dima, ljepila se mogu testirati sama kao slobodni premaz kako bi se odredio najgori mogući uslov.
Pronađite odgovarajuću klasu usporivača plamena
Pogledajte širok asortiman vrsta usporivača gorenja dostupnih na današnjem tržištu, analizirajte tehničke podatke svakog proizvoda, zatražite tehničku pomoć ili uzorke.
TF-101, TF-201, TF-AMP
