Nanošenje ljepila / brtvila / usporivača gorenja za lijepljenje
Građevinsko područje:Ugradnja protupožarnih vrata, vatrozida, protupožarnih ploča
Elektroničko i električno područje:Ploče, elektroničke komponente
Automobilska industrija:Sjedala, nadzorne ploče, obloge vrata
Zrakoplovno područje:Zrakoplovni instrumenti, strukture svemirskih letjelica
Kućanski predmeti:Namještaj, podovi, tapete
Ljepljiva traka za prijenos otporna na plamen:Izvrsno za metale, pjene i plastiku poput polietilena
Djelovanje usporivača plamena
Usporivači gorenja inhibiraju ili odgađaju širenje požara potiskivanjem kemijskih reakcija u plamenu ili stvaranjem zaštitnog sloja na površini materijala.
Mogu se pomiješati s osnovnim materijalom (aditivni usporivači gorenja) ili kemijski vezati za njega (reaktivni usporivači gorenja). Mineralni usporivači gorenja obično su aditivni, dok organski spojevi mogu biti reaktivni ili aditivni.
Dizajniranje ljepila otpornog na vatru
Požar zapravo ima četiri faze:
Inicijacija
Rast
Stacionarno stanje i
Propadanje
Usporedba temperatura razgradnje tipičnog termoreaktivnog ljepila
S onima koji su dosegnuti u raznim fazama požara
Svako stanje ima odgovarajuću temperaturu razgradnje kao što je prikazano na slici. Prilikom dizajniranja ljepila za usporavanje gorenja, formulatori moraju uložiti napore u postizanje temperaturne otpornosti na pravoj fazi požara za primjenu:
● U elektroničkoj proizvodnji, na primjer, ljepilo mora suzbiti svaku tendenciju elektroničke komponente da se zapali - ili inicira - ako dođe do porasta temperature uzrokovanog kvarom.
● Za lijepljenje pločica ili panela, ljepila moraju biti otporna na odvajanje u fazama rasta i stabilnog stanja, čak i kada su u izravnom kontaktu s plamenom.
● Također moraju smanjiti ispuštanje otrovnih plinova i dima. Nosive konstrukcije vjerojatno će iskusiti sve četiri faze požara.
Ograničavanje ciklusa izgaranja
Kako bi se ograničio ciklus izgaranja, jedan ili više procesa koji doprinose požaru moraju se ukloniti na sljedeći način:
● Uklanjanje hlapljivog goriva, hlađenjem
● Stvaranje toplinske barijere, na primjer ugljenisanjem, čime se eliminira gorivo smanjenjem prijenosa topline, ili
● Gašenje lančanih reakcija u plamenu, na primjer dodavanjem odgovarajućih hvatača radikala
Aditivi za usporavanje gorenja to čine kemijskim i/ili fizičkim djelovanjem u kondenziranoj (krutoj) fazi ili u plinovitoj 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 kemijskih reakcija uključenih u razgradnju u korist reakcija koje daju ugljik umjesto CO ili CO2 i
Stvaranje površinskog sloja zaštitnog ugljena
●Apsorberi topline:Obično metalni hidrati, poput aluminijevog trihidrata ili magnezijevog hidroksida, koji odvode toplinu isparavanjem vode iz strukture usporivača gorenja.
●Gasioci plamena:Obično halogeni sustavi na bazi broma ili klora koji ometaju reakcije u plamenu.
● Sinergisti:Obično spojevi antimona, koji poboljšavaju performanse gašitelja plamena.
Značaj usporivača gorenja 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 time štiti ljude, imovinu i okoliš.
Postoji mnogo načina za utvrđivanje ljepila kao usporivača gorenja. Razmotrimo detaljno klasifikaciju usporivača gorenja.
Potreba za ljepilima otpornim na vatru raste, a njihova upotreba se širi na niz različitih industrijskih sektora, uključujući zrakoplovstvo, građevinarstvo, elektroniku i javni prijevoz (posebno vlakove).
1: Dakle, jedan od očitih ključnih kriterija je biti otporan na plamen / negoriv ili, još bolje, inhibirati plamen - ispravno usporivač gorenja.
2: Ljepilo ne smije ispuštati prekomjeran ili otrovan dim.
3: Ljepilo mora održati svoju strukturnu cjelovitost na visokim temperaturama (imati što bolju temperaturnu otpornost).
4: Razgrađeni ljepljivi materijal ne smije sadržavati otrovne nusproizvode.
Čini se kao težak zadatak smisliti ljepilo koje može zadovoljiti te zahtjeve - a u ovoj fazi, viskoznost, boja, brzina stvrdnjavanja i preferirana metoda stvrdnjavanja, ispunjavanje praznina, čvrstoća, toplinska vodljivost i pakiranje nisu ni uzeti u obzir. Ali kemičari u razvoju imaju dobar izazov, zato SAMO NAPRIJED!
Propisi o zaštiti okoliša obično su specifični za industriju i regiju
Utvrđeno je da velika skupina proučavanih usporivača gorenja ima dobar ekološki i zdravstveni profil. To su:
● Amonijev polifosfat
● Aluminijev dietilfosfinat
● Aluminijev hidroksid
● Magnezijev hidroksid
● Melamin polifosfat
● Dihidrooksafosfafenantren
● Cinkov stanat
● Cinkov hidroksistanat
Usporavanje plamena
Ljepila se mogu razviti tako da odgovaraju kliznoj ljestvici 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 sve kapljice mogu gorjeti
● V-1: (vertikalno) gorenje prestaje za <30 sekundi, a kapanje je dopušteno (ali moranegorjeti)
● V-0 (vertikalno) gorenje prestaje za <10 sekundi, a kapanje je dopušteno (ali moranegorjeti)
● 5VB (uzorak vertikalne plake) gorenje prestaje za <60 sekundi, nema kapanja; uzorak može stvoriti rupu.
● 5VA kao gore, ali nije dopušteno stvaranje rupe.
Posljednje dvije 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 učinite pod odvodom ili u digestoru. Nemojte paliti detektore dima! Pogotovo one koji su izravno povezani s 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 jednokratnu posudu; inače, zbogom lijepoj radnoj površini).
Kemičari koji se bave ljepilima kombiniraju niz aditiva kako bi napravili ljepila usporavajuća gorenje - a ponekad čak i za gašenje plamena (iako je ovu značajku danas teže postići jer mnogi proizvođači robe sada traže formulacije bez halogena).
Aditivi za vatrootporna ljepila uključuju
● Organski spojevi koji stvaraju ugljen, a pomažu u smanjenju topline i dima te štite materijal ispod od daljnjeg gorenja.
● Apsorberi topline, to su normalni metalni hidrati koji pomažu da ljepilo ima izvrsna toplinska svojstva (često se ljepila usporivača gorenja odabiru za primjene lijepljenja hladnjaka gdje je potrebna maksimalna toplinska vodljivost).
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 pojma su se spominjala u članku, ali vjerojatno je najbolje da priču ispravimo.
Ljepila otporna na vatru
To su često proizvodi poput anorganskih ljepljivih cementa i brtvila. Ne gore i podnose ekstremne temperature. Primjena ovih vrsta proizvoda uključuje visoke peći, pećnice itd. Ne čine ništa kako bi spriječili gorenje sklopa. Ali odlično drže sve goruće dijelove zajedno.
Ljepila za usporavanje gorenja
Oni pomažu u gašenju plamena i usporavanju širenja vatre.
Mnoge industrije traže ove vrste ljepila
● Elektronika– za zalijevanje i kapsuliranje elektronike, lijepljenje hladnjaka, tiskanih pločica 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 vlakova, unutrašnjost autobusa, tramvaji itd. Primjena ljepila usporivača gorenja uključuje lijepljenje kompozitnih panela, podova i ostalih 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.
● Zrakoplovi– kao što je ranije spomenuto, materijali za unutrašnjost kabine podliježu strogim propisima. Moraju biti vatrootporni i ne smiju ispunjavati kabinu crnim dimom tijekom požara.
Standardi i metode ispitivanja za usporivače gorenja
Standardi vezani uz ispitivanje požara usmjereni su na određivanje performansi materijala s obzirom na plamen, dim i toksičnost (FST). Nekoliko testova se široko koristi za određivanje otpornosti materijala na te uvjete.
Odabrani testovi za usporivače gorenja
| Otpornost na gorenje | |
| ASTM D635 | "Brzina izgaranja 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 toksičnosti" |
| BS 6853 | "Emisija dima" |
| NF X 70-100 | "Testiranje toksičnosti" |
| ATS 1000,01 | "Gustoća dima" |
| Stvaranje dima | |
| BS 6401 | "Specifična optička gustoća dima" |
| BS 6853 | "Emisija dima" |
| NES 711 | "Indeks dima produkata izgaranja" |
| ASTM D2843 | "Gustoća dima od zapaljene plastike" |
| ISO CD5659 | „Specifična optička gustoća – stvaranje dima“ |
| ATS 1000,01 | "Gustoća dima" |
| DIN 54837 | "Generacija dima" |
Ispitivanje otpornosti na gorenje
U većini testova koji mjere otpornost na gorenje, prikladna ljepila su ona koja ne nastavljaju gorjeti značajnije vrijeme nakon uklanjanja izvora paljenja. U tim testovima uzorak očvrslog ljepila može se podvrgnuti paljenju neovisno o bilo kojem adherentu (ljepilo se ispituje 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 Ispitivanje vertikalnog gorenja
Pruža preliminarnu procjenu relativne zapaljivosti i kapanja polimera koji se koriste u električnoj opremi, elektroničkim uređajima, aparatima i drugim primjenama. Obrađuje karakteristike krajnje upotrebe kao što su paljenje, brzina gorenja, širenje plamena, doprinos goriva, intenzitet gorenja i produkti izgaranja.
Rad i postavljanje - U ovom testu uzorak filma ili premazane podloge postavlja se vertikalno u prostor bez propuha. Plamenik se postavlja ispod uzorka na 10 sekundi, a vrijeme trajanja plamena mjeri se. Bilježi se svako kapanje koje zapali kirurški pamuk postavljen 30 cm ispod uzorka.
Test ima nekoliko klasifikacija:
94 V-0: Nijedan uzorak ne gori plameno dulje od 10 sekundi nakon paljenja. Uzorci ne gore do stezaljke, ne kapaju i ne pale vatu, niti imaju žarno gorenje koje traje 30 sekundi nakon uklanjanja ispitnog plamena.
94 V-1: Nijedan uzorak ne smije imati plameno gorenje dulje od 30 sekundi nakon svakog paljenja. Uzorci ne smiju izgorjeti do stezaljke, kapati i zapaliti vatu, niti imati naknadno svjetlo dulje od 60 sekundi.
94 V-2: Ovo uključuje iste kriterije kao i V-1, osim što se s uzorka pusti da kapaju i zapale 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 volumni postotak smjese kisika i dušika koja podržava plameno izgaranje materijala u početku na sobnoj temperaturi.
Otpornost ljepila na visoke temperature u slučaju požara zahtijeva posebnu pozornost, osim učinaka 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. Te svježe površine tada mogu dodatno doprinijeti požaru.
NIST-ova komora za gustoću dima (ASTM D2843, BS 6401) široko se koristi u svim industrijskim sektorima za određivanje dima koji stvaraju čvrsti materijali i sklopovi montirani u vertikalnom položaju unutar zatvorene komore. Gustoća dima mjeri se optički.
Kada se ljepilo nalazi između dvije podloge, otpornost na vatru i toplinska vodljivost podloga kontroliraju raspadanje i emisiju dima ljepila.
U testovima gustoće dima, ljepila se mogu testirati sama kao slobodni premaz kako bi se odredio najgori mogući uvjet.
Pronađite odgovarajuću klasu usporivača plamena
Pogledajte širok raspon vrsta usporivača gorenja dostupnih na današnjem tržištu, analizirajte tehničke podatke svakog proizvoda, zatražite tehničku pomoć ili uzorke.
TF-101, TF-201, TF-AMP
