Aplikace lepidel / tmelů / zpomalovačů hoření
Stavební obor:Montáž protipožárních dveří, protipožárních stěn, protipožárních desek
Elektronické a elektrické pole:Desky plošných spojů, elektronické součástky
Automobilový průmysl:Sedadla, palubní desky, dveřní panely
Letecký a kosmický obor:Letecké přístroje, konstrukce kosmických lodí
Domácí potřeby:Nábytek, podlahy, tapety
Samolepicí přenosová páska s nehořlavou úpravou:Vynikající pro kovy, pěny a plasty, jako je polyethylen
Funkce zpomalovačů hoření
Zpomalovače hoření inhibují nebo zpomalují šíření ohně potlačením chemických reakcí v plameni nebo vytvořením ochranné vrstvy na povrchu materiálu.
Mohou být smíchány se základním materiálem (aditivní zpomalovače hoření) nebo s ním chemicky vázány (reaktivní zpomalovače hoření). Minerální zpomalovače hoření jsou obvykle aditivní, zatímco organické sloučeniny mohou být buď reaktivní, nebo aditivní.
Návrh nehořlavého lepidla
Požár má v podstatě čtyři fáze:
Zahájení
Růst
Ustálený stav a
Rozklad
Porovnání degradačních teplot typického termosetového lepidla
S těmi, kteří byli postiženi v různých fázích požáru
Každý stav má odpovídající teplotu degradace, jak je znázorněno na obrázku. Při navrhování lepidla zpomalujícího hoření se musí výrobci zaměřit na dosažení teplotní odolnosti ve správné fázi požáru pro danou aplikaci:
● Například v elektronické výrobě musí lepidlo potlačit jakoukoli tendenci elektronické součástky vzplanout – nebo iniciovat – v případě zvýšení teploty způsobeného poruchou.
● Pro lepení dlaždic nebo panelů musí lepidla odolávat odlepování ve fázi růstu a ustáleného stavu, a to i při přímém kontaktu s plamenem.
● Musí také minimalizovat emise toxických plynů a kouře. Nosné konstrukce pravděpodobně zažijí všechny čtyři fáze požáru.
Omezení spalovacího cyklu
Aby se omezil cyklus hoření, musí být odstraněn jeden nebo několik procesů přispívajících k požáru, a to buď:
● Eliminace těkavého paliva, například ochlazením
● Vytvoření tepelné bariéry, například zuhelnatěním, čímž se eliminuje spotřeba paliva snížením přenosu tepla, nebo
● Zhášení řetězových reakcí v plameni, například přidáním vhodných lapačů radikálů
Přísady zpomalující hoření toho dosahují chemickým a/nebo fyzikálním působením v kondenzované (pevné) fázi nebo v plynné fázi a plní jednu z následujících funkcí:
●Tvořiče uhlíku:Obvykle se jedná o sloučeniny fosforu, které odstraňují zdroj uhlíku jako paliva a vytvářejí izolační vrstvu proti žáru ohně. Existují dva mechanismy tvorby uhlíku:
Přesměrování chemických reakcí zapojených do rozkladu ve prospěch reakcí, které produkují uhlík spíše než CO nebo CO2 a
Vytvoření povrchové vrstvy ochranného uhlíku
●Absorpční prvky tepla:Obvykle se jedná o hydráty kovů, jako je trihydrát hlinitý nebo hydroxid hořečnatý, které odvádějí teplo odpařováním vody ze struktury zpomalovače hoření.
●Zhášeče plamenů:Obvykle halogenové systémy na bázi bromu nebo chloru, které interferují s reakcemi v plameni.
● Synergisté:Obvykle sloučeniny antimonu, které zlepšují účinnost zhášeče plamene.
Význam zpomalovačů hoření v požární ochraně
Zpomalovače hoření jsou důležitou součástí požární ochrany, protože nejen snižují riziko vzniku požáru, ale také riziko jeho šíření. Tím se prodlužuje doba úniku a chrání se tak lidé, majetek a životní prostředí.
Existuje mnoho způsobů, jak lepidlo použít jako zpomalovač hoření. Pojďme si podrobněji rozebrat klasifikaci zpomalovačů hoření.
Požadavek na lepidla zpomalující hoření roste a jejich použití se rozšiřuje do řady různých průmyslových odvětví, například do leteckého průmyslu, stavebnictví, elektroniky a veřejné dopravy (zejména vlaků).
1: Jedním z klíčových kritérií je tedy nehořlavost / nehořlavost, nebo ještě lépe, inhibice plamenů – správně řečeno zpomalovač hoření.
2: Lepidlo by nemělo uvolňovat nadměrné množství nebo toxický kouř.
3: Lepidlo si musí zachovat svou strukturální integritu i při vysokých teplotách (mít co nejlepší teplotní odolnost).
4: Rozložený lepicí materiál by neměl obsahovat toxické vedlejší produkty.
Vyvinout lepidlo, které by splňovalo tyto požadavky, se zdá být složité – a v této fázi se ani nezohledňovala viskozita, barva, rychlost vytvrzování a preferovaná metoda vytvrzování, vyplňování mezer, pevnostní vlastnosti, tepelná vodivost a balení. Vývojoví chemici si ale užívají pořádnou výzvu, tak DO TOHO!
Předpisy v oblasti životního prostředí bývají specifické pro dané odvětví a region
Bylo zjištěno, že velká skupina studovaných zpomalovačů hoření má dobrý environmentální a zdravotní profil. Jsou to:
● Polyfosforečnan amonný
● Diethylfosfinát hlinitý
● Hydroxid hlinitý
● Hydroxid hořečnatý
● Melaminový polyfosfát
● Dihydrooxafosfafenantren
● Cínan zinečnatý
● Hydroxastan zinečnatý
Zpomalení hoření
Lepidla lze vyvinout tak, aby odpovídala posuvné stupnici zpomalování hoření – zde jsou podrobnosti o klasifikacích Underwriters Laboratory Testing. Jako výrobci lepidel se setkáváme s požadavky především na UL94 V-0 a občas i na HB.
UL94
● HB: pomalé hoření na vodorovném vzorku. Rychlost hoření <76 mm/min pro tloušťku <3 mm nebo hoření zastaví před 100 mm
● V-2: (vertikální) hoření se zastaví za méně než 30 sekund a případné kapky mohou hořet
● V-1: (vertikální) hoření se zastaví za méně než 30 sekund a kapání je povoleno (ale musínehořet)
● Hoření V-0 (vertikální) se zastaví za méně než 10 sekund a odkapávání je povoleno (ale musínehořet)
● 5VB (vertikální vzorek plaku) hoření se zastaví za méně než 60 sekund, žádné odkapávání; ve vzorku se může vytvořit díra.
● 5VA jako výše, ale nesmí se zde vytvořit díra.
Dvě poslední klasifikace by se vztahovaly spíše na lepený panel než na vzorek lepidla.
Testování je poměrně jednoduché a nevyžaduje sofistikované vybavení, zde je základní nastavení testu:
Provedení tohoto testu pouze u některých lepidel může být poměrně složité. Zejména u lepidel, která nevytvrdnou správně mimo uzavřený spoj. V tomto případě můžete testovat pouze mezi lepenými substráty. Epoxidové lepidlo a UV lepidla však lze vytvrdit jako pevný zkušební vzorek. Poté vložte zkušební vzorek do čelistí upínacího stojanu. Mějte poblíž kbelík s pískem a důrazně doporučujeme provést test pod odsáváním nebo v digestoři. Nespouštějte žádné detektory kouře! Zejména ty, které jsou přímo spojeny se záchrannými složkami. Chyťte vzorek v ohni a změřte dobu, než plamen uhasne. Zkontrolujte, zda pod ním neuniká tekutina (doufejme, že máte k dispozici jednorázový tác; jinak sbohem hezké pracovní desce).
Výrobci lepidel kombinují řadu přísad, aby vyrobili lepidla zpomalující hoření – a někdy dokonce i aby uhasili plameny (ačkoli této vlastnosti je dnes obtížnější dosáhnout, protože mnoho výrobců zboží nyní požaduje bezhalogenové složení).
Mezi přísady do nehořlavých lepidel patří
● Organické sloučeniny tvořící uhlík, které pomáhají snižovat teplo a kouř a chrání materiál pod nimi před dalším hořením.
● Absorpční látky tepla, což jsou běžné kovové hydráty, které pomáhají lepidlu dosáhnout skvělých tepelných vlastností (často se pro lepení chladičů, kde je vyžadována maximální tepelná vodivost, volí lepidla zpomalující hoření).
Je třeba dbát na pečlivou rovnováhu, protože tyto přísady mohou ovlivnit další vlastnosti lepidla, jako je pevnost, reologie, rychlost vytvrzování, flexibilita atd.
Existuje rozdíl mezi lepidly odolnými proti ohni a lepidly zpomalujícími hoření?
Ano! Existuje. Oba pojmy se v článku objevovaly, ale asi bude nejlepší uvést situaci na pravou míru.
Ohnivzdorná lepidla
Často se jedná o produkty, jako jsou anorganické lepidla, cementy a tmely. Nehoří a odolávají extrémním teplotám. Mezi aplikace těchto typů produktů patří vysoké pece, trouby atd. Nijak nezastaví hoření sestavy. Ale skvěle drží všechny hořící části pohromadě.
lepidla zpomalující hoření
Tyto látky pomáhají uhasit plameny a zpomalit šíření ohně.
Mnoho průmyslových odvětví vyhledává tyto typy lepidel
● Elektronika– pro zalévání a zapouzdřování elektroniky, spojování chladičů, desek plošných spojů atd. Zkrat v elektronice může snadno způsobit požár. Desky plošných spojů však obsahují sloučeniny zpomalující hoření – často je důležité, aby i lepidla měla tyto vlastnosti.
● Stavba– obklady a podlahy (zejména ve veřejných prostorách) musí být často nehořlavé a spojené lepidlem zpomalujícím hoření.
● Veřejná doprava– vagóny vlaků, interiéry autobusů, tramvaje atd. Mezi aplikace lepidel zpomalujících hoření patří lepení kompozitních panelů, podlah a dalších zařizovacích předmětů a příslušenství. Lepidla nejen pomáhají zastavit šíření ohně, ale také poskytují estetický spoj bez nutnosti použití nevzhledných (a chrastících) mechanických spojovacích prvků.
● Letadla– jak již bylo zmíněno, materiály použité v interiéru kabiny podléhají přísným předpisům. Musí být nehořlavé a při požáru nesmí kabinu naplňovat černým kouřem.
Normy a zkušební metody pro zpomalovače hoření
Normy týkající se zkoušek požární odolnosti jsou zaměřeny na určení vlastností materiálu s ohledem na plamen, kouř a toxicitu (FST). K určení odolnosti materiálů vůči těmto podmínkám se široce používá několik zkoušek.
Vybrané testy pro zpomalovače hoření
| Odolnost proti hoření | |
| ASTM D635 | „Rychlost hoření plastů“ |
| ASTM E162 | „Hořlavost plastových materiálů“ |
| UL 94 | „Hořlavost plastových materiálů“ |
| ISO 5657 | „Hořlavost stavebních výrobků“ |
| BS 6853 | „Šíření plamene“ |
| FAR 25.853 | „Norma letové způsobilosti – Interiéry prostorů“ |
| NF T 51-071 | „Kyslíkový index“ |
| NF C 20-455 | „Zkouška žhavým drátem“ |
| DIN 53438 | „Šíření plamene“ |
| Odolnost vůči vysokým teplotám | |
| BS 476, část č. 7 | „Povrchové šíření plamene – stavební materiály“ |
| DIN 4172 | „Chování stavebních materiálů při požáru“ |
| ASTM E648 | „Podlahové krytiny – sálavé panely“ |
| Toxicita | |
| SMP 800C | „Testování toxicity“ |
| BS 6853 | „Emise kouře“ |
| NF X 70-100 | „Testování toxicity“ |
| 1000,01 ATS | „Hustota kouře“ |
| Generování kouře | |
| BS 6401 | „Měrná optická hustota kouře“ |
| BS 6853 | „Emise kouře“ |
| NES 711 | „Index kouře produktů spalování“ |
| ASTM D2843 | „Hustota kouře z hořících plastů“ |
| ISO CD5659 | „Měrná optická hustota – tvorba kouře“ |
| 1000,01 ATS | „Hustota kouře“ |
| DIN 54837 | „Generování kouře“ |
Zkoušení odolnosti proti hoření
Ve většině testů, které měří odolnost proti hoření, jsou vhodná lepidla ta, která po odstranění zdroje zapálení nehoří po delší dobu. V těchto testech může být vytvrzený vzorek lepidla vystaven zapálení nezávisle na jakékoli přilnavé látce (lepidlo se testuje jako volný film).
Ačkoli tento přístup nesimuluje praktickou realitu, poskytuje užitečné údaje o relativní odolnosti lepidla vůči hoření.
Lze také testovat vzorky struktur s lepidlem i adherentní látkou. Tyto výsledky mohou lépe vystihovat chování lepidla ve skutečném požáru, protože příspěvek adherentní látky může být buď kladný, nebo záporný.
Zkouška vertikálního hoření UL-94
Poskytuje předběžné posouzení relativní hořlavosti a odkapávání polymerů používaných v elektrických zařízeních, elektronických zařízeních, spotřebičích a dalších aplikacích. Zabývá se takovými charakteristikami konečného použití, jako je zapálení, rychlost hoření, šíření plamene, podíl paliva, intenzita hoření a produkty spalování.
Práce a příprava – V tomto testu se vzorek fólie nebo potaženého substrátu umístí svisle do prostoru bez průvanu. Pod vzorek se na 10 sekund umístí hořák a doba hoření se měří. Zaznamená se jakékoli kapání, které zapálí chirurgickou vatu umístěnou 30 cm pod vzorkem.
Test má několik klasifikací:
94 V-0: Žádný vzorek nehoří plamenem déle než 10 sekund po zapálení. Vzorky nehoří až k upínací svorce, nekapou a nezapálí vatu, ani u nich nepřetrvává žhavé hoření po dobu 30 sekund po odstranění zkušebního plamene.
94 V-1: Žádný vzorek nesmí po každém zapálení hořet plamenem déle než 30 sekund. Vzorky nesmí hořet až k upínací svorce, odkapávat a zapálit vatu, ani mít dosvit delší než 60 sekund.
94 V-2: Toto zahrnuje stejná kritéria jako V-1, s tím rozdílem, že vzorky se nechají odkapat a zapálí vatu pod vzorkem.
Další strategie pro měření odolnosti proti hoření
Další metodou měření odolnosti materiálu proti hoření je měření limitního kyslíkového indexu (LOI). LOI je minimální koncentrace kyslíku vyjádřená jako objemové procento směsi kyslíku a dusíku, která při pokojové teplotě podporuje plamenné hoření materiálu.
Odolnost lepidla vůči vysokým teplotám v případě požáru vyžaduje zvláštní pozornost, kromě účinků plamene, kouře a toxicity. Podklad často chrání lepidlo před ohněm. Pokud se však lepidlo vlivem teploty ohně uvolní nebo degraduje, může dojít ke zlomení spoje, což způsobí oddělení podkladu a lepidla. Pokud k tomu dojde, samotné lepidlo se spolu se sekundárním podkladem odkryje. Tyto nové povrchy pak mohou dále přispívat k požáru.
Komora pro měření hustoty kouře NIST (ASTM D2843, BS 6401) se široce používá ve všech průmyslových odvětvích ke stanovení kouře generovaného pevnými materiály a sestavami namontovanými ve svislé poloze v uzavřené komoře. Hustota kouře se měří opticky.
Pokud je lepidlo vloženo mezi dva substráty, rozklad lepidla a emise kouře jsou řízeny požární odolností a tepelnou vodivostí substrátů.
V testech hustoty kouře lze lepidla testovat samostatně jako volný nátěr, aby se stanovil nejhorší možný stav.
Najděte vhodnou třídu zpomalovače hoření
Prohlédněte si širokou škálu zpomalovačů hoření dostupných na dnešním trhu, analyzujte technické údaje každého produktu, získejte technickou pomoc nebo si vyžádejte vzorky.
TF-101, TF-201, TF-AMP
