Vite Recherche
Les retardateurs de flamme sont des systèmes chimiques additifs ou réactifs utilisés pour modifier l'allumage, la propagation des flammes, la libération de chaleur et, dans certains cas, le comportement de génération de fumée de matériaux tels que les plastiques, le caoutchouc, les revêtements, les mousses, les textiles, les câbles et les composites. Les retardateurs de flamme ne sont pas le nom d'une seule substance chimique pure ; c'est une large famille de produits avec différents mécanismes. Par conséquent, un seul numéro CAS, une formule moléculaire, un poids moléculaire ou une dose standard ne peut être spécifié pour tous les retardateurs de flamme.
Les produits commerciaux incluent le trihydroxyde d'aluminium (ATH), l'hydroxyde de magnésium (MDH), le polyphosphate d'ammonium (APP), les phosphinates métalliques, les esters phosphatiques, les dérivés de mélamine, le graphite en expansion et certains systèmes bromés. Ces produits peuvent être ajoutés au polymère par agitation physique ou liés chimiquement à la structure du polymère dans certains systèmes réactifs. La quantité d'additif dans la recette ; Elle doit être évaluée en même temps que le type de polymère, le rapport de remplissage, l'épaisseur de la pièce, la norme cible et la température du procédé.
L'objectif global des additifs ignifuges n'est pas de rendre le matériau « ignifuge », mais de retarder l'apparition ou le développement du feu dans certaines conditions, de réduire la propagation des flammes ou de soutenir la formation d'une couche protectrice de carbonisation. Ce n'est pas parce qu'un produit atteint la norme UL 94 V-0 qu'il est sûr dans tous les cas d'incendie. La teneur en fumée, la génération de gaz toxiques, la dissipation de chaleur, le goutte-à-goutte et le comportement complet du système doivent être mesurés séparément.
Ce dossier discute en détail des principaux systèmes sans halogènes et de leurs alternatives. Les échantillons de formulation sont des recettes initiales préparées uniquement à des fins de dépistage en laboratoire ; ils ne remplacent pas l'approbation du fabricant, la garantie de performance ou la certification en sécurité incendie.
QU'EST-CE QUE LE RETARDATEUR DE FLAMME ?
Le retardateur de flamme est un additif ou une combinaison d'additifs qui interviennent dans la chaîne de combustion d'un matériau par des moyens physiques ou chimiques. Pour la combustion, la chaleur, l'oxygène et le combustible doivent interagir. Les retardateurs de flamme ciblent une ou plusieurs de ces interactions : absorbent la chaleur, forment une barrière à la surface, modifient les produits de dégradation ou suppriment les réactions radicales en phase gazeuse.
Des retardateurs de flamme additifs sont ajoutés au polymère dans le procédé de production existant. Les retardateurs de flamme réactifs sont incorporés chimiquement dans la structure de certains systèmes de résine, de polymérisation ou de durciment. Il existe des différences significatives entre ces deux approches en termes de migration, de stabilité à long terme, de coût, de facilité de production et de propriétés du matériau.
L'ATH et le MDH sont des hydroxydes minéraux qui libèrent de l'eau sous chaleur. L'APP et d'autres produits phosphorés peuvent favoriser la carbonisation, en particulier en phase condensée. Les dérivés de mélamine peuvent synergiser avec les systèmes de source d'azote, de formation gazeuse ou de phosphore. Le graphite en expansion forme une couche barrière avec une augmentation physique du volume. Certains additifs contenant des halogènes peuvent agir sur la chimie des radicaux en phase gazeuse, mais les considérations environnementales, sanitaires et réglementaires varient selon le produit.
La classe des matériaux, l'épaisseur de la cible, les conditions de traitement thermique, les exigences de propriété mécanique, les propriétés électriques, la toxicité de la fumée et les exigences réglementaires du marché cible sont les premiers paramètres dans le choix des retardateurs de flamme.
NOMS COURANTS DE PRODUITS ET DE PRODUITS CHIMIQUES
Ignifuge
Ignifuge
Ignifuge
Ignifuge
Ignifuge sans halogène (HFFR)
Retardant de flamme sans halogène
Polyphosphate d'ammonium (APP) – Amonyum polifosfat
Trihydroxyde d'aluminium / hydroxyde d'aluminium (ATH) – Alüminyum trihidroksit
Hydroxyde de magnésium (MDH) – Magnezyum hidroksit
Phosphinate métallique – Fosfinat métallique
Polyphosphate de mélamine (MPP) – Polifosfat de mélamine
Graphite extensible – Genleşebilir Grafit
Ester phosphaté – Fosfat Esteri
Retardateur de flamme bromé – Bromlu alev geciktirici
Ignifuge intumescente – Retardateur de flamme qui se gonfle et forme une barrière
CAS NO, EC / EINECS NO ET IDENTIFICATION CHIMIQUE
Groupe de produit : Ignifuge / Ignifuge
Numéro CAS unique : Aucun
Formule moléculaire unique : Aucune
Poids moléculaire unique : Aucun
Forme physique : poudre, granule, masterbatch, dispersion ou liquide ; varie selon le type de produit
Fonction principale : modification de la combustion et de la réponse au feu
ATH : Al(OH)₃, CAS n° 21645-51-2 ; masse molaire environ 78,00 g/mol.
MDH : Mg(OH)₂, CAS n° 1309-42-8 ; masse molaire environ 58,32 g/mol.
APP : Polyphosphate d'ammonium, sel phosphaté polymérique ; norme numéro CAS 68333-79-9. En raison de la structure polymérique et de la longueur de la chaîne, il ne doit pas être réduit à un seul poids moléculaire définitif.
Mélamine : C₃H₆N₆, CAS n° 108-78-1 ; masse molaire d'environ 126,12 g/mol.
Les exemples ci-dessus de numéros CAS ne concernent que les produits chimiques mentionnés ; ils ne couvrent pas tous les produits commerciaux vendus sous le nom de retardant de flamme. Les informations sur la partie 3 et le COA de la SDS doivent être vérifiées séparément pour les produits revêtus, traités en surface ou mélangés.
STRUCTURE CHIMIQUE ET PROPRIÉTÉS MOLÉCULAIRES IGNIFUGES
Les retardateurs de flamme d'origine minérale sont des composés inorganiques cristallins. Les groupes hydroxyles dans les structures ATH et MDH peuvent se décomposer à haute température et libérer de l'eau. Ce processus endothermique consomme la chaleur de l'environnement. Le résidu solide d'oxyde métallique formé peut également contribuer à l'effet de barrière sur la surface du matériau.
L'APP est un sel polymérique d'ammonium avec des unités phosphatiques répétées en chaînes. Lorsqu'il est chauffé, la formation de dérivés d'acide phosphorique/polyphosphorique favorise le développement de la phase carbonisée à la suite de la réaction avec la source de carbone appropriée. Dans les revêtements intumescents, l'APP est généralement considéré comme une source acide ; le pentaérythritol est une source de carbone ; et la mélamine est considérée comme un composant formateur de gaz.
Le comportement des additifs réactifs à base de phosphore dépend de leurs groupes fonctionnels. Les esters phosphinates, phosphonates et phosphatiques ne sont pas de la même classe. Certains systèmes peuvent affecter la phase condensée, d'autres la phase gazeuse, et certains encore les deux mécanismes. Par conséquent, l'équivalence de performance des retardateurs de flamme ne peut pas être établie en ne regardant que le pourcentage total de phosphore.
Le graphite en expansion peut former une barrière carbone qui s'épaissit par l'expansion thermique des composants intercouches. La taille de la particule de la particule additive et la température initiale d'expansion sont des paramètres critiques selon l'application. La compatibilité avec la matrice polymérique et la dispersion homogène sont importantes dans toutes ces approches.
PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES DES RETARDATEURS DE FLAMME
Apparence : ATH et MDH sont généralement des poudres minérales blanches ; APP est généralement une particule blanche à flux libre ; le graphite en expansion prend la forme de flocons/poudres de couleur sombre. Il existe également des esters phosphatiques liquides et des formes de masterbatch. Il n'est pas correct de définir différents produits par leur densité unique commune ou point de fusion.
Lorsqu'il est chauffé, l'ATH libère de l'eau par voie endothermique. La famille de produits Huber Martinal indique que l'ATH est utilisé pour de nombreux composés polymères nécessitant des températures de traitement d'environ 210 °C ou moins. Cette information ne signifie pas que le début exact de la décomposition de chaque grade ATH est de 210 °C.
Le MDH peut convenir à certains systèmes nécessitant une température de traitement plus élevée que l'AAT ; cependant, la plage de dégradation réelle dépend de la structure des particules et du grade produit. Dans les produits APP, le degré de polymérisation, la solubilité dans l'eau, la dispersion des particules et le revêtement de surface sont importants. Par exemple, Exolit AP 422 est défini comme un polyphosphate d'ammonium de phase II faiblement soluble dans l'eau.
En particulier, les données suivantes doivent être recherchées dans la fiche technique : type et pourcentage de substance active ; distribution de la taille des particules (D10/D50/D90) ; densité et densité globale ; surface spécifique ; humidité ; solubilité dans l'eau ; pH ; initiation de la décomposition thermique ; traitement de surface ; couleur ; profil d'impuretés et plage de procédé recommandée.
Un pourcentage élevé de charge minérale peut augmenter la viscosité, réduire l'allongement et créer un effet abrasif sur l'équipement. Les particules fines créent une surface d'interface plus élevée, mais peuvent rendre la dispersion et le contrôle de la poussière difficiles. Ainsi, non seulement le succès des essais de flamme, mais aussi les propriétés mécaniques et de procédé du produit final doivent être surveillées ensemble.
COMMENT FONCTIONNE LE RETARDATEUR DE FLAMME AU NIVEAU MOLÉCULAIRE ?
Lorsque le polymère est chauffé, des processus d'adoucissement et de dégradation thermique peuvent survenir. Lorsque les composants combustibles volatils résultants réagissent avec l'oxygène de l'air, une flamme se forme. Les additifs ignifuges peuvent ralentir le transport de chaleur vers le polymère, modifier la voie de dégradation thermique ou limiter la production de carburant en formant une couche solide protectrice à la surface.
Dans les systèmes minéraux endothermiques, la libération d'eau par ATH ou MDH permet de consommer de l'énergie lors de la décomposition. La vapeur d'eau libérée peut contribuer à réduire la densité locale des gaz inflammables dans une certaine mesure ; l'oxyde minéral résiduel limite partiellement la chaleur et le transport de masse. La perte des propriétés mécaniques est possible car des rapports de remplissage importants sont souvent nécessaires pour une grande efficacité.
Dans les systèmes intumescents, le composant phosphore crée un environnement acide et favorise la carbonisation de la source de carbone. Avec l'introduction du matériau formateur de gaz, la couche de carbone mousseuse s'épaissit. Cette couche peut retarder la montée de température du substrat. Les rapports d'APP, de pentaérythritol et de mélamine, la chimie du liant, l'épaisseur du revêtement et la résistance à l'humidité modifient grandement le résultat.
Certains additifs bromés peuvent influencer les réactions de combustion en phase gazeuse avec des synergies appropriées. Cependant, les étiquettes halogénées ou sans halogène seules ne mesurent pas la toxicité de la fumée, les risques pour la santé ou la performance finale au feu. Chaque formulation spécifique, scénario d'utilisation et exigence réglementaire doivent être évalués séparément.
DANS QUELS SECTEURS LE RETARDATEUR DE FLAMME EST-IL UTILISÉ ?
Gaines de fils et de câbles ; enceintes électrique-électroniques ; garnitures intérieures automobiles ; composants du système ferroviaire ; matériaux de construction ; revêtements de protection incendie en bois ; systèmes de protection incendie de supports en acier ; panneaux composites ; mousses de polyuréthane ; stratifiés en polyester et époxy ; revêtements de sol ; textiles techniques ; adhésifs ; mastics et pièces d'injection thermoplastique sont des domaines d'application importants.
Dans l'industrie du câble, les composés sans halogène à faible fumée sont souvent conçus avec des charges minérales et des additifs compatibles. Pour les composants électroniques, des essais de combustion tels que UL 94 peuvent être nécessaires avec une épaisseur de section mince. Dans les revêtements de construction, la période de résistance au feu et la classe du produit final ou de l'élément de construction prennent un premier plan.
Dans les applications de transport, non seulement la propagation des flammes, mais aussi des paramètres tels que l'intensité de la fumée, la toxicité de la fumée et la visibilité sous la fumée peuvent être critiques. Par conséquent, la norme d'évaluation de chaque industrie doit être choisie en fonction de son scénario d'utilisation finale.
APPLICATIONS IGNIFUGES EN POLYMÈRE, CÂBLES ET THERMOPLASTIQUES
Pour les thermoplastiques tels que le polyéthylène et l'EVA, des systèmes de remplissage à base d'ATH ou MDH peuvent être utilisés pour améliorer le comportement de la flamme. Lorsque la charge solide totale de la formulation augmente, la traitabilité devient difficile ; une bonne qualité polymère, une stratégie de collage et de traitement de surface deviennent importantes.
Les systèmes tumescents à base de phosphore-azote peuvent être évalués en polyoléfines PP et dans d'autres polyoléfines. L'APP pure seule ne donne pas le même résultat dans toutes les polyoléfines ; Les descriptions techniques de Clariant mettent l'accent sur des combinaisons synergistes appropriées et des emballages additifs prêts à l'emploi spécifiques à chaque application.
Le chlore dans la structure même du PVC affecte le comportement de combustion ; cependant, un emballage supplémentaire de retardateur de flamme ou de suppresseur de fumée peut être nécessaire en raison du ratio de plastifiant, de la production de fumée et des objectifs finaux d'application. Le câble PVC et le composé de câble sans halogène EVA/PE ne doivent pas être conçus selon la même recette.
Si un masterbatch est utilisé, la concentration de retardateur de flamme actif doit être prise en compte. Par exemple, utiliser 20 % d'un masterbatch avec 50 % de remplissage actif ne fournit que 10 % de produit actif à la recette finale. Il doit être clairement indiqué que les pourcentages de la recette soient basés sur le produit actif ou commercial.
REVÊTEMENTS IGNIFUGES INTUMESCENTS DE PROTECTION CONTRE L'INCENDIE
Les revêtements intumescents sont conçus pour se dilater en volume avec la chaleur afin de former une couche de mousse carbonée qui retarde le transfert de chaleur. Le liant, la source d'acide, la source de carbone, le composant formateur de gaz et les pigments/charges auxiliaires doivent fonctionner ensemble.
L'APP joue un rôle fondamental dans de nombreux revêtements intumescents en tant que source de phosphore. Le pentaérythritol ou dipentaérythritol est la source de carbonisation, et la mélamine est l'un des composants qui soutiennent la production de gaz. Le dioxyde de titane et certains agents de remplissage minéral peuvent affecter la structure de la couche de charbon formée.
Ce n'est pas parce qu'une formulation de revêtement donne 100 % de rendement total qu'elle offrira une résistance au feu. L'épaisseur du film humide, l'épaisseur du film sec, la préparation de la sous-couche, la compatibilité amorce/couche supérieure, le durcissement et les performances de vieillissement doivent être vérifiées. Les évaluations des éléments structurels telles que la norme EN 13381 ne remplacent pas les tests de petits échantillons UL 94.
Les notes APP à faible solubilité dans l'eau peuvent être préférées pour les revêtements à base d'eau. Cependant, la viscosité, le pH, l'agglomération, la sédimentation et la résistance à l'eau doivent être vérifiées séparément lors d'un stockage à long terme.
APPLICATIONS DE MOUSSE IGNIFUGE, TEXTILE ET COMPOSITE
Le choix du retardateur de flamme dans les systèmes de mousse polyuréthane dépend de la formation de mousse rigide ou flexible, de la chimie du polyol et des isocyanates, du boîtier catalyseur et de la densité cible. Certaines classifications APP peuvent être utilisées dans des systèmes de mousse spécifiques ; cependant, la structure des cellules de mousse, sa réactivité et la résistance mécanique doivent être testées.
Dans les applications textiles, la résistance de la finition, la résistance au lavage, la main, la couleur et la migration possible sont des paramètres de qualité importants. La préparation réussie d'une finition textile à base d'eau ne vérifie pas automatiquement la classe de feu finale du tissu.
Des additifs de phosphore, du graphite expansif ou des composants spéciaux en résine peuvent être utilisés dans les composites époxy, polyesters et phénoliques. Le rapport fibre de verre, l'interface résine/additif, le degré de durcissement et l'épaisseur de l'échantillon d'essai influencent significativement les résultats.
Dans les composites haute performance, le taux de dissipation thermique, la composition de fumée et de gaz toxiques ainsi que la perte de résistance mécanique doivent être évalués ensemble. Dans les applications de véhicules et de construction nécessitant une certification, seule la brochure du constructeur d'un seul additif n'est pas suffisante.
EST-CE QUE LE RETARDATEUR DE FLAMME EST UTILISÉ DANS LES APPLICATIONS ALIMENTAIRES, COSMÉTIQUES ET PHARMACEUTIQUES ?
Les produits ignifuges ne sont généralement pas des ingrédients standards ajoutés directement aux aliments. Le polymère d'emballage ignifuge et la substance ajoutée aux aliments sont des applications complètement différentes. En cas de contact alimentaire, la migration complète des additifs de qualité commerciale et la législation pertinente sur les contacts alimentaires doivent être vérifiées.
L'utilisation cosmétique ou pharmaceutique ne peut être généralisée sous le nom de produit Ignifuge. La présence de certaines substances minérales dans des secteurs connexes pour d'autres usages ne signifie pas que le grade technique retardateur de flamme d'une même substance est de qualité cosmétique ou pharmaceutique.
Tous les certificats de conformité, y compris les substances restreintes, les monomères résiduels, les métaux lourds, l'exposition à la poussière et la gestion des déchets post-usage, doivent être vérifiés pour détecter si les produits entrent en contact avec le consommateur pendant une longue période.
APPLICATIONS INDUSTRIELLES DES RETARDATEURS DE FLAMME
Objectifs techniques principaux : réduire la tendance à l'enflammement ; retarder la propagation de la flamme ; limiter la dissipation de chaleur ; former une couche de char ; modifier le comportement de goutte-à-goutte en fusion ; réduire la densité de fumée dans certains systèmes ; s'assurer que les pièces électriques atteignent la catégorie cible lors des essais de flamme ; soutenir la performance au feu dans les câbles et composites.
Tous ces objectifs ne doivent pas être attendus de la même contribution. Par exemple, certains systèmes peuvent ne pas réduire adéquatement la production de fumée tout en permettant une extinction facile. Pour évaluer la toxicité de la fumée sous chaleur, la seule déclaration « sans halogène » n'est pas suffisante.
L'uniformité de distribution, le couple de l'extrudeur, la pression du filtre, l'humidité du matériau, l'usure, le changement de couleur et la performance du vieillissement thermique à long terme doivent être surveillées à l'échelle de la production. Le système optimal est l'équilibre technique entre les essais au feu et la mécanique et la mécanique/usinabilité.
QUELS PROBLÈMES LES RETARDATEURS DE FLAMME PEUVENT-ILS AIDER À RÉSOUDRE ?
Le polymère s'enflamme facilement : un emballage phosphoresque, minéral ou additif synergique adapté à la chimie des polymères et au test cible peut être évalué.
Une forte fumée est générée dans la gaine du câble : les systèmes minéraux HFFR peuvent être examinés selon les exigences non seulement d'inflammabilité, mais aussi de densité de fumée et d'acidité du gaz.
Le revêtement intumescent ne gonfle pas suffisamment : APP, source de carbone, source de gaz, compatibilité du liant et épaisseur du film sec doivent être examinés ensemble.
Très cassant après remplissage thermoplastique : la distribution des particules, le traitement de surface, le rapport polymère, le compatibilisant et la charge minérale totale doivent être réoptimisés.
Mauvais essai de flamme dans un composite durci : Le durcissement de la résine, la distribution des fibres et l'épaisseur de l'échantillon doivent être vérifiés ainsi que le type et le rapport d'additifs.
La précipitation du revêtement se produit : la distribution des particules APP, le dispersant, le contrôle de la cohérence et la stabilité du stockage doivent être testés.
L'échantillon qui réussit le test de tir échoue dans une autre épaisseur : il faut accepter que la classe d'essai puisse dépendre de la géométrie et de l'épaisseur ; l'épaisseur finale cible doit être testée séparément.
Niveau de fumée élevé : Au lieu de moderniser le retardateur de flamme, le choix de l'antifumée, du polymère et de la chimie du feu de l'ensemble du système devrait être réévalué.
POINTS À CONSIDÉRER LORS DE L'UTILISATION D'UN RETARDATEUR DE FLAMME
La famille de produits et la qualité commerciale exacte doivent être vérifiées. Le numéro CAS et la composition SDS doivent être examinés. La taille des particules, le traitement de surface, l'humidité et la température de traitement des minéraux doivent être vérifiés. Pour l'APP, le degré de polymérisation, la solubilité dans l'eau et la stabilité thermique sont importants. Dans les systèmes halogénés, les contraintes REACH, RoHS et autres marchés cibles doivent être vérifiées en fonction de la substance concernée.
Dans le calcul de la formulation, le pourcentage de masse, le phr (parties pour 100 unités de résine) et le pourcentage actif du masterbatch ne doivent pas être confondus entre eux. Ce sont des méthodes de calcul différentes. Par exemple, les additifs à 40 phr ne signifient pas toujours 40 % d'additifs dans le mélange final.
Une haute densité d'additifs minéraux peut augmenter le poids final du produit. Les poudres fines peuvent entraîner une exposition à la poussière sur le lieu de travail. Une ventilation insuffisante et une température excessive du procédé lors du traitement thermique peuvent entraîner la dégradation des polymères. Les procédures SDS actuelles et de sécurité au travail de la qualité concernée doivent être prises en base.
Avant qu'une recette de laboratoire puisse être convertie en produit réel, les performances au feu, les tests mécaniques, le vieillissement, la migration et la sécurité en usage final doivent être vérifiés en détail.
PARAMÈTRES CRITIQUES DANS LA CONCEPTION DE LA FORMULATION DU RETARDATEUR DE FLAMME
Dans le développement de la formulation, la première décision est de savoir si l'objectif de performance est la réaction au feu, la suppression de la fumée, la préservation des propriétés mécaniques ou la préservation de l'élément structurel pendant une certaine période. La clarification de la cible facilite le choix entre le remplissage minéral et le système intumescent au phosphore. Par exemple, une allongation acceptable dans la gaine de câble est cruciale, tandis que dans la structure en acier, la stabilité de la couche de charbon à haute température peut être plus décisive pour le revêtement intumescent.
Une diminution de la taille des particules augmente la surface de surface. Cela peut offrir un avantage en termes de dispersion et de certaines interactions, mais peut être un inconvénient en termes de viscosité et de formation de poussière. Une faible valeur de D50 d'un produit ATH ne signifie pas automatiquement qu'il donnera de meilleurs résultats sur toutes les propriétés mécaniques et de feu. La distribution des grains, le traitement de surface et la relation interfaciale avec la matrice doivent être évalués ensemble.
Les compatibilisateurs ou agents de traitement de surface peuvent modifier l'interaction charge-polymère. Les polymères infusés d'anhydride maléique peuvent être utilisés dans les systèmes polyoléfiniques. Cependant, augmenter leur quantité seule ne résout pas tous les problèmes de flexibilité et de fracture dans les applications à fort remplissage. La chimie de la surface de remplissage, le poids moléculaire du polymère et le profil de cisaillement du procédé sont également importants.
Le rapport solides actifs de la dispersion du liant utilisé dans les systèmes de revêtement est très important. Deux dispersions acryliques différentes de même poids peuvent ne pas fournir une quantité égale de polymère sec. Pour cette raison, les calculs de matière sèche doivent être conservés séparément lorsque les recettes de démarrage sont données comme étant à 100 % sur une base commerciale de produit. Il convient de noter qu'une partie de la phase eau sera retirée par séchage et que la composition finale du film sec n'est pas la même que la recette humide.
CORROSION IGNIFUGE, COMPORTEMENT ENVIRONNEMENTAL ET STABILITÉ À LONG TERME
Le choix de l'additif ignifuge doit prendre en compte les conditions d'utilisation à long terme ainsi que les performances à court terme observées lors des essais au feu. L'humidité, les variations de température, l'exposition aux UV, le lavage et la fatigue mécanique peuvent affecter la distribution de certains systèmes d'admixtures à la surface ou leur adhérence à la matrice. Les tests de re-cuisson post-maturité sont importants, notamment pour les textiles et les revêtements extérieurs.
Dans les revêtements intumescents, les sources de phosphate à forte solubilité dans l'eau peuvent provoquer une dispersion ou des défauts de surface lors d'un contact prolongé avec l'humidité. Opter pour des grades APP à faible solubilité dans l'eau peut aider à atténuer ce risque ; cependant, cela ne garantit pas à lui seul la résistance à l'eau du système de peinture terminé. La stabilité hydrolytique du liant, la porosité du revêtement et la compatibilité des couches supérieures doivent également être évaluées.
Dans les thermoplastiques remplis de minéraux, la formation de microfissures sous cycles thermiques et flexion peut affecter les performances électriques et mécaniques du matériau. Dans les applications de câbles, le vieillissement à l'eau, le débavure et les propriétés électriques doivent être surveillés selon les conditions d'utilisation finale.
Les impacts environnementaux des retardateurs de flamme diffèrent selon les familles et les substances de la même famille. La déclaration d'absence d'halogènes ne prouve pas automatiquement que le produit est facilement biodégradable ou écototoxicologiquement sans risque. De même, pour qu'un additif bromé soit évalué, son identité commerciale et son statut réglementaire spécifique doivent être connus.
La composition additive présente dans les déchets de produits électro-électroniques, les matériaux de construction ou les polymères recyclés doit être surveillée. Lors du recyclage, la température de traitement, l'historique thermique de l'ancien additif et la présence de substances restreintes peuvent affecter la pertinence du traitement et des ventes. L'évaluation du cycle de vie et de la gestion des déchets du produit final doit faire partie de la chaîne de documentation fournisseur.
INGÉNIERIE DES PARTICULES ET CONTRÔLE DE LA DISPERSION DES RETARDATEURS DE FLAMME
La relation entre la distribution de la taille des grains de la particule ignifuge et la matrice polymère est importante non seulement pour faciliter la production, mais aussi pour la performance finale. La grande surface des particules fines d'ATH ou MDH s'interface davantage avec le polymère. Cependant, il est possible que des poudres très fines soient sujettes à l'agglomération et augmentent la viscosité lors du mélange. Il est donc avantageux de demander des valeurs de distribution des grains telles que D10, D50, D90 et la méthode de mesure dans la spécification d'achat plutôt que la méthode de D50 unique.
Les charges minérales traitées en surface peuvent modifier le comportement de mouillage du polymère. Le choix des silanes, des dérivés d'acides gras ou d'autres emballages de traitement de surface spécifiques au fabricant dépend de la chimie du polymère. Le fait qu'un additif ait été traité en surface ne garantit pas une meilleure résistance mécanique dans toutes les recettes EVA ou PE. Le niveau optimal de compatibilisateur peut varier entre les recettes à faible remplissage et à haute teneur en remplissage.
Dans la production de composés thermoplastiques, la consistance gravimétrique de l'alimentation, la fluidité des poudres et la capacité de mélange effective de l'extrudeur sont importantes. Une charge minérale élevée peut augmenter le couple et la pression de fusion. La surchauffe du mélange à certains endroits peut entraîner une dégradation indésirable du polymère ou une aberration de couleur. La rupture des particules, l'obstruction du filtre et la qualité inégale des granulés doivent également être surveillés.
Une distribution homogène des particules solides d'APP, de mélamine et de carbone est essentielle pour les dispersions de revêtement. Si la quantité de dispersant est insuffisante, un dépôt rapide peut survenir, et si elle est trop élevée, la résistance à l'eau ou la mousse peuvent être affectées négativement. La viscosité de la peinture doit être vérifiée non seulement à la fin de la production, mais aussi après stockage et remélange. La réhomogénéisation du système précipité par mélange ne signifie pas que la stabilité permanente a été confirmée.
Lors des essais initiaux, le lot de matières premières, la séquence de mélange, la température, l'énergie totale de mélange, le temps, la date de remplissage et les conditions d'attente avant l'essai de chaque échantillon doivent être enregistrés. Sinon, il sera difficile de déterminer la cause de la différence de performance car les variables de procédé changeront au fur et à mesure que le niveau d'additif évolue.
OPTIMISATION ÉCONOMIQUE ET TECHNIQUE IGNIFUGE
Dans l'évaluation économique des additifs ignifuges, il ne faut pas seulement comparer le prix par kilogramme des matières premières. Les charges minérales peuvent être fournies à un prix unitaire bas, mais des taux élevés de remplissage peuvent augmenter la densité du matériau et le poids unitaire du produit. Par exemple, dans une gaine de câble de même taille, une augmentation de la densité augmente le nombre de kilogrammes consommés par longueur. Par conséquent, le coût réel doit être calculé en fonction de la consommation d'additifs par produit et du taux de production approprié.
La dose requise d'additifs de phosphore peut être plus faible dans certains polymères que dans les hydroxydes minéraux ; cependant, le prix du produit, la compatibilité avec le polymère, le synergiste utilisé et la performance finale de la combustion sont différents. Un faible dosage à lui seul ne signifie pas un système moins cher. La réussite de l'essai de feu cible, le taux de rejet de la pièce finale et la nécessité d'un renforcement mécanique supplémentaire doivent être pris en compte dans le calcul du coût.
En optimisation technique, les sorties à évaluer séparément doivent être déterminées : résultat de combustion UL 94 ou associé, LOI, résistance à la traction, allongement à la rupture, dureté, densité, couple d'extrusion, débit, couleur, finition de surface et essais électriques de câbles, si applicable. Une recette ne doit pas être considérée comme réussie si une seule amélioration de résultat est obtenue tandis que d'autres critères critiques dépassent la limite d'acceptation.
L'analyse des coûts pour le revêtement intumescent doit inclure la consommation de matériau fournissant l'épaisseur cible de film sec par mètre carré au lieu de kilogrammes de peinture humide. Avec l'augmentation de la quantité d'APP, la viscosité, l'épaisseur de la couche applicable ou la tendance à se fissurer due au séchage peuvent changer. Une plus grande quantité de matière sèche ou un revêtement plus épais n'offrent pas une meilleure résistance au feu dans toutes les conditions. Le système de peinture approuvé et les conditions d'application doivent être évalués ensemble.
Lors du changement de fournisseur, il ne suffit pas que deux catégories APP ou ATH soient identiques en tant que famille chimique. L'humidité, la solubilité dans l'eau, la taille des grains, le traitement de surface et la morphologie des particules peuvent modifier les résultats du procédé. Le nouveau produit fournisseur doit d'abord être comparé à l'échelle laboratoire et pilote ; la décision d'acceptation doit prendre en compte non seulement le certificat de matière première mais aussi le test final d'application.
ERREURS TECHNIQUES COURANTES DANS LES APPLICATIONS DES RETARDATEURS DE FLAMME
La première erreur consiste à traiter tous les produits ignifuges comme le même produit chimique. Le retardant de flamme est une description générale de fonction. Le polyphosphate d'ammonium, l'hydroxyde d'aluminium, le graphite en expansion et les esters phosphatés présentent des propriétés de traitement, de stockage et d'interaction chimique différentes. Ne mentionner que retardateur de flamme dans la commande peut entraîner un mauvais approvisionnement chimique et des essais de fabrication coûteux.
La deuxième erreur consiste à mélanger le pourcentage d'utilisation avec la valeur phr ou la dose du masterbatch. Par exemple, ajouter des additifs minéraux de 50 phr à la résine signifie environ 33,3 % d'additifs dans le produit final si le mélange total ne contient que ces deux composants. De plus, un additif commercial de 20 % ajouté sous forme de masterbatch ne fournit que 10 % de retardateur de flamme actif réel si la concentration active du masterbatch est de 50 %. La méthode en pourcentage basée sur doit être clairement indiquée dans les rapports techniques.
La troisième erreur est de généraliser la classe du petit échantillon d'essai à tous les produits finaux. Les résultats de la norme UL 94 dépendent de l'épaisseur de l'échantillon et de la configuration du test. La géométrie, les autres composants et l'assemblage du produit final peuvent modifier le comportement de tir. En particulier, la résistance au feu des éléments structurels et le comportement au feu des faisceaux de câblage doivent être mesurés selon leurs normes appropriées.
La quatrième erreur est de négliger la usinabilité tout en augmentant le rapport d'additif solide. L'augmentation du mastic peut affecter la viscosité, la densité, l'allongement mécanique et la finition de surface de la fusion. Le gain de performance doit être pris en compte en conjonction avec des conditions de production acceptables.
La cinquième erreur consiste à conclure un produit sûr uniquement sur la base d'une déclaration sans halogène ou faible fumée. Les gaz, la dissipation de la chaleur et la densité de la fumée produites lors de l'incendie dépendent du matériau, du système réel et des conditions de combustion. Le fabricant ou le formulateur doit s'assurer que l'ensemble du produit est évalué avec des tests de sécurité et de performance appropriés.
APPROCHES INITIALES DE FORMULATION POUR LE RETARDATEUR DE FLAMME
Huit recettes de départ distinctes ont été proposées dans le cadre des deux applications suivantes. Toutes les matières premières sont indiquées en pourcentage par rapport au mélange final, et le total de chaque recette est de 100,00 %. Ce ne sont pas des recettes vérifiées pour la production commerciale, la certification des produits ou la conformité réglementaire.
Les quantités ATH et APP font référence au pourcentage de matières premières actives. Si les produits commerciaux contiennent de l'eau ou des transporteurs, les ratios doivent être recalculés. Les catégories de matières premières et les conditions d'essai utilisées lors des comparaisons doivent être maintenus constants.
EXEMPLE 1 : BALAYAGE AU NIVEAU ATH DANS UN CÂBLE COMPOSÉ HFFR EVA/PE
Objectif : Comparer l'effet du rapport ATH sur le comportement de combustion, les propriétés mécaniques et la procédibilité de l'extrusion dans un composé de câble EVA/PE sans halogène.
Composants de départ :
CONTRÔLE A (en %) :
Copolymère EVA : 54,00 %
LLDPE : 45,00 %
Trihydroxyde d'aluminium (ATH) : 0,00 %
Compatibiliseur PE-g-MA : 0,50 %
Sachet antioxydant : 0,30 %
Curseur de procédé : 0,20 %
TOTAL : 100,00 %
EXEMPLE B (en poids %) :
Copolymère EVA : 39,00 %
LLDPE : 30,00 %
Trihydroxyde d'aluminium (ATH) : 30,00 %
Compatibiliseur PE-g-MA : 0,50 %
Sachet antioxydant : 0,30 %
Curseur de procédé : 0,20 %
TOTAL : 100,00 %
Approche de la candidature :
Les notes EVA et PE sont maintenues identiques dans tous les échantillons. La valeur D50 de l'ATH et du traitement de surface est fixe. Le granule est préparé par mélange contrôlé. Le couple d'extrusion, l'apparence de surface et l'épaisseur sont surveillés. La traction, l'allongement à la rupture et le filtrage au feu sont effectués dans la même géométrie d'échantillon. Des tests complets supplémentaires du système sont nécessaires pour la norme réelle du câble.
Note : La prescription A est le véritable témoin sans ATH. L'EVA et la LLDPE ont été réduites ensemble lors de l'augmentation de l'ATH.
EXEMPLE 2 : BALAYAGE AU NIVEAU DE L'APPLICATION SUR UN REVÊTEMENT INTUMESCENT À BASE D'EAU
Objectif : Étudier l'effet de la quantité d'APP sur la formation du film, la couche de mousse-charbon et la stabilité de stockage dans les revêtements intumescents de protection incendie.
Composants de départ :
CONTRÔLE A (en %) :
Dispersion du liant acrylique à base d'eau : 35,00 %
Polyphosphate d'ammonium (APP) : 0,00 %
Pentaérythritol (source de carbone) : 10,00 %
Mélamine (source gazeuse) : 8,00 %
Dioxyde de titane : 4,00 %
Dispersant : 0,50 %
Décumère : 0,30 %
Épaississant : 0,40 %
Conservateur : 0,20 %
Eau déionisée : 41,60 %
TOTAL : 100,00 %
EXEMPLE B (en poids %) :
Dispersion du liant acrylique à base d'eau : 35,00 %
Polyphosphate d'ammonium (APP) : 20,00 %
Pentaérythritol (source de carbone) : 10,00 %
Mélamine (source gazeuse) : 8,00 %
Dioxyde de titane : 4,00 %
Dispersant : 0,50 %
Décumère : 0,30 %
Épaississant : 0,40 %
Conservateur : 0,20 %
Eau déionisée : 21,60 %
TOTAL : 100,00 %
Approche de la candidature :
Le liant est maintenu constant comme la même dispersion commerciale ; l'eau propre à la dispersion n'est pas calculée une seconde fois. L'APP, le pentaérythritol et la mélamine sont répartis de manière homogène. Le pH, la viscosité, la précipitation et le comportement de stockage de la peinture sont surveillés. La hauteur de gonflement, l'intégrité de la couche de charbon et la réponse au feu des revêtements préparés avec la même épaisseur de film sec sont comparés. Aucune période de protection n'est déclarée sans test du système selon la norme de feu appropriée.
ALTERNATIVES ET COMPARAISON DES RETARDATEURS DE FLAMME
L'alternative ignifuge est choisie en fonction de la norme cible du matériau, de la température du procédé, des attentes mécaniques, des critères de fumée et de gaz toxiques. Différents mélanges chimiques de même poids ne doivent pas être censés avoir les mêmes résultats.
RETARDATEUR DE FLAMME ET TRIHYDROXY D'ALUMINIUM (ATH)
L'ATH est un retardateur de flamme minéral sans halogène et un produit de remplissage. Il peut être utilisé notamment dans certains câbles et composés polymères grâce à son mécanisme endothermique de libération d'eau à la température de traitement appropriée.
Lorsqu'un chargement élevé est nécessaire, le débit, l'élasticité et la densité du produit final peuvent être affectés. Le traitement de surface et la taille des particules doivent être contrôlés.
RETARDATEUR DE FLAMME ET HYDROXYDE DE MAGNÉSIUM (MDH)
Le MDH est également un système à base minérale qui libère de l'eau endothermique ; il peut être l'option appropriée pour certains polymères traités à une température plus élevée que l'ATH.
Il n'est pas équivalent à la même masse d'ATH. La ségrégation, la dispersion, la dureté, le coût et la compatibilité des polymères cibles sont testées ensemble.
RETARDATEUR DE FLAMME ET POLYPHOSPHATE D'AMMONIUM (APP)
L'APP est un retardateur de flamme polymère contenant du phosphore. Il est essentiel comme source d'acide dans les revêtements intumescents et peut être intégré dans des combinaisons phosphore-azote dans d'autres applications appropriées.
La solubilité dans l'eau et la distribution des particules varient selon le grade. Il convient de prendre en compte que l'APP n'offrira pas l'efficacité espérée dans les polyoléfines pures dans certains cas sans synergiste.
RETARDATEUR DE FLAMME ET PHOSPHINATES MÉTALLIQUES
Les phosphinates métalliques sont des retardateurs de flamme spéciaux au phosphore utilisés dans certains thermoplastiques d'ingénierie et des systèmes renforcés de fibres de verre.
La stabilité thermique et le grade d'application diffèrent de ceux de l'APP ou des hydroxydes minéraux. La recommandation de classification du fabricant doit être vérifiée pour chaque résine.
RETARDATEUR DE FLAMME ET DÉRIVÉS DE LA MÉLAMINE
Les additifs azotés tels que la mélamine, le polyphosphate de mélamine ou le cyanurate de mélamine présentent des mécanismes différents. Dans les revêtements tumescents, la mélamine agit souvent comme formateur gazeux.
L'utilisation seule de la mélamine ne produit pas le même effet que le système tumescent créé avec l'APP ; l'identité et la proportion de la dérivée sélectionnée sont importantes.
RETARDATEUR DE FLAMME ET GRAPHITE EXPANSIF
Le graphite extensible forme une barrière physique au carbone qui s'épaissit avec la chaleur. Le polyuréthane peut être utilisé dans une variété de revêtements et de composites.
La couleur sombre, la taille des particules, l'orientation des couches et la compatibilité des matrices peuvent limiter son utilisation.
RETARDATEUR DE FLAMME ET ADDITIFS BROMÉS
Certains retardateurs de flamme contenant du bromé peuvent être efficaces avec des synergistes appropriés ; cependant, le statut réglementaire et le profil de santé environnementale doivent être vérifiés substance par substance.
Tous les produits bromés ne sont pas dans le même statut réglementaire. Le produit sans halogènes n'est pas non plus automatiquement non toxique ni supérieur dans toutes les applications.
ESTERS IGNIFUGES ET PHOSPHATIQUES
Les esters phosphatés liquides ou solides peuvent être utilisés dans certains systèmes en polyuréthane et résine. Certains peuvent aussi avoir un effet plastifiant ou solvant.
Ses effets sur la migration, la volatilité, la résistance thermique et le durcissement de la résine diffèrent de ceux des systèmes APP et minéraux.
CONTRÔLE QUALITÉ ET CRITÈRES D'ACHAT POUR LES RETARDATEURS DE FLAMME
Il ne suffit pas de spécifier le produit uniquement comme retardant de flamme dans le cahier des charges d'achat. Le type chimique, le numéro CAS, le fabricant, la qualité commerciale, le taux d'activité, la taille des particules, le traitement de surface, la densité, l'humidité, la décomposition thermique, la solubilité dans l'eau et la compatibilité des polymères cibles doivent être clairement définis.
Documents à examiner : déclarations TDS, SDS, COA, REACH et RoHS si applicable, déclaration de contenu halogène, évaluation pertinente du SVHC, conseils techniques spécifiques à l'application, tolérances de qualité, durée de conservation et informations sur l'emballage. Le pourcentage de polymère porteur et d'ingrédient actif pour le masterbatch doit être spécifié séparément.
Ce n'est pas parce que le produit a passé le test en laboratoire seul que la pièce finale du client obtiendra la même note. Le choix du matériau doit se faire sur la recette finale, l'épaisseur nominale de l'échantillon, le procédé et la norme cible.
La surveillance de l'humidité, de la couleur, de la densité en vraque, de la taille des particules et des impuretés critiques lors des essais d'acceptation par lots peut réduire les déviations de procédé. La stabilité de stockage et la résistance à l'humidité sont également importantes dans les systèmes de revêtement intumescents.
STOCKAGE ET TRANSPORT DES RETARDATEURS DE FLAMME
Les retardateurs de flamme en poudre sèche doivent être conservés dans des emballages propres, frais et scellés, protégés de l'humidité. Même si une faible teneur en solubilité dans l'eau est utilisée dans l'APP, il faut prêter attention à l'humidité, aux agglutinements et à l'intégrité de l'emballage. Le déversement de poudres minérales telles que l'ATH et le MDH peut provoquer une accumulation de poussière dans la zone de travail.
Pour les esters phosphatés liquides, les additifs contenant des solvants ou d'autres systèmes liquides, l'inflammabilité, la conformité de l'emballage, la ventilation et le contrôle des fuites doivent être régis par la FDS du produit. Tous les retardateurs de flamme n'ont pas une seule classe de transport.
Les périodes de stockage et les conditions recommandées des produits peuvent être différentes. Par exemple, certaines durées de conservation sont définies dans certaines classifications commerciales APP. Les recommandations actuelles du SDS et du fabricant pour le lot reçu doivent être prises en base, et le suivi FIFO et le suivi des lots doivent être appliqués.
INFORMATIONS SUR LA SÉCURITÉ DES RETARDATEURS DE FLAMME
Le retardateur de flamme n'est pas une classe de danger standard à proprement parler. Les dangers dépendent du produit chimique utilisé et de son mélange commercial. Pour les poudres solides telles que l'ATH ou l'APP, il faut éviter l'inhalation inutile de poussière et le contact visuel. Certains additifs liquides et réactifs peuvent comporter des risques toxicologiques ou environnementaux distincts.
Une température élevée lors du traitement des polymères peut entraîner la dégradation du polymère et de l'additif. Des produits de dégradation volatils, des fumées irritantes ou d'autres gaz de combustion peuvent apparaître. Il ne faut pas supposer que les produits contenant des retardateurs de flamme ajoutés produisent une fumée totalement inoffensive lors d'un incendie.
La collecte de la poussière, une ventilation adéquate, les équipements de protection individuelle et les codes locaux de santé au travail doivent être mis en œuvre sur le lieu de travail. Les déchets de formulation et les échantillons de test de feu doivent être éliminés conformément aux conditions pertinentes de gestion des déchets.
Le statut juridique de la substance concernée doit être vérifié dans le cadre de la législation actuelle du pays ciblé, notamment en ce qui concerne certains additifs bromés et ingrédients réglementés.
QUE FAUT-IL PRENDRE EN COMPTE LORS DE L'ACHAT D'UN RETARDATEUR DE FLAMME ?
La première question du processus d'approvisionnement est de savoir quel polymère ou revêtement et quel objectif de performance être atteint. Par exemple, le chargeur minéral considéré pour le câble sans halogène EVA/PE n'a pas besoin d'être l'additif principal approprié pour la formulation du revêtement intumescent du porteur d'acier.
La demande doit inclure le matériau final, la norme cible, l'épaisseur de l'échantillon, le type/température du procédé, la coloration, les performances mécaniques, les exigences en fumée, les contraintes halogènes ou SVHC, le cas échéant, le prix cible, ainsi que l'estimation de l'utilisation annuelle.
La comparaison technique ne doit pas se faire uniquement en kilogrammes. La dose requise pour une performance équivalente, la perte de traitabilité, la quantité de ferraille, la consommation d'énergie, la résistance mécanique et la qualité à long terme influencent le coût total.
Les recettes d'échantillons soutenues par le laboratoire d'application du fabricant constituent un point de départ utile. Cependant, la décision finale doit être basée sur des rapports d'essai sur des échantillons réels préparés avec la nouvelle qualité commerciale.
APPROVISIONNEMENT EN IGNIFUGE PAR ATAMAN KIMYA
Famille de produits retardants de flamme / retardants de flamme ; Elle couvre différents types d'additifs chimiques utilisés pour modifier la réponse au feu dans les applications plastiques, en caoutchouc, câbles, construction, revêtements, mousses, textiles et composites. La sélection appropriée du produit doit être faite avec le type de polymère, les tests cibles au feu et les conditions de procédé, et non avec un nom général unique de retardateur de flamme.
Les entreprises demandant la fourniture de retardateurs de flamme à Ataman Kimya peuvent confirmer la famille d'additifs appropriée, la qualité commerciale, l'emballage, le stock actuel, l'origine et les informations sur les prix en partageant leurs domaines d'application et leurs spécifications techniques cibles. La disponibilité d'un produit particulier doit être vérifiée séparément avant sa vente.
La proposition doit inclure au moins les informations suivantes : polymère/résine final ; norme cible pour le feu et la fumée ; température de fonctionnement/traitement ; exigence sans halogènes ; famille d'additifs préférés ; quantité d'utilisation cible ; taille et dispersion des particules ; exigences mécaniques et électriques ; demande TDS/SDS/COA et quantité d'essai.
QUESTIONS FRÉQUEMMENT POSÉES SUR LE RETARDATEUR DE FLAMME
Qu'est-ce que le retardateur de flammes ?
Il s'agit d'un système chimique additif ou additif utilisé pour modifier la réponse au feu par des mécanismes spécifiques.
Le retardateur de flamme est-il un produit chimique unique ?
Elle comprend ATH, MDH, APP, phosphinates, esters phosphatiques, dérivés de la mélamine et d'autres familles.
Quel est le numéro CAS du retardant de flamme ?
Il n'existe pas de numéro CAS unique ; le type chimique doit être spécifié.
Qu'est-ce que les retardateurs de flamme sans halogènes ?
ATH, MDH, APP et des systèmes adaptés à base de phosphore-azote en sont des exemples courants.
Est-ce que l'ATH est la même chose que le MDH ?
Ce sont deux hydroxydes minéraux différents ; leur comportement thermique et leurs conditions d'utilisation sont différents.
Qu'est-ce qu'une APP ?
Il s'agit de polyphosphate d'ammonium ; il est particulièrement utilisé dans les revêtements intumescents et certains systèmes ignifuges polymères.
Qu'est-ce que l'intumescence ?
C'est un système qui se gonfle avec la chaleur et forme une couche protectrice de barrière carbonée.
Pourquoi l'APP est-il utilisé avec le pentaérythritol ?
L'APP peut agir comme source d'acide, tandis que le pentaérythritol peut servir de source de carbone.
Quel est le rôle de la mélamine ?
Dans certains systèmes intumescents, il peut être un élément auxiliaire nitrogène et formant des gaz.
Pourquoi l'ATH est-il aussi disponible ?
Dans le mécanisme de remplissage minéral, une charge élevée peut être nécessaire pour la performance cible ; les propriétés mécaniques sont donc également optimisées.
Le produit ignifuge est-il ignifuge ?
Le matériau dopé peut ralentir la flamme dans certaines conditions, mais on ne peut pas dire qu'il est non inflammable dans toutes les conditions.
Que signifie UL 94 V-0 ?
Il s'agit d'une classification basée sur des essais de combustion verticale dans des conditions spécifiques de laboratoire ; elle ne garantit pas la sécurité incendie générale.
Qu'est-ce que la loi d'intention (LOI) ?
Il s'agit d'une mesure en laboratoire de la concentration d'oxygène la plus faible requise pour une combustion durable.
La résistance au feu est-elle la même que la réaction au feu ?
La résistance de l'élément porteur et l'allumage/propagation de la flamme du matériau sont des évaluations différentes.
Le produit sans halogène est-il toujours sans fumée ?
La densité et la toxicité de la fumée doivent être mesurées séparément.
Comment calculer le masterbatch ignifuge ?
Il est calculé en multipliant la dose du masterbatch par le rapport actif réel de l'additif qu'il contient.
La même recette est-elle utilisée pour chaque polymère ?
La chimie des polymères, la température de traitement et la norme cible sont différentes.
Le retardateur de flamme réduit-il la résistance mécanique ?
Il peut réduire surtout à des niveaux élevés de remplissage ; la dispersion et l'équilibre polymère sont optimisés.
Quels documents sont requis ?
TDS, SDS, COA et des documents de performance spécifiques au marché cible/application sont exigés.
Les ordonnances de départ sont-elles certifiées ?
Non; Ce sont des recommandations de dépistage en laboratoire qui nécessitent une validation dans le produit final.
RETARDATEUR DE FLAMME – RÉSUMÉ TECHNIQUE
Le retardateur de flamme est une seule famille non chimique et large d'additifs qui utilisent différents mécanismes ignifuges. La sélection chimique appropriée dépend du grade polymère/résine, de la température du procédé, de l'épaisseur du matériau, du test cible au feu et des besoins en fumée. L'ATH et le MDH sont des charges endothermiques à base minérale ; l'APP est le composant important dans les systèmes intumescents au phosphore ; les phosphinates métalliques, les dérivés de mélamine, le graphite en expansion et certains produits chimiques halogénés offrent d'autres solutions.
Pour cette raison, l'énoncé Ignifuge ne reçoit pas un seul numéro CAS, une formule moléculaire, une densité ou un niveau d'utilisation universel unique. Chaque grade de fabricant doit être vérifié avec TDS, SDS et COA. La classe incendie d'un matériau de laboratoire ne signifie pas que la conception finale répond à toutes les exigences de sécurité incendie.
Dans ce fichier, des recettes de criblage en pourcentage ATH pour le composé de câble EVA/PE sans halogène et le pourcentage d'APP pour le revêtement intumescent à base d'eau sont proposées. Quatre recettes distinctes dans les deux applications sont complètes à 100 % en poids. La dispersion, la performance mécanique et au feu, le vieillissement et les exigences réglementaires associées doivent être validées expérimentalement avant leur utilisation réelle.
Les essais au feu ne mesurent pas une seule performance. La norme 94 se concentre sur le comportement de trempe et de goutte de gouttes de petits échantillons plastiques dans des conditions spécifiques de géométrie et d'application de flamme. Les classes V-0, V-1 et V-2 doivent être spécifiées avec les conditions de mesure. Un matériau d'une certaine épaisseur de V-0 ne garantit pas le même résultat pour toutes les pièces produites plus fines ou d'une couleur différente.
L'Indice d'oxygène limite (LOI) détermine la concentration d'oxygène nécessaire pour maintenir la combustion du matériau sous certaines conditions d'essai. Une LOI élevée peut être un indicateur utile ; cependant, une faible dissipation thermique à elle seule ne signifie pas une faible génération de fumée ou une sécurité élevée dans tous les scénarios réels d'incendie. Ainsi, même lorsque la LOI et l'UL 94 sont utilisées ensemble, une caractérisation plus large de l'incendie peut être nécessaire.
Des méthodes telles que la calorimétrie par cône peuvent fournir des indicateurs du taux de dissipation de chaleur, de la libération totale de chaleur, du temps d'allumage et de la fumée. Bien que les tests de flamme horizontale ou verticale à petite flamme s'améliorent dans une formulation, des résultats différents peuvent être observés sous un flux thermique élevé. Lors de la comparaison des tests, le flux de chaleur rayonnant, la masse de l'échantillon, l'épaisseur, le substrat et les détails de conditionnement doivent être conservés identiques.
Dans les applications du bâtiment et des structures, la classification de la réaction aux déchets et la performance en résistance au feu sont différentes. Bien que la réaction du produit de construction au feu soit évaluée dans le cadre de la norme EN 13501-1, la résistance au feu du revêtement intumescent pour les supports en acier est déterminée par les procédures d'essai des éléments structurels pertinentes. Un revêtement bien intumescent en laboratoire ne peut pas revendiquer une résistance au feu pendant un certain nombre de minutes à lui seul.
Les applications filaires et câbles peuvent avoir différentes méthodes pour la propagation de flammes regroupées, la densité de fumée, l'acidité gazeuse et la teneur en halogènes. Puisque les exigences de test pour le produit final varient selon l'industrie et le pays acheteur, la version exacte de la norme cible doit être déterminée à l'avance lors du choix des matériaux.
Le rapport technique doit documenter la qualité du produit, la recette, le processus de production de l'échantillon, l'épaisseur, le conditionnement, la version standard de test, le nombre de répétitions et la distribution des résultats. Les décisions d'adéquation commerciale ne doivent pas être prises sur la base de la bonne apparence d'un seul échantillon.
