Hızlı Arama
Alev geciktiriciler (Flame Retardants), plastik, kauçuk, kaplama, köpük, tekstil, kablo ve kompozit gibi malzemelerin tutuşma, alev yayılması, ısı açığa çıkarma ve bazı durumlarda duman oluşturma davranışlarını değiştirmek için kullanılan katkı veya reaktif kimyasal sistemlerdir. Flame Retardant tek bir saf kimyasal maddenin adı değildir; farklı mekanizmalara sahip geniş bir ürün ailesidir. Bu nedenle tüm alev geciktiriciler için tek CAS numarası, moleküler formül, molekül ağırlığı veya standart dozaj belirtilemez.
Ticari ürünler arasında alüminyum trihidroksit (ATH), magnezyum hidroksit (MDH), amonyum polifosfat (APP), metal fosfinatlar, fosfat esterleri, melamin türevleri, genleşen grafit ve belirli bromlu sistemler bulunur. Bu ürünler fiziksel karıştırma ile polimere eklenebilir veya bazı reaktif sistemlerde polimerin yapısına kimyasal olarak bağlanabilir. Reçetedeki katkı miktarı; polimer cinsi, dolgu oranı, parçanın kalınlığı, hedef test standardı ve proses sıcaklığıyla birlikte değerlendirilmelidir.
Alev geciktirici katkıların genel hedefi malzemeyi “yanmaz” yapmak değil, belirli koşullarda yangının başlamasını veya gelişmesini geciktirmek, alevin yayılmasını azaltmak ya da koruyucu kömürleşmiş tabaka oluşturulmasını desteklemektir. Bir ürünün UL 94 V-0 elde etmesi bütün yangın senaryolarında güvenli olduğu anlamına gelmez. Duman miktarı, toksik gaz oluşumu, ısı yayılımı, damlama ve tam sistem davranışı ayrıca ölçülmelidir.
Bu dosyada başlıca halojensiz sistemler ve bunların alternatifleri ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Formülasyon örnekleri yalnızca laboratuvar taraması amacıyla hazırlanmış başlangıç reçeteleridir; üretici onayı, performans garantisi veya yangın güvenliği sertifikası yerine geçmez.
FLAME RETARDANT NEDİR?
Flame Retardant, bir malzemenin yanma zincirine fiziksel veya kimyasal yollarla müdahale eden katkı veya katkı kombinasyonudur. Yanma için ısı, oksijen ve yakıtın etkileşmesi gerekir. Alev geciktiriciler, bu etkileşimlerden bir veya birkaçını hedefler: ısıyı absorbe eder, yüzeyde bariyer oluşturur, parçalanma ürünlerini değiştirir veya gaz fazındaki radikal reaksiyonlarını baskılar.
Katkı tipi alev geciktiriciler, polimere mevcut üretim prosesinde ilave edilir. Reaktif alev geciktiriciler ise bazı reçine, polimerizasyon veya kürlenme sistemlerinin yapısına kimyasal olarak katılır. Bu iki yaklaşım arasında migrasyon, uzun dönem stabilite, maliyet, üretim kolaylığı ve malzeme özellikleri açısından önemli farklar bulunur.
ATH ve MDH, ısı altında su salan mineral hidroksitlerdir. APP ve diğer fosforlu ürünler özellikle yoğunlaşmış fazdaki kömürleşmeyi destekleyebilir. Melamin türevleri azot kaynağı, gaz oluşumu veya fosforlu sistemlerle sinerji sağlayabilir. Genleşen grafit fiziksel hacim artışıyla bariyer tabaka oluşturur. Halojen içeren bazı katkılar gaz fazı radikal kimyasına etki edebilir ancak çevre, sağlık ve mevzuat değerlendirmeleri ürüne göre değişir.
Alev geciktirici seçiminde malzeme sınıfı, hedef kalınlık, termal işleme koşulları, mekanik özellik gereklilikleri, elektriksel özellikler, duman toksisitesi ve hedef pazara ait düzenleyici gereklilikler başlangıç parametreleridir.
YAYGIN ÜRÜN VE KİMYASAL ADLARI
Flame Retardant
Alev Geciktirici
Fire Retardant
Yangın Geciktirici
Halogen-Free Flame Retardant (HFFR)
Halojensiz Alev Geciktirici
Ammonium Polyphosphate (APP) – Amonyum Polifosfat
Aluminium Trihydroxide / Aluminium Hydroxide (ATH) – Alüminyum Trihidroksit
Magnesium Hydroxide (MDH) – Magnezyum Hidroksit
Metal Phosphinate – Metal Fosfinat
Melamine Polyphosphate (MPP) – Melamin Polifosfat
Expandable Graphite – Genleşebilir Grafit
Phosphate Ester – Fosfat Esteri
Brominated Flame Retardant – Bromlu Alev Geciktirici
Intumescent Flame Retardant – Şişerek Bariyer Oluşturan Alev Geciktirici
CAS NO, EC / EINECS NO VE KİMYASAL TANIMLAMA
Ürün grubu: Flame Retardant / Alev Geciktirici
Tek CAS numarası: Yoktur
Tek moleküler formül: Yoktur
Tek molekül ağırlığı: Yoktur
Fiziksel form: Toz, granül, masterbatch, dispersiyon veya sıvı; ürün türüne göre değişir
Ana işlev: Yanma ve yangın tepkisini değiştirmek
ATH: Al(OH)₃, CAS No 21645-51-2; mol kütlesi yaklaşık 78,00 g/mol.
MDH: Mg(OH)₂, CAS No 1309-42-8; mol kütlesi yaklaşık 58,32 g/mol.
APP: Amonyum polifosfat, polimerik fosfat tuzu; yaygın CAS No 68333-79-9. Polimerik yapı ve zincir uzunluğu nedeniyle tek kesin molekül ağırlığına indirgenmemelidir.
Melamin: C₃H₆N₆, CAS No 108-78-1; mol kütlesi yaklaşık 126,12 g/mol.
Yukarıdaki örnek CAS numaraları, yalnızca belirtilen kimyasallara aittir; Flame Retardant adı altında satılan bütün ticari ürünleri kapsamaz. Kaplamalı, yüzey işlemi görmüş veya karışım halinde sunulan ürünlerin SDS Bölüm 3 ve COA bilgileri ayrıca kontrol edilmelidir.
FLAME RETARDANT KİMYASAL YAPISI VE MOLEKÜLER ÖZELLİKLERİ
Mineral bazlı alev geciktiriciler kristal inorganik bileşiklerdir. ATH ve MDH yapısındaki hidroksil grupları yüksek sıcaklıkta ayrışarak su açığa çıkarabilir. Bu endotermik süreç çevreden ısı tüketir. Oluşan katı metal oksit kalıntısı, malzemenin yüzeyinde bariyer etkisine ayrıca katkı sağlayabilir.
APP zincir halinde tekrarlanan fosfat birimlerine sahip polimerik amonyum tuzudur. Isıtıldığında fosforik/polifosforik asit türevlerinin oluşumu, uygun karbon kaynağıyla reaksiyon sonucu kömürleşmiş fazın gelişimini destekler. Şişen kaplamalarda APP genellikle asit kaynağı; pentaeritritol karbon kaynağı; melamin ise gaz oluşturucu bileşen olarak değerlendirilir.
Fosfor esaslı reaktif katkıların davranışı fonksiyonel gruplarına bağlıdır. Fosfinat, fosfonat ve fosfat esterleri aynı sınıf değildir. Bazı sistemler yoğunlaşmış fazı, bazıları gaz fazını, bazıları ise her iki mekanizmayı etkileyebilir. Bu nedenle yalnızca toplam fosfor yüzdesine bakılarak alev geciktirici performans eşdeğerliği kurulamaz.
Genleşen grafit, tabakalar arası bileşenlerin ısıyla genleşmesiyle kalınlaşan bir karbon bariyeri oluşturabilir. Katkı partikülünün tane boyutu ve genleşme başlangıç sıcaklığı uygulamaya göre kritik parametrelerdir. Polymerik matrisle uyum ve homojen dispersiyon bütün bu yaklaşımlarda önem taşır.
FLAME RETARDANT FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
Görünüm: ATH ve MDH genellikle beyaz mineral toz; APP genellikle beyaz, serbest akışlı partikül; genleşen grafit koyu renkli pul/toz şeklindedir. Sıvı fosfat esterleri ve masterbatch formları da bulunmaktadır. Birbirinden farklı ürünleri ortak tek yoğunluk veya erime noktası ile tanımlamak doğru değildir.
ATH ısıtıldığında endotermik olarak su çıkarır. Huber Martinal ürün ailesi ATH’nin yaklaşık 210 °C veya daha düşük işleme sıcaklıkları gerektiren birçok polimer bileşiği için kullanıldığını belirtmektedir. Bu bilgi her ATH grade’inin kesin bozunma başlangıcının 210 °C olduğu anlamına gelmez.
MDH, ATH’ye kıyasla daha yüksek işlem sıcaklığı gerektiren kimi sistemlere uygun olabilir; ancak gerçek bozunma aralığı partikül yapısı ve ürün grade’ine bağlıdır. APP ürünlerinde polimerizasyon derecesi, suda çözünürlük, partikül dağılımı ve yüzey kaplaması önemlidir. Örneğin Exolit AP 422, düşük suda çözünürlüklü faz II amonyum polifosfat olarak tanımlanır.
Teknik veri föyünde özellikle şu veriler aranmalıdır: aktif madde türü ve yüzdesi; partikül boyut dağılımı (D10/D50/D90); yoğunluk ve yığın yoğunluğu; özgül yüzey alanı; nem; suda çözünürlük; pH; termal ayrışma başlangıcı; yüzey işlemi; renk; safsızlık profili ve önerilen proses aralığı.
Yüksek mineral dolgu yüzdesi viskoziteyi artırabilir, uzamayı düşürebilir ve ekipmanda aşındırıcı etki oluşturabilir. İnce parçacıklar daha yüksek ara yüzey alanı oluşturur, fakat dispersiyon ve toz kontrolünü zorlaştırabilir. Bu nedenle yalnızca alev testi başarısı değil, nihai ürünün mekanik ve proses özellikleri birlikte izlenmelidir.
FLAME RETARDANT MOLEKÜLER DÜZEYDE NASIL ÇALIŞIR?
Polimer ısıtıldığında önce yumuşama ve ardından termal bozunma süreçleri gerçekleşebilir. Ortaya çıkan uçucu yakıt bileşenleri havadaki oksijenle reaksiyona girdiğinde alev oluşur. Alev geciktirici katkılar ısının polimere taşınmasını yavaşlatabilir, termal bozunma yolunu değiştirebilir veya yüzeyde koruyucu katı tabaka oluşturarak yakıt çıkışını sınırlayabilir.
Endotermik mineral sistemlerde ATH veya MDH’nin su bırakması ayrışma sırasında enerji tüketilmesini sağlar. Açığa çıkan su buharı yanıcı gazların yerel yoğunluğunu azaltmaya belirli ölçüde katkıda bulunabilir; kalıntı mineral oksit ise ısı ve kütle taşınımını kısmen sınırlar. Yüksek etkinlik için çoğu zaman anlamlı dolgu oranları gerektiğinden mekanik özellik kaybı olasıdır.
İntümesan (şişen) sistemlerde fosforlu bileşen asitli ortam yaratarak karbon kaynağının kömürleşmesini destekler. Gaz oluşturucu malzemenin devreye girmesiyle köpüklü karbon tabakası kalınlaşır. Bu tabaka altlığın sıcaklık artışını geciktirebilir. APP, pentaeritritol ve melamin oranları, bağlayıcının kimyası, kaplama kalınlığı ve nem direnci sonucu büyük ölçüde değiştirir.
Bromlu bazı katkılar uygun sinerjistlerle gaz fazındaki yanma reaksiyonlarını etkileyebilir. Ancak halojenli veya halojensiz etiketleri tek başına duman toksisitesi, sağlık riski veya nihai yangın performansının ölçüsü değildir. Her özgül formülasyon, kullanım senaryosu ve mevzuat gerekliliği ayrı değerlendirilmelidir.
FLAME RETARDANT HANGİ SEKTÖRLERDE KULLANILIR?
Tel ve kablo kılıfları; elektrik-elektronik muhafazaları; otomotiv iç trimleri; raylı sistem bileşenleri; yapı malzemeleri; ahşap yangın koruma kaplamaları; çelik taşıyıcı yangın koruma sistemleri; kompozit paneller; poliüretan köpükler; polyester ve epoksi laminatlar; zemin kaplamaları; teknik tekstiller; yapıştırıcılar; mastikler ve termoplastik enjeksiyon parçaları önemli uygulama alanlarıdır.
Kablo sektöründe halojensiz düşük dumanlı bileşikler sıklıkla mineral dolgular ve uyumlaştırıcı katkılarla tasarlanır. Elektronik parçalarda ince kesit kalınlığında UL 94 gibi yanma testleri istenebilir. Yapı kaplamalarında ise son ürün veya yapı elemanının yangına dayanım süresi ve sınıfı ön plana çıkar.
Ulaştırma uygulamalarında yalnızca alev yayılması değil, duman yoğunluğu, duman toksisitesi ve duman altında görüş kabiliyeti gibi parametreler de kritik olabilir. Bu nedenle her sektörün değerlendirme standardı kendi son kullanım senaryosuna göre seçilmelidir.
FLAME RETARDANT POLİMER, KABLO VE TERMOPLASTİK UYGULAMALARI
Polietilen ve EVA gibi termoplastiklerde ATH veya MDH temelli dolgu sistemleri alev davranışını iyileştirmek üzere kullanılabilir. Formülasyonun toplam katı yükü arttığında işlenebilirlik zorlaşır; uygun polimer grade’i, bağlanma ve yüzey işleme stratejisi önem kazanır.
PP ve bazı diğer poliolefinlerde fosfor-azot esaslı şişen sistemler değerlendirilebilir. Tek başına saf APP her poliolefinde aynı sonucu vermez; Clariant’ın teknik açıklamalarında uygun sinerjist kombinasyonlarına ve uygulamaya özel hazır katkı paketlerine dikkat çekilmektedir.
PVC’nin kendi yapısındaki klor, yanma davranışını etkiler; buna rağmen plastikleştirici oranı, duman oluşumu ve nihai uygulama hedefleri nedeniyle ek alev geciktirici veya duman baskılayıcı paket gerekebilir. Kablo PVC’si ile EVA/PE halojensiz kablo bileşiği aynı reçeteyle tasarlanmamalıdır.
Masterbatch kullanılıyorsa aktif alev geciktirici konsantrasyonu mutlaka hesaba katılmalıdır. Örneğin %50 aktif dolgulu masterbatch’ten %20 kullanılması, nihai reçeteye yalnızca %10 aktif dolgu sağlar. Reçete yüzdelerinin aktif baz mı ticari ürün bazında mı olduğu açıkça yazılmalıdır.
FLAME RETARDANT ŞİŞEN YANGIN KORUMA KAPLAMALARI
İntümesan kaplamalar ısıyla hacimce genleşerek ısı transferini geciktiren karbonlu köpük tabakası oluşturacak şekilde tasarlanır. Bağlayıcı, asit kaynağı, karbon kaynağı, gaz oluşturan bileşen ve yardımcı pigment/dolguların birlikte çalışması gerekir.
APP fosfor kaynağı olarak birçok şişen kaplamada temel rol oynar. Pentaeritritol veya dipentaeritritol karbonlaşma kaynağı, melamin ise gaz çıkışını destekleyen bileşenlerden biridir. Titanyum dioksit ve bazı mineral doldurucular oluşan kömür tabakasının yapısını etkileyebilir.
Bir kaplama formülasyonunun %100 toplam vermesi, yangına dayanım sağlayacağı anlamına gelmez. Yaş film kalınlığı, kuru film kalınlığı, altlık hazırlığı, astar/son kat uyumu, kürlenme, nem ve yaşlandırma performansı doğrulanmalıdır. EN 13381 gibi yapısal eleman değerlendirmeleri, UL 94 küçük numune testlerinin yerine geçmez.
Su bazlı kaplamalarda düşük su çözünürlüklü APP grade’leri tercih edilebilir. Bununla birlikte uzun süreli depolamada viskozite, pH, topaklanma, sedimentasyon ve su dayanımı ayrıca kontrol edilmelidir.
FLAME RETARDANT KÖPÜK, TEKSTİL VE KOMPOZİT UYGULAMALARI
Poliüretan köpük sistemlerinde alev geciktirici seçimi sert veya esnek köpük oluşuna, poliol ve izosiyanat kimyasına, katalizör paketine ve hedef yoğunluğa bağlıdır. Bazı APP grade’leri belirli köpük sistemlerinde kullanılabilir; ancak köpük hücre yapısı, reaktivite ve mekanik dayanım mutlaka test edilmelidir.
Tekstil uygulamalarında apre dayanımı, yıkama dayanımı, tuşe, renk ve olası migrasyon önemli kalite parametreleridir. Su bazlı bir tekstil finisajının başarıyla hazırlanması kumaşın nihai yangın sınıfını otomatik olarak doğrulamaz.
Epoksi, polyester ve fenolik kompozitlerde fosforlu katkılar, genleşen grafit veya özel reçine bileşenleri kullanılabilir. Cam elyaf oranı, reçine-katkı arayüzü, kürlenme derecesi ve test numunesinin kalınlığı sonuçları önemli ölçüde etkiler.
Yüksek performanslı kompozitlerde ısı yayma hızı, duman ve zehirli gaz bileşimi ile mekanik dayanım kaybı birlikte değerlendirilmelidir. Sertifikasyon gerektiren taşıt ve yapı uygulamalarında yalnızca tek katkının üretici broşürü yeterli değildir.
FLAME RETARDANT GIDA, KOZMETİK VE İLAÇ UYGULAMALARINDA KULLANILIR MI?
Alev geciktirici kimyasallar genel olarak gıda içine doğrudan katılan standart bileşenler değildir. Alev geciktirici özellikli ambalaj polimeri ile gıdaya eklenen madde birbirinden tamamen farklı uygulamalardır. Gıda teması olacaksa tam ticari grade, katkıların migrasyonu ve ilgili gıda temas mevzuatı doğrulanmalıdır.
Kozmetik veya farmasötik kullanım, Flame Retardant ürün adı üzerinden genelleştirilemez. Bazı mineral maddelerin başka amaçlarla ilgili sektörlerde bulunması, aynı maddenin teknik alev geciktirici grade’inin kozmetik veya ilaç kalitesinde olduğu anlamına gelmez.
Tüketiciyle uzun süreli temas eden ürünlerde kısıtlanmış maddeler, kalıntı monomerler, ağır metaller, toz maruziyeti ve kullanım sonrası atık yönetimi dahil bütün uygunluk belgeleri kontrol edilmelidir.
FLAME RETARDANT ENDÜSTRİYEL UYGULAMALARI
Ana teknik hedefler: Tutuşma eğilimini azaltmak; alev yayılmasını geciktirmek; ısı yayılımını sınırlamak; kömür tabakası oluşturmak; erimiş damlama davranışını değiştirmek; bazı sistemlerde duman yoğunluğunu azaltmak; elektrikli parçaların alev testlerinde hedef sınıfa yaklaşmasını sağlamak; kablo ve kompozitlerde yangın performansını desteklemek.
Bu hedeflerin hepsi aynı katkıdan beklenmemelidir. Örneğin bazı sistemler kolay sönme sağlarken duman üretimini yeterince azaltmayabilir. Isı altındaki duman toksisitesinin değerlendirilmesinde yalnızca “halojensiz” beyanı yeterli değildir.
Üretim ölçeğinde dağılım homojenliği, ekstrüder torku, filtre basıncı, malzemenin nemi, aşınma, renk değişimi ve uzun dönem termal yaşlanma performansı izlenmelidir. Optimum sistem, yangın testi ve işlenebilirlik/mekanik performans arasındaki teknik dengedir.
FLAME RETARDANT HANGİ PROBLEMLERİN ÇÖZÜMÜNE YARDIMCI OLABİLİR?
Polimer kolay tutuşuyor: Polimer kimyasına ve hedef teste uygun fosforlu, mineral veya sinerjistik katkı paketi değerlendirilebilir.
Kablo kılıfında yüksek duman oluşuyor: Sadece yanıcılık değil duman yoğunluğu ve gaz asitliği gerekliliklerine göre HFFR mineral sistemler incelenebilir.
İntümesan kaplama yeterli şişmiyor: APP, karbon kaynağı, gaz kaynağı, bağlayıcı uyumluluğu ve kuru film kalınlığı birlikte gözden geçirilmelidir.
Termoplastik dolgu sonrası çok kırılgan: Partikül dağılımı, yüzey işlemi, polimer oranı, uyumlaştırıcı ve toplam mineral yükü yeniden optimize edilmelidir.
Kürlenmiş kompozitte alev testi kötü: Katkı türü ve oranı yanında reçine kürlenmesi, elyaf dağılımı ve numune kalınlığı kontrol edilmelidir.
Kaplamada çökelme oluşuyor: APP partikül dağılımı, dispersant, kıvam kontrolü ve depolama stabilitesi test edilmelidir.
Yangın testinden geçen numune başka kalınlıkta başarısız: Test sınıfının geometri ve kalınlığa bağlı olabileceği kabul edilmeli; hedef nihai kalınlık ayrıca test edilmelidir.
Duman seviyesi yüksek: Alev geciktiriciyi yükseltmek yerine duman baskılayıcı, polimer seçimi ve tüm sistemin yangın kimyası yeniden değerlendirilmelidir.
FLAME RETARDANT KULLANIMINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER
Ürün ailesi ve kesin ticari grade doğrulanmalıdır. CAS numarası ve SDS bileşimi incelenmelidir. Minerallerin partikül boyutu, yüzey işlemi, nemi ve işlem sıcaklığı kontrol edilmelidir. APP için polimerizasyon derecesi, suda çözünürlük ve termal kararlılık önemlidir. Halojenli sistemlerde ilgili madde bazında REACH, RoHS ve diğer hedef pazar kısıtları kontrol edilmelidir.
Formülasyon hesabında kütle yüzdesi, phr (100 birim reçine başına parça) ve masterbatch aktif yüzdesi birbiriyle karıştırılmamalıdır. Bunlar farklı hesap yöntemleridir. Örneğin 40 phr katkı her zaman nihai karışımda %40 katkı anlamına gelmez.
Mineral katkılarda yüksek yoğunluk nihai ürün ağırlığını artırabilir. İnce tozlar işyeri toz maruziyetine yol açabilir. Isıl işlem sırasında yetersiz havalandırma ve aşırı proses sıcaklığı polimer bozunmasına neden olabilir. İlgili grade’in güncel SDS’si ve iş güvenliği prosedürleri esas alınmalıdır.
Bir laboratuvar reçetesi gerçek ürüne dönüştürülmeden önce yangın performansı, mekanik testler, yaşlandırma, migrasyon ve son kullanım güvenliği ayrıca doğrulanmalıdır.
FLAME RETARDANT İÇİN FORMÜLASYON TASARIMINDA KRİTİK PARAMETRELER
Formülasyon geliştirmede ilk karar, performans hedefinin yangına tepki mi, duman baskılama mı, mekanik özelliklerin korunması mı yoksa yapı elemanının belirli süre korunması mı olduğudur. Hedefin netleştirilmesi mineral dolgu ile fosforlu şişen sistem arasındaki tercihi kolaylaştırır. Örneğin kablo kılıfında kabul edilebilir uzama kritik iken çelik yapıda intümesan kaplama için yüksek sıcaklıktaki kömür tabakasının kararlılığı daha belirleyici olabilir.
Partikül boyutunun küçülmesi yüzey alanını artırır. Bu durum dispersiyon ve bazı etkileşimler açısından avantaj sağlayabilir, ancak viskozite ve toz oluşumu bakımından dezavantaj oluşturabilir. Bir ATH ürününün D50 değerinin düşük olması otomatik olarak bütün mekanik ve yangın özelliklerinde daha iyi sonuç vereceği anlamına gelmez. Tane dağılımı, yüzey işlemi ve matrisle ara yüzey ilişkisi birlikte değerlendirilmelidir.
Kompatibilizatör veya yüzey işlem ajanları dolgu-polimer etkileşimini değiştirebilir. Poliolefin sistemlerde maleik anhidrit aşılı polimerler kullanılabilir. Ancak bunların miktarının artırılması tek başına yüksek dolgu uygulamalarındaki bütün esneklik ve kırılma problemlerini çözmez. Dolgu yüzeyinin kimyası, polimer molekül ağırlığı ve prosesin kesme profili de önemlidir.
Kaplama sistemlerinde kullanılan bağlayıcı dispersiyonunun aktif katı oranı çok önemlidir. Aynı ağırlıkta iki farklı akrilik dispersiyon eşit kuru polimer miktarı sağlamayabilir. Bu nedenle başlangıç tarifleri ticari ürün bazında %100 olarak verildiğinde kuru madde hesapları ayrıca tutulmalıdır. Su fazının bir kısmının kuruma ile uzaklaşacağı ve nihai kuru film kompozisyonunun yaş reçeteyle aynı olmadığı özellikle belirtilmelidir.
FLAME RETARDANT KOROZYON, ÇEVRESEL DAVRANIŞ VE UZUN DÖNEM KARARLILIK
Alev geciktirici katkı seçimi, yangın testi sırasında görülen kısa süreli performans kadar uzun dönem kullanım koşullarını da dikkate almalıdır. Nem, sıcaklık değişimi, UV maruziyeti, yıkama ve mekanik yorulma bazı katkı sistemlerinin yüzeydeki dağılımını veya matrisle bağını etkileyebilir. Özellikle tekstil ve dış ortam kaplamaları için yaşlandırma sonrası yeniden yangın testi önemlidir.
İntümesan kaplamalarda suda çözünürlüğü yüksek fosfat kaynakları, uzun nem temasında dağılım veya yüzey kusuru oluşturabilir. Düşük su çözünürlüklü APP grade’lerinin tercih edilmesi bu riski azaltmaya yardımcı olabilir; ancak tamamlanmış boya sisteminin su direncini tek başına garanti etmez. Bağlayıcının hidrolitik kararlılığı, kaplama porozitesi ve üst kat uyumu da değerlendirilmelidir.
Mineral dolgulu termoplastiklerde termal döngüler ve bükülme altında mikroçatlak oluşumu, malzemenin elektriksel ve mekanik performansını etkileyebilir. Kablo uygulamalarında su yaşlandırma, kabuk ayrılması ve elektriksel özellikler nihai kullanım şartlarına göre izlenmelidir.
Alev geciktiricilerin çevresel etkileri aileler arasında ve aynı aile içindeki maddeler arasında farklıdır. Halojensiz olma beyanı, ürünün otomatik olarak kolay biyolojik parçalanabilir veya ekotoksikolojik açıdan risksiz olduğunu kanıtlamaz. Benzer şekilde bromlu bir katkının değerlendirilmesi için ticari kimliğinin ve özel mevzuat durumunun bilinmesi gerekir.
Atık elektrik-elektronik ürünlerde, inşaat malzemelerinde veya geri dönüştürülmüş polimerlerde mevcut katkı bileşimi izlenmelidir. Geri dönüşümde işleme sıcaklığı, eski katkının termal geçmişi ve kısıtlı maddelerin bulunması işleme ve satış uygunluğunu etkileyebilir. Nihai ürünün yaşam döngüsü ve atık yönetimi değerlendirmesi tedarikçi belge zincirinin parçası olmalıdır.
FLAME RETARDANT PARTİKÜL MÜHENDİSLİĞİ VE DİSPERSİYON KONTROLÜ
Alev geciktirici partikülünün tane boyut dağılımı ile polimer matrisi arasındaki ilişki, yalnızca üretim kolaylığı değil nihai performans açısından da önemlidir. İnce ATH veya MDH partiküllerinin yüksek yüzey alanı, polimer içinde daha fazla arayüz oluşturur. Bununla birlikte çok ince tozların aglomerasyona eğilim göstermesi ve karıştırma sırasında viskoziteyi artırması mümkündür. Bu nedenle satın alma şartnamesinde tek D50 yerine D10, D50, D90 gibi tane dağılımı değerleri ve ölçüm yöntemi istenmesi avantajlıdır.
Yüzey işlemi uygulanmış mineral dolgular polimer tarafından ıslatılma davranışını değiştirebilir. Silanlar, yağ asidi türevleri veya üreticiye özgü başka yüzey işlem paketlerinin seçimi polimer kimyasına bağlıdır. Bir katkının yüzeyinin işlenmiş olması her EVA veya PE reçetesinde daha iyi mekanik dayanım sağlayacağını garanti etmez. Düşük dolgu ve yüksek dolgu reçeteleri arasında optimum uyumlaştırıcı seviyesi farklı olabilir.
Termoplastik kompaund üretiminde gravimetrik besleme tutarlılığı, tozun akışkanlığı ve ekstrüderin etkin karıştırma kapasitesi önemlidir. Yüksek mineral yükleme, tork ve eriyik basıncını yükseltebilir. Karışımın belirli noktalarda fazla ısınması, polimerde istenmeyen bozunma veya renk sapmasına yol açabilir. Partikül kırılması, filtre tıkanması ve düzensiz pelet kalitesi de izlenmelidir.
Kaplama dispersiyonlarında APP, melamin ve karbon kaynağı katı partiküllerinin homojen dağılımı esastır. Dispersant miktarı yetersizse hızlı çökelme meydana gelebilir, çok yüksekse suya dayanım veya köpüklenme olumsuz etkilenebilir. Boya viskozitesinin yalnızca üretim sonunda değil depolama ve yeniden karıştırma sonrasında da kontrol edilmesi gerekir. Çökelmiş sistemin karıştırılarak tekrar homojenleşmesi, kalıcı stabilitenin doğrulandığı anlamına gelmez.
Başlangıç denemelerinde her numunenin hammadde lotu, karıştırma sırası, sıcaklığı, toplam karıştırma enerjisi, süre, dolum tarihi ve test öncesi bekleme koşulları kaydedilmelidir. Aksi halde katkı seviyesi değiştirilirken proses değişkenleri de değişeceğinden performans farkının nedenini belirlemek zorlaşır.
FLAME RETARDANT EKONOMİK VE TEKNİK OPTİMİZASYON
Alev geciktirici katkıların ekonomik değerlendirmesinde yalnızca hammadde kilogram fiyatı karşılaştırılmamalıdır. Mineral dolgular düşük birim fiyatla sağlanabilir ancak yüksek dolgu oranları malzemenin yoğunluğunu ve birim ürün ağırlığını artırabilir. Örneğin aynı boyuttaki bir kablo kılıfında yoğunluğun yükselmesi uzunluk başına tüketilen kilogramı artırır. Dolayısıyla gerçek maliyet, ürün başına katkı tüketimi ve uygun üretim hızı üzerinden hesaplanmalıdır.
Fosforlu katkıların gerekli dozajı bazı polimerlerde mineral hidroksitlerden daha düşük olabilir; buna karşın ürün fiyatı, polimerle uyum, kullanılan sinerjist ve nihai yangın performansı farklıdır. Düşük dozaj tek başına daha ucuz sistem anlamına gelmez. Hedef yangın testinin başarıyla karşılanması, nihai parçanın reddedilme oranı ve ek mekanik güçlendirme ihtiyacı maliyet hesabına dahil edilmelidir.
Teknik optimizasyonda ayrı ayrı değerlendirilecek çıktılar belirlenmelidir: UL 94 veya ilgili yanma sonucu, LOI, çekme dayanımı, kopma uzaması, sertlik, yoğunluk, ekstrüzyon torku, akış hızı, renk, yüzey kalitesi ve varsa kablo elektriksel testleri. Bir tek sonuçta iyileşme sağlanırken diğer kritik kriterlerin kabul sınırının dışına çıkması halinde reçete başarılı kabul edilmemelidir.
İntümesan kaplamada maliyet analizi yaş boya kilogramı yerine bir metrekarede hedef kuru film kalınlığını sağlayan malzeme tüketimini de içermelidir. APP miktarının artmasıyla viskozite, uygulanabilir kat kalınlığı veya kurumaya bağlı çatlak eğilimi değişebilir. Daha yüksek kuru madde veya daha kalın kaplama her koşulda daha iyi bir yangın dayanım süresi sağlamaz. Onaylanmış boya sistemi ve uygulama koşulları birlikte değerlendirilmelidir.
Tedarikçi değiştirilirken iki APP veya ATH grade’inin kimyasal ailece aynı olması yeterli değildir. Nem, suda çözünürlük, tane boyutu, yüzey işlemi ve partikül morfolojisi proses sonuçlarını değiştirebilir. Yeni tedarikçi ürünü önce laboratuvar ve pilot ölçekte kıyaslanmalı; kabul kararında yalnızca hammadde sertifikası değil nihai uygulama testi de dikkate alınmalıdır.
FLAME RETARDANT UYGULAMALARINDA SIK YAPILAN TEKNİK HATALAR
Birinci hata bütün alev geciktirici ürünleri aynı kimyasal olarak değerlendirmektir. Flame Retardant genel bir işlev tanımıdır. Amonyum polifosfat, alüminyum hidroksit, genleşen grafit ve fosfat esterleri farklı işleme, depolama ve kimyasal etkileşim özelliklerine sahiptir. Satın alma siparişinde yalnızca alev geciktirici yazmak, yanlış kimyasal tedariki ve maliyetli üretim denemeleriyle sonuçlanabilir.
İkinci hata kullanım yüzdesi ile phr değerini veya masterbatch dozajını karıştırmaktır. Örneğin reçineye 50 phr mineral katkı eklemek, toplam karışım yalnızca bu iki bileşenden oluşuyorsa nihai üründe yaklaşık %33,3 katkı anlamına gelir. Ayrıca masterbatch olarak eklenen %20 ticari katkı, masterbatch’in aktif konsantrasyonu %50 ise yalnızca %10 gerçek aktif alev geciktirici sağlar. Teknik raporlarda esas alınan yüzdelendirme yöntemi açıkça yazılmalıdır.
Üçüncü hata küçük test numunesinin sınıfını bütün nihai ürünlere genellemektir. UL 94 sonuçları numune kalınlığına ve test düzenine bağlıdır. Son ürünün geometrisi, diğer bileşenleri ve montaj biçimi yangın davranışını değiştirebilir. Özellikle yapı elemanlarının yangın dayanımı ve kablo demetlerinin yangın davranışı kendi uygun standartlarıyla ölçülmelidir.
Dördüncü hata katı katkı oranını artırırken işlenebilirliği ihmal etmektir. Dolgu artışı eriyik viskozitesini, yoğunluğu, mekanik uzamayı ve yüzey kalitesini etkileyebilir. Performans kazanımı kabul edilebilir üretim koşulları ile birlikte değerlendirilmelidir.
Beşinci hata yalnızca halojensiz veya düşük duman beyanı üzerinden güvenli bir ürün sonucuna varmaktır. Yangın sırasında oluşan gazlar, ısı yayılımı ve duman yoğunluğu gerçek malzeme sistemi ve yanma koşullarına bağlıdır. Üretici veya formülatör, bütün ürünün uygun güvenlik ve performans testleriyle değerlendirilmesini sağlamalıdır.
FLAME RETARDANT İÇİN BAŞLANGIÇ FORMÜLASYON YAKLAŞIMLARI
Aşağıdaki iki uygulama kapsamında sekiz ayrı başlangıç reçetesi verilmiştir. Bütün hammaddeler nihai karışım üzerinden ağırlıkça yüzde olarak belirtilmiştir ve her reçetenin toplamı %100,00'dür. Bunlar ticari üretim, ürün sertifikasyonu veya mevzuat uygunluğu açısından doğrulanmış reçeteler değildir.
ATH ve APP miktarları aktif hammadde yüzdesini ifade eder. Ticari ürünlerin su veya taşıyıcı içermesi halinde oranlar yeniden hesaplanmalıdır. Karşılaştırmalarda kullanılan hammadde grade'leri ve test koşulları sabit tutulmalıdır.
ÖRNEK 1: HFFR EVA/PE KABLO BİLEŞİĞİNDE ATH SEVİYE TARAMASI
Amaç: ATH oranının halojensiz EVA/PE kablo bileşiğinde yanma davranışı, mekanik özellik ve ekstrüzyon işlenebilirliği üzerindeki etkisini karşılaştırmak.
Başlangıç bileşenleri:
KONTROL A (ağırlıkça %):
EVA kopolimeri: %54,00
LLDPE: %45,00
Alüminyum trihidroksit (ATH): %0,00
PE-g-MA uyumlaştırıcı: %0,50
Antioksidan paketi: %0,30
Proses kaydırıcı: %0,20
TOPLAM: %100,00
ÖRNEK B (ağırlıkça %):
EVA kopolimeri: %39,00
LLDPE: %30,00
Alüminyum trihidroksit (ATH): %30,00
PE-g-MA uyumlaştırıcı: %0,50
Antioksidan paketi: %0,30
Proses kaydırıcı: %0,20
TOPLAM: %100,00
Uygulama yaklaşımı:
EVA ve PE grade’leri bütün numunelerde aynı tutulur. ATH’nin D50 değeri ve yüzey işlemi sabitlenir. Kontrollü karıştırma ile granül hazırlanır. Ekstrüzyon torku, yüzey görünümü ve kalınlık izlenir. Çekme, kopma uzaması ve yangın taraması aynı numune geometrisinde yapılır. Gerçek kablo standardı için ilave tam sistem testleri gerekir.
Not: A reçetesi ATH içermeyen gerçek kontroldür. ATH artışı sırasında EVA ve LLDPE birlikte azaltılmıştır.
ÖRNEK 2: SU BAZLI İNTÜMESAN KAPLAMADA APP SEVİYE TARAMASI
Amaç: APP miktarının şişen yangın koruma kaplamasında film oluşumu, köpük-kömür tabakası ve depolama stabilitesi üzerindeki etkisini incelemek.
Başlangıç bileşenleri:
KONTROL A (ağırlıkça %):
Su bazlı akrilik bağlayıcı dispersiyonu: %35,00
Amonyum polifosfat (APP): %0,00
Pentaeritritol (karbon kaynağı): %10,00
Melamin (gaz kaynağı): %8,00
Titanyum dioksit: %4,00
Dispersant: %0,50
Köpük kesici: %0,30
Kıvam düzenleyici: %0,40
Koruyucu: %0,20
Deiyonize su: %41,60
TOPLAM: %100,00
ÖRNEK B (ağırlıkça %):
Su bazlı akrilik bağlayıcı dispersiyonu: %35,00
Amonyum polifosfat (APP): %20,00
Pentaeritritol (karbon kaynağı): %10,00
Melamin (gaz kaynağı): %8,00
Titanyum dioksit: %4,00
Dispersant: %0,50
Köpük kesici: %0,30
Kıvam düzenleyici: %0,40
Koruyucu: %0,20
Deiyonize su: %21,60
TOPLAM: %100,00
Uygulama yaklaşımı:
Bağlayıcı aynı ticari dispersiyon olarak sabit tutulur; dispersiyonun kendi suyu ayrıca ikinci kez hesaplanmaz. APP, pentaeritritol ve melamin homojen dağıtılır. Boyanın pH, viskozite, çökelme ve depolama davranışı izlenir. Aynı kuru film kalınlığında hazırlanmış kaplamaların şişme yüksekliği, kömür tabakası bütünlüğü ve yangın tepkisi karşılaştırılır. Uygun yangın standardında sistem testi yapılmadan koruma süresi iddia edilmez.
FLAME RETARDANT ÜRÜNÜNÜN ALTERNATİFLERİ VE KARŞILAŞTIRILMASI
Alev geciktirici alternatifi, malzemenin hedef yangın standardına, proses sıcaklığına, mekanik beklentilere, duman ve toksik gaz kriterlerine göre seçilir. Aynı ağırlıktaki farklı kimyasal katkıların aynı performansı göstermesi beklenmemelidir.
FLAME RETARDANT VE ALÜMİNYUM TRİHİDROKSİT (ATH)
ATH halojensiz mineral alev geciktirici ve dolgu maddesidir. Uygun işleme sıcaklığında endotermik su salma mekanizması nedeniyle özellikle bazı kablo ve polimer bileşiklerinde kullanılabilir.
Yüksek dolgu gerektiğinde akış, esneklik ve nihai ürün yoğunluğu etkilenebilir. Yüzey işlemi ve partikül boyutu kontrol edilmelidir.
FLAME RETARDANT VE MAGNEZYUM HİDROKSİT (MDH)
MDH de endotermik su salan mineral bazlı sistemdir; ATH’ye kıyasla daha yüksek sıcaklıkta işlenen bazı polimerler için uygun seçenek olabilir.
Aynı kütlesel miktarda ATH ile birebir eşdeğer değildir. Ayrışma, dispersiyon, sertlik, maliyet ve hedef polimer uyumu birlikte test edilir.
FLAME RETARDANT VE AMONYUM POLİFOSFAT (APP)
APP fosfor içeren polimerik alev geciktiricidir. İntümesan kaplamalarda asit kaynağı olarak temel öneme sahiptir ve başka uygun uygulamalarda fosfor-azot kombinasyonlarına katılabilir.
Suda çözünürlük ve partikül dağılımı grade’e göre değişir. APP’nin saf poliolefinlerde bazı durumlarda sinerjist olmadan beklenen etkinliği sağlamayacağı dikkate alınmalıdır.
FLAME RETARDANT VE METAL FOSFİNATLAR
Metal fosfinatlar bazı mühendislik termoplastiklerinde ve cam elyaf takviyeli sistemlerde kullanılan özel fosforlu alev geciktiricilerdir.
Termal kararlılık ve uygulama sınıfı APP veya mineral hidroksitlerden farklıdır. Her resin için üretici grade önerisi doğrulanmalıdır.
FLAME RETARDANT VE MELAMİN TÜREVLERİ
Melamin, melamin polifosfat veya melamin siyanürat gibi azotlu katkılar farklı mekanizmalara sahiptir. İntümesan kaplamalarda melamin sıklıkla gaz oluşturucu işlev görür.
Melaminin tek başına kullanımı APP ile oluşturulan şişen sistemle aynı etkiyi sağlamaz; seçilen türevin kimliği ve oranı önemlidir.
FLAME RETARDANT VE GENLEŞEN GRAFİT
Genleşebilir grafit ısıyla kalınlaşan fiziksel karbon bariyeri oluşturur. Poliüretan, çeşitli kaplamalar ve kompozitlerde kullanılabilir.
Koyu renk, partikül büyüklüğü, tabaka yönlenmesi ve matris uyumu kullanımını sınırlandırabilir.
FLAME RETARDANT VE BROMLU KATKILAR
Bromlu bazı alev geciktiriciler uygun sinerjistlerle etkili olabilir; ancak düzenleyici durum ve çevre-sağlık profili madde bazında kontrol edilmelidir.
Bütün bromlu ürünler aynı mevzuat durumunda değildir. Halojensiz ürün de otomatik olarak toksik olmayan veya her uygulamada üstün ürün değildir.
FLAME RETARDANT VE FOSFAT ESTERLERİ
Sıvı veya katı fosfat esterleri bazı poliüretan ve reçine sistemlerinde kullanılabilir. Bir kısmı aynı zamanda plastifiyan veya çözücü etkisi gösterebilir.
Migrasyon, volatilite, termal dayanım ve reçine kürlenmesi üzerine etkileri APP ve mineral sistemlerden farklıdır.
FLAME RETARDANT İÇİN KALİTE KONTROL VE SATIN ALMA KRİTERLERİ
Satın alma şartnamesinde ürünün yalnızca Flame Retardant olarak belirtilmesi yeterli değildir. Kimyasal tür, CAS numarası, üretici, ticari grade, aktif oran, partikül boyutu, yüzey işlemi, yoğunluk, nem, termal ayrışma, suda çözünürlük ve hedef polimer uyumu açık şekilde tanımlanmalıdır.
İncelenecek belgeler: TDS, SDS, COA, varsa REACH ve RoHS beyanları, halojen içerik beyanı, ilgili SVHC değerlendirmesi, uygulamaya özgü teknik tavsiyeler, kalite toleransları, raf ömrü ve ambalaj bilgileri. Masterbatch için taşıyıcı polimer ve aktif madde yüzdesi ayrıca belirtilmelidir.
Ürünün tek başına laboratuvar testini geçmiş olması, müşterinin nihai parçasının aynı sınıfı elde edeceği anlamına gelmez. Malzeme seçimi nihai reçete, nominal numune kalınlığı, proses ve hedef standarda göre yapılmalıdır.
Parti kabul testlerinde nem, renk, yığın yoğunluğu, tane boyutu ve kritik safsızlıkların izlenmesi proses sapmalarını azaltabilir. İntümesan kaplama sistemlerinde depolama stabilitesi ve nem dayanımı ayrıca önemlidir.
FLAME RETARDANT DEPOLANMASI VE TAŞINMASI
Kuru toz alev geciktiriciler temiz, serin, nemden korunan kapalı ambalajlarda saklanmalıdır. APP’de düşük su çözünürlüklü grade kullanılsa dahi neme, topaklanmaya ve ambalaj bütünlüğüne dikkat edilmelidir. ATH ve MDH gibi mineral tozların dökülmesi çalışma alanında toz birikimi oluşturabilir.
Sıvı fosfat esterleri, çözücü taşıyan katkılar veya başka sıvı sistemler için tutuşabilirlik, ambalaj uyumu, havalandırma ve sızıntı kontrolü ürün SDS’sine göre yönetilmelidir. Bütün alev geciktiriciler tek taşıma sınıfına sahip değildir.
Ürünlerin depolama süreleri ve önerilen koşulları farklı olabilir. Örneğin bazı APP ticari grade’lerinde belirli raf ömrü tanımlanır. Teslim alınan partinin güncel SDS ve üretici tavsiyeleri esas alınmalı, FIFO ve parti takibi uygulanmalıdır.
FLAME RETARDANT GÜVENLİK BİLGİLERİ
Flame Retardant, kendi başına standart bir tehlike sınıfı değildir. Tehlikeler kullanılan kimyasala ve ticari karışımına bağlıdır. ATH veya APP gibi katı tozlarda gereksiz toz solunumu ve göz teması önlenmelidir. Bazı sıvı ve reaktif katkılar ayrı toksikolojik veya çevresel riskler taşıyabilir.
Polimer işleme sırasında yüksek sıcaklık, polimer ve katkının bozunmasına yol açabilir. Uçucu bozunma ürünleri, tahriş edici duman veya başka yanma gazları meydana gelebilir. Alev geciktirici eklenmiş ürünlerin yangın sırasında tamamen zararsız duman ürettiği varsayılmamalıdır.
İşyerinde toz toplama, uygun havalandırma, kişisel koruyucu donanım ve yerel iş sağlığı kuralları uygulanmalıdır. Formülasyon atıkları ve yangın test numuneleri ilgili atık yönetimi koşullarına göre bertaraf edilmelidir.
İlgili maddenin yasal statüsü, özellikle belirli bromlu katkılar ve düzenlemeye tabi bileşenler açısından güncel hedef ülke mevzuatı üzerinden kontrol edilmelidir.
FLAME RETARDANT SATIN ALIRKEN NELERE DİKKAT EDİLMELİDİR?
Tedarik sürecinin ilk sorusu hangi polimer veya kaplamada, hangi performans hedefine ulaşılmak istendiğidir. Örneğin EVA/PE halojensiz kablo için düşünülen mineral dolgu, çelik taşıyıcı intümesan kaplama formülasyonu için doğru ana katkı olmak zorunda değildir.
Talepte nihai malzeme, hedef standart, numune kalınlığı, proses tipi/sıcaklığı, renklendirme, mekanik performans, duman gereklilikleri, varsa halojen veya SVHC kısıtları, hedef fiyat ve tahmini yıllık kullanım miktarı yazılmalıdır.
Teknik karşılaştırma yalnızca kilogram fiyatıyla yapılmamalıdır. Eşdeğer performans için gerekli dozaj, işlenebilirlik kaybı, hurda miktarı, enerji tüketimi, mekanik dayanım ve uzun dönem kalite toplam maliyeti etkiler.
Üretici uygulama laboratuvarı tarafından desteklenen örnek reçeteler yararlı başlangıç noktasıdır. Ancak son karar yeni ticari grade ile hazırlanmış gerçek numuneler üzerinde verilen test raporlarına dayanmalıdır.
ATAMAN KİMYA’DAN FLAME RETARDANT TEDARİĞİ
Flame Retardant / Alev Geciktirici ürün ailesi; plastik, kauçuk, kablo, yapı, kaplama, köpük, tekstil ve kompozit uygulamalarında yangın tepkisini değiştirmek amacıyla kullanılan farklı kimyasal katkı tiplerini kapsar. Uygun ürün seçimi tek bir genel alev geciktirici adıyla değil, polimer tipi, hedef yangın testi ve proses koşullarıyla yapılmalıdır.
Ataman Kimya’dan alev geciktirici tedariki talep eden firmalar uygulama alanlarını ve hedef teknik özellikleri paylaşarak uygun katkı ailesi, ticari grade, ambalaj, güncel stok, menşe ve fiyat bilgilerini teyit edebilir. Belirli bir ürünün tedarik edilebilirliği satış öncesinde ayrıca doğrulanmalıdır.
Teklifte en az şu bilgiler yer almalıdır: Nihai polimer/reçine; hedef yangın ve duman standardı; çalışma/işleme sıcaklığı; halojensiz gereklilik; tercih edilen katkı ailesi; hedef kullanım miktarı; partikül boyutu ve dispersiyon ihtiyacı; mekanik ve elektriksel gereklilikler; TDS/SDS/COA talebi ve deneme miktarı.
FLAME RETARDANT HAKKINDA SIK SORULAN SORULAR
Flame Retardant nedir?
Yangın tepkisini belirli mekanizmalarla değiştirmek için kullanılan kimyasal katkı veya katkı sistemidir.
Flame Retardant tek bir kimyasal mıdır?
Hayır. ATH, MDH, APP, fosfinatlar, fosfat esterleri, melamin türevleri ve başka aileleri kapsar.
Flame Retardant CAS numarası nedir?
Tek CAS numarası yoktur; kimyasal tür belirtilmelidir.
Halojensiz alev geciktiriciler nelerdir?
ATH, MDH, APP ve uygun fosfor-azot bazlı sistemler yaygın örneklerdir.
ATH ile MDH aynı mıdır?
Hayır. İki farklı mineral hidroksittir; termal davranışları ve kullanım koşulları farklıdır.
APP nedir?
Amonyum polifosfattır; özellikle şişen kaplama ve bazı polimer alev geciktirici sistemlerinde kullanılır.
Intumescent nedir?
Isıyla şişerek koruyucu karbonlu bariyer tabakası oluşturan sistemdir.
APP neden pentaeritritol ile kullanılır?
APP asit kaynağı, pentaeritritol ise karbon kaynağı işlevi görebilir.
Melaminin rolü nedir?
Bazı intümesan sistemlerde gaz oluşturucu ve azotlu yardımcı bileşen olabilir.
ATH neden yüksek oranda kullanılabilir?
Mineral dolgu mekanizmasında hedef performans için yüksek yükleme gerekebilir; mekanik özellikler bu nedenle ayrıca optimize edilir.
Alev geciktirici ürün yanmaz mı?
Katkılı malzeme belirli koşullarda alevi geciktirebilir, fakat tüm koşullarda yanmaz olduğu söylenemez.
UL 94 V-0 ne demektir?
Belirli laboratuvar koşullarındaki dikey yanma testine göre bir sınıflandırmadır; genel yangın güvenliği garantisi değildir.
LOI nedir?
Sürdürülebilir yanma için gerekli en düşük oksijen derişiminin laboratuvar ölçümüdür.
Yangın dayanımı ile yangına tepki aynı şey midir?
Hayır. Taşıyıcı elemanın dayanımı ile malzemenin tutuşma/alev yayılması farklı değerlendirmelerdir.
Halojensiz ürün her zaman dumansız mıdır?
Hayır. Duman yoğunluğu ve toksisitesi ayrıca ölçülmelidir.
Alev geciktirici masterbatch nasıl hesaplanır?
Masterbatch’in dozajı ile içindeki gerçek aktif katkı oranı çarpılarak hesaplanır.
Her polimerde aynı reçete kullanılır mı?
Hayır. Polimer kimyası, işleme sıcaklığı ve hedef standart farklıdır.
Alev geciktirici mekanik dayanımı azaltır mı?
Özellikle yüksek dolgu seviyelerinde azaltabilir; dispersiyon ve polimer dengesi optimize edilir.
Hangi belgeler gerekir?
TDS, SDS, COA ve hedef pazara/uygulamaya özgü mevzuat ve performans belgeleri gerekir.
Başlangıç reçeteleri sertifikalı mıdır?
Hayır; laboratuvar tarama önerileridir ve nihai üründe doğrulama gerektirir.
FLAME RETARDANT – TEKNİK ÖZET
Flame Retardant, tek kimyasal olmayan ve farklı yangın geciktirme mekanizmalarını kullanan geniş katkı ailesidir. Uygun kimyasal seçimi polimer/reçine sınıfına, proses sıcaklığına, malzeme kalınlığına, hedef yangın testine ve duman gerekliliklerine bağlıdır. ATH ve MDH mineral bazlı endotermik dolgulardır; APP fosforlu intümesan sistemlerde önemli bileşendir; metal fosfinatlar, melamin türevleri, genleşen grafit ve bazı halojenli kimyasallar başka çözümler sunar.
Bu nedenle Flame Retardant ifadesine tek CAS numarası, moleküler formül, yoğunluk veya evrensel kullanım seviyesi verilmez. Her üretici grade’i TDS, SDS ve COA ile doğrulanmalıdır. Bir laboratuvar malzemesinin yangın sınıfı, nihai tasarımın tüm yangın güvenliği gerekliliklerini karşıladığı anlamına gelmez.
Bu dosyada halojensiz EVA/PE kablo bileşiği için ATH yüzdesi ve su bazlı şişen kaplama için APP yüzdesi tarama reçeteleri önerilmiştir. Her iki uygulamadaki dört ayrı reçete ağırlıkça %100’e tamamlanmıştır. Gerçek kullanım öncesinde dispersiyon, mekanik ve yangın performansı, yaşlandırma ve ilgili düzenleyici gereklilikler deneysel olarak doğrulanmalıdır.
Yangın testleri tek bir performansı ölçmez. UL 94, belirli geometri ve alev uygulama koşullarındaki küçük plastik numunelerinin sönme ve damlama davranışına odaklanır. V-0, V-1 ve V-2 sınıfları ölçüm koşullarıyla birlikte belirtilmelidir. Bir malzemenin belirli bir kalınlıkta V-0 olması, daha ince veya farklı renkte üretilen bütün parçalarda aynı sonucu garanti etmez.
Limiting Oxygen Index (LOI), belirli test koşullarında malzemenin yanmasının sürdürülmesi için gereken oksijen konsantrasyonunu belirler. LOI yükselmesi yararlı bir gösterge olabilir; buna rağmen tek başına düşük ısı yayılımı, az duman oluşumu veya bütün gerçek yangın senaryolarında yüksek güvenlik anlamına gelmez. Bu nedenle LOI ve UL 94 birlikte kullanıldığında bile daha geniş yangın karakterizasyonu gerekebilir.
Koni kalorimetresi gibi yöntemler ısı yayılma hızı, toplam ısı açığa çıkışı, tutuşma zamanı ve duman göstergeleri sağlayabilir. Bir formülasyonda yatay veya dikey küçük alev testleri iyileşirken yüksek ısı akısı altında farklı sonuçlar gözlenebilir. Testler karşılaştırılırken radyant ısı akısı, numune kütlesi, kalınlık, altlık ve kondisyonlama ayrıntıları aynı tutulmalıdır.
Bina ve yapısal uygulamalarda reaksiyon-to-fire sınıflandırması ile fire-resistance performansı farklıdır. Yapı ürününün yangına tepkisi EN 13501-1 kapsamında değerlendirilirken, çelik taşıyıcılar için şişen kaplamanın yangın dayanımı ilgili yapısal eleman test prosedürleriyle belirlenir. Laboratuvarda iyi şişen bir kaplama, tek başına belirli dakika yangına dayanım iddiası taşıyamaz.
Tel ve kablo uygulamalarında demet halinde alev yayılması, duman yoğunluğu, gaz asitliği ve halojen içeriği için farklı yöntemler söz konusu olabilir. Son ürüne yönelik test gereklilikleri alıcı sektör ve ülkeye göre değiştiğinden malzeme seçiminde hedef standardın kesin sürümü önceden belirlenmelidir.
Teknik raporda mutlaka ürün grade’i, reçete, numune üretim prosesi, kalınlık, koşullandırma, test standardı sürümü, tekrar sayısı ve sonuçların dağılımı belgelenmelidir. Sadece tek numunenin iyi görünmesi üzerinden ticari uygunluk kararı verilmemelidir.
