Применение огнестойких клеев/герметиков/склеивающих материалов
Строительная отрасль:Установка противопожарных дверей, противопожарных перегородок, противопожарных панелей.
Электронная и электротехническая сфера:Печатные платы, электронные компоненты
Автомобильная промышленность:Сиденья, приборные панели, дверные панели
Аэрокосмическая отрасль:Авиационные приборы, конструкции космических аппаратов
Предметы домашнего обихода:Мебель, полы, обои
Огнестойкая клейкая лента для переноса:Отлично подходит для металлов, пенопластов и пластмасс, таких как полиэтилен.
Принцип действия антипиренов
Огнезащитные добавки препятствуют или замедляют распространение огня, подавляя химические реакции в пламени или образуя защитный слой на поверхности материала.
Они могут быть смешаны с основным материалом (добавочные антипирены) или химически связаны с ним (реактивные антипирены). Минеральные антипирены обычно являются добавками, тогда как органические соединения могут быть как реактивными, так и добавочными.
Разработка огнестойкого клея
Пожар, по сути, проходит четыре стадии:
Инициирование
Рост
Стационарное состояние и
Разлагаться
Сравнение температур разложения типичного термореактивного клея
С теми, кто пострадал на разных стадиях пожара.
Каждому состоянию соответствует определенная температура разложения, как показано на рисунке. При разработке огнестойкого клея производители должны сосредоточить свои усилия на обеспечении термостойкости на соответствующей стадии воздействия огня для конкретного применения:
● Например, в производстве электроники клей должен подавлять любую склонность электронного компонента к возгоранию — или инициированию возгорания — в случае повышения температуры, вызванного неисправностью.
● Для склеивания плитки или панелей клеи должны быть устойчивы к отслаиванию на стадиях роста и стабилизации, даже при прямом контакте с пламенем.
● Также необходимо свести к минимуму выброс токсичных газов и дыма. Несущие конструкции, вероятно, подвергнутся воздействию всех четырех стадий пожара.
Ограничивающий цикл сгорания
Для ограничения цикла горения необходимо устранить один или несколько процессов, способствующих возникновению пожара, одним из следующих способов:
● Удаление летучего топлива, например, путем охлаждения.
● Создание теплового барьера, например, путем обугливания, что позволяет исключить использование топлива за счет снижения теплопередачи, или
● Тушение цепных реакций в пламени, например, путем добавления подходящих поглотителей радикалов.
Огнезащитные добавки оказывают такое воздействие, действуя химически и/или физически в конденсированной (твердой) или газообразной фазе, выполняя одну из следующих функций:
●Формирователи угля:Обычно это соединения фосфора, которые удаляют источник углеродного топлива и обеспечивают изоляционный слой, защищающий от тепла огня. Существует два механизма образования обугливания:
Перенаправление химических реакций, участвующих в разложении, в пользу реакций, приводящих к образованию углерода, а не CO или CO2, и
Образование поверхностного слоя защитного обугливания
●Поглотители тепла:Обычно используются гидраты металлов, такие как тригидрат алюминия или гидроксид магния, которые отводят тепло за счет испарения воды из структуры антипирена.
●Огнетушители:Обычно это галогенные системы на основе брома или хлора, которые мешают реакциям в пламени.
● Синергисты:Обычно это соединения сурьмы, которые повышают эффективность гасителя пламени.
Значение огнезащитных добавок в противопожарной защите
Огнезащитные средства являются важной частью противопожарной защиты, поскольку они не только снижают риск возникновения пожара, но и его распространения. Это увеличивает время эвакуации и, таким образом, защищает людей, имущество и окружающую среду.
Существует множество способов придать клею огнезащитные свойства. Давайте подробно рассмотрим классификацию огнезащитных средств.
Потребность в огнестойких клеях растет, и их использование расширяется на ряд различных отраслей промышленности, например, аэрокосмическую, строительную, электронную и общественный транспорт (в частности, поезда).
1: Итак, одним из очевидных ключевых критериев является огнестойкость / негорючесть или, что еще лучше, способность подавлять пламя – надлежащая огнезащита.
2. Клей не должен выделять чрезмерное количество токсичного дыма.
3. Клей должен сохранять свою структурную целостность при высоких температурах (обладать максимально возможной термостойкостью).
4. Разложившийся клей не должен содержать токсичных побочных продуктов.
Создание клея, отвечающего этим требованиям, кажется сложной задачей – и на данном этапе даже не рассматривались вязкость, цвет, скорость отверждения и предпочтительный метод отверждения, заполнение зазоров, прочностные характеристики, теплопроводность и упаковка. Но химики-разработчики любят сложные задачи, так что, давайте попробуем!
Экологические нормы, как правило, носят отраслевой и региональный характер.
Было установлено, что большая группа изученных антипиренов обладает хорошим экологическим и санитарным профилем. К ним относятся:
● Полифосфат аммония
● Диэтилфосфинат алюминия
● Гидроксид алюминия
● Гидроксид магния
● Полифосфат меламина
● Дигидрооксафосфафенантрен
● Станнат цинка
● Гидроксистаннат цинка
Огнестойкость
Клеи могут быть разработаны с учетом различной шкалы огнестойкости — здесь приведены подробности классификации, установленной Лабораторией по стандартам Underwriters Laboratories. Как производители клеев, мы получаем запросы в основном на клей UL94 V-0, а иногда и на клей HB.
UL94
● HB: медленное горение на горизонтальном образце. Скорость горения <76 мм/мин при толщине <3 мм или горение прекращается до достижения толщины 100 мм.
● V-2: (вертикальное) горение прекращается менее чем за 30 секунд, а любые капли могут быть пламенем.
● V-1: (вертикальное) горение прекращается менее чем за 30 секунд, допускается капание (но необходимо).нетгорит)
● Горение по вертикальной схеме (V-0) прекращается менее чем за 10 секунд, допускается капание (но необходимо).нетгорит)
● При использовании 5VB (вертикальный образец зубного налета) процесс пригорания прекращается менее чем за 60 секунд, капель не образуется; в образце может образоваться отверстие.
● 5VA, как указано выше, но без образования отверстия.
Две последние классификации относятся к склеенной панели, а не к образцу клея.
Процедура тестирования довольно проста и не требует сложного оборудования. Вот базовая схема тестирования:
Провести этот тест на некоторых клеях в одиночку может быть довольно сложно. Особенно для клеев, которые не затвердевают должным образом вне закрытого шва. В этом случае тест можно проводить только между склеиваемыми поверхностями. Однако эпоксидный клей и УФ-клеи можно затвердеть в виде твердого образца. Затем вставьте образец в зажимной штатив. Держите рядом ведро с песком, и мы настоятельно рекомендуем проводить тест под вытяжкой или в вытяжном шкафу. Не включайте дымовые извещатели! Особенно те, которые напрямую связаны с аварийными службами. Подожгите образец и засеките время, за которое пламя погаснет. Проверьте, нет ли под ним капель (надеемся, у вас есть одноразовый поднос; в противном случае, прощай, красивая столешница).
Химики-технологи, специализирующиеся на клеях, комбинируют ряд добавок для создания огнестойких клеев, а иногда даже для тушения пламени (хотя в наши дни этого свойства добиться сложнее, поскольку многие производители товаров теперь требуют использования безгалогенных составов).
К добавкам для огнестойких клеев относятся:
● Органические соединения, образующие угольный слой, помогают снизить температуру и количество дыма, а также защищают материал под ними от дальнейшего сгорания.
● Теплопоглотители — это обычные гидраты металлов, которые помогают придать клею отличные тепловые свойства (часто огнестойкие клеи выбираются для склеивания радиаторов, где требуется максимальная теплопроводность).
Необходимо соблюдать тонкий баланс, поскольку эти добавки могут негативно влиять на другие свойства клея, такие как прочность, реология, скорость отверждения, гибкость и т. д.
Есть ли разница между огнестойкими и огнезащитными клеями?
Да! Есть. Оба термина уже упоминались в статье, но, пожалуй, лучше внести ясность.
Огнестойкие клеи
Часто это такие продукты, как неорганические клеи и герметики. Они не горят и выдерживают экстремальные температуры. Области применения таких продуктов включают доменные печи, духовки и т. д. Они не предотвращают возгорание деталей, но отлично справляются с задачей скрепления горящих элементов.
Огнестойкие клеи
Они помогают потушить пламя и замедлить распространение огня.
Многие отрасли промышленности нуждаются в таких клеях.
● Электроника– для заливки и герметизации электроники, склеивания радиаторов, печатных плат и т. д. Электронное короткое замыкание может легко вызвать пожар. Но печатные платы содержат огнестойкие соединения – зачастую важно, чтобы клеи также обладали этими свойствами.
● Строительство– Облицовка и напольные покрытия (особенно в общественных местах) часто должны быть негорючими и склеиваться огнестойким клеем.
● Общественный транспорт– вагоны поездов, салоны автобусов, трамваи и т. д. Огнестойкие клеи применяются для склеивания композитных панелей, напольных покрытий и других элементов конструкции. Клеи не только помогают предотвратить распространение огня, но и обеспечивают эстетичное соединение без необходимости использования некрасивых (и дребезжащих) механических крепежных элементов.
● Самолёт– Как уже упоминалось ранее, материалы внутренней отделки салона подлежат строгим требованиям. Они должны быть огнестойкими и не должны заполнять салон черным дымом во время пожара.
Стандарты и методы испытаний огнестойких материалов
Стандарты, касающиеся испытаний на огнестойкость, направлены на определение характеристик материала с точки зрения воздействия пламени, дыма и токсичности (FST). Для определения устойчивости материалов к этим условиям широко используются различные тесты.
Избранные испытания огнестойких материалов
| Устойчивость к горению | |
| ASTM D635 | «Скорость сгорания пластмасс» |
| ASTM E162 | «Воспламеняемость пластмассовых материалов» |
| UL 94 | «Воспламеняемость пластмассовых материалов» |
| ISO 5657 | «Воспламеняемость строительных материалов» |
| BS 6853 | «Распространение пламени» |
| FAR 25.853 | «Стандарт летной годности – Интерьер салона» |
| НФ Т 51-071 | «Кислородный индекс» |
| НФ С 20-455 | «Испытание накаленной проволокой» |
| DIN 53438 | «Распространение пламени» |
| Устойчивость к высоким температурам | |
| Стандарт BS 476, номер детали 7 | «Распространение пламени по поверхности – строительные материалы» |
| DIN 4172 | «Поведение строительных материалов при воздействии огня» |
| ASTM E648 | «Напольные покрытия – Панели с подогревом» |
| Токсичность | |
| СМП 800С | «Тестирование токсичности» |
| BS 6853 | «Выбросы дыма» |
| NF X 70-100 | «Тестирование токсичности» |
| ATS 1000.01 | «Плотность дыма» |
| Образование дыма | |
| BS 6401 | «Удельная оптическая плотность дыма» |
| BS 6853 | «Выбросы дыма» |
| NES 711 | «Индекс дымности продуктов сгорания» |
| ASTM D2843 | «Плотность дыма от сжигания пластика» |
| ISO CD5659 | «Удельная оптическая плотность – образование дыма» |
| ATS 1000.01 | «Плотность дыма» |
| DIN 54837 | «Поколение дыма» |
Проверка огнестойкости
В большинстве испытаний, измеряющих огнестойкость, подходящими считаются клеи, которые не продолжают гореть в течение значительного периода времени после удаления источника возгорания. В этих испытаниях затвердевший образец клея может быть подвергнут возгоранию независимо от склеиваемого материала (клей испытывается как свободная пленка).
Хотя этот подход не имитирует практическую реальность, он предоставляет полезные данные об относительной устойчивости клея к горению.
Также можно протестировать образцы конструкций, содержащие как клей, так и склеиваемый материал. Полученные результаты могут быть более репрезентативными для поведения клея в реальных условиях пожара, поскольку вклад склеиваемого материала может быть как положительным, так и отрицательным.
Испытание на вертикальное горение UL-94
В нем представлена предварительная оценка относительной воспламеняемости и каплеобразования полимеров, используемых в электрооборудовании, электронных устройствах, бытовой технике и других областях применения. Рассматриваются такие характеристики конечного применения, как воспламенение, скорость горения, распространение пламени, вклад топлива, интенсивность горения и продукты сгорания.
Принцип работы и подготовка. В этом тесте образец пленки или покрытой подложки устанавливается вертикально в защищенном от сквозняков помещении. Под образец помещается горелка на 10 секунд, и засекается время горения. Отмечается любое капание, воспламеняющее хирургическую вату, расположенную на расстоянии 30 см ниже образца.
Тест имеет несколько классификаций:
94 V-0: Ни один образец не горит пламенем более 10 секунд после зажигания. Образцы не сгорают до зажимного устройства, не капают и не воспламеняют вату, а также не имеют тлеющего пламени, сохраняющегося в течение 30 секунд после удаления испытательного пламени.
94 V-1: После каждого воспламенения пламенное горение образца не должно длиться более 30 секунд. Образцы не должны сгорать до зажимного устройства, капать и воспламенять хлопок, а также не должны иметь послесвечения более 60 секунд.
94 V-2: Здесь применяются те же критерии, что и для V-1, за исключением того, что образцы могут капать и поджигать хлопок под образцом.
Другие стратегии измерения огнестойкости
Еще один метод измерения огнестойкости материала — измерение предельного кислородного индекса (LOI). LOI — это минимальная концентрация кислорода, выраженная в объемных процентах смеси кислорода и азота, которая обеспечивает пламенное горение материала при комнатной температуре.
Помимо воздействия пламени, дыма и токсичности, необходимо уделять особое внимание устойчивости клея к высоким температурам в случае пожара. Часто основание защищает клей от огня. Однако, если клей ослабевает или разрушается из-за температуры огня, соединение может разрушиться, что приведет к отслоению основания и клея. В этом случае сам клей обнажается вместе с вторичным основанием. Эти новые поверхности затем могут способствовать дальнейшему распространению огня.
Камера для измерения плотности дыма NIST (ASTM D2843, BS 6401) широко используется во всех отраслях промышленности для определения количества дыма, образующегося при работе с твердыми материалами и узлами, установленными в вертикальном положении внутри закрытой камеры. Плотность дыма измеряется оптическим методом.
Когда клей находится между двумя подложками, огнестойкость и теплопроводность этих подложек определяют процесс разложения и дымообразования клея.
При испытаниях на плотность дыма клеи можно тестировать отдельно, как свободное покрытие, чтобы создать наихудшие условия.
Найдите подходящий класс огнестойкости.
Ознакомьтесь с широким ассортиментом огнестойких материалов, представленных сегодня на рынке, проанализируйте технические характеристики каждого продукта, получите техническую помощь или запросите образцы.
TF-101, TF-201, TF-AMP
