Нанесение клея/герметика/склеивающих огнезащитных составов
Область строительства:Монтаж противопожарных дверей, противопожарных перегородок, противопожарных щитов
Электронное и электрическое поле: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 пластиков, таких как полиэтилен
Действие антипиренов
Антипирены препятствуют или замедляют распространение огня, подавляя химические реакции в пламени или образуя защитный слой на поверхности материала.
Они могут быть смешаны с основным материалом (аддитивные антипирены) или химически связаны с ним (реактивные антипирены). Минеральные антипирены, как правило, являются аддитивными, в то время как органические соединения могут быть как реакционноспособными, так и аддитивными.
Разработка огнестойкого клея
Пожар фактически имеет четыре стадии:
Посвящение
Рост
Устойчивое состояние и
Разлагаться
Сравнение температур деградации типичного термореактивного клея
С теми, которые достигаются на разных стадиях пожара
Каждому состоянию соответствует своя температура разложения, как показано на рисунке. При разработке огнестойкого клея разработчики должны стремиться обеспечить термостойкость на нужной стадии возгорания для конкретного применения:
● Например, в электронном производстве клей должен подавлять любую тенденцию электронного компонента к возгоранию (или возгоранию) в случае повышения температуры, вызванного неисправностью.
● Для склеивания плитки или панелей клеи должны быть устойчивы к отслоению на стадиях роста и устойчивого состояния, даже при прямом контакте с пламенем.
● Они также должны минимизировать выделение токсичных газов и дыма. Несущие конструкции, вероятно, будут подвержены всем четырём стадиям пожара.
Предельный цикл сгорания
Чтобы ограничить цикл горения, необходимо устранить один или несколько процессов, способствующих возникновению пожара, одним из следующих способов:
● Устранение летучих топлив путем охлаждения
● Создание теплового барьера, например, путем обугливания, что позволяет исключить топливо за счет снижения теплопередачи, или
● Гашение цепных реакций в пламени, например, путем добавления подходящих поглотителей радикалов
Антипиреновые добавки действуют химически и/или физически в конденсированной (твердой) фазе или в газовой фазе, выполняя одну из следующих функций:
●Образователи угольков:Обычно это соединения фосфора, которые удаляют источник углеродного топлива и создают изолирующий слой, защищающий от жара огня. Существует два механизма образования угля:
Перенаправление химических реакций, участвующих в разложении, в пользу реакций, дающих углерод, а не CO или CO2 и
Образование поверхностного слоя защитного углерода
●Поглотители тепла:Обычно это гидраты металлов, такие как тригидрат алюминия или гидроксид магния, которые отводят тепло за счет испарения воды из структуры антипирена.
●Пламегасители: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 антипиренов в противопожарной защите
Антипирены играют важную роль в противопожарной защите, 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 огнестойкость. Давайте подробно разберёмся в классификации антипиренов.
Потребность в огнестойких клеях растет, и их применение расширяется в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, строительную, электронную и общественный транспорт (в частности, поезда).
1: Итак, одним из очевидных ключевых критериев является то, что материал должен быть огнестойким/негорючим или, что еще лучше, препятствовать распространению пламени – быть по-настоящему огнезащитным.
2: Клей не должен выделять чрезмерного или токсичного дыма.
3: Клей должен сохранять свою структурную целостность при высоких температурах (иметь как можно лучшую термостойкость).
4: Разложившийся клеевой материал не должен содержать токсичных побочных продуктов.
Кажется, создать клей, отвечающий этим требованиям, — задача не из лёгких. На данном этапе вязкость, цвет, скорость отверждения и предпочтительный метод отверждения, заполнение зазоров, прочность, теплопроводность и упаковка даже не учитывались. Но химики-разработчики любят сложные задачи, так что ДАВАЙТЕ!
Нормы охраны окружающей среды, как правило, зависят от отрасли и региона.
Было установлено, что большая группа исследованных антипиренов обладает благоприятными экологическими и гигиеническими характеристиками. К ним относятся:
● Полифосфат аммония
● Диэтилфосфинат алюминия
● Гидроксид алюминия
● Гидроксид магния
● Меламинполифосфат
● Дигидрооксафосфафенантрен
● Станнат цинка
● Гидроксстаннат цинка
Огнестойкость
Клеи могут быть разработаны с учётом скользящей шкалы огнестойкости – вот подробная информация о классификации, проводимой Лабораторией по испытаниям Underwriters. Как производители клеев, мы получаем запросы в основном на класс UL94 V-0 и иногда на класс HB.
УЛ94
● HB: медленное горение на горизонтальном образце. Скорость горения <76 мм/мин при толщине <3 мм или горение прекращается до 100 мм.
● V-2: (вертикально) горение прекращается менее чем за 30 секунд, и любые капли могут воспламеняться
● V-1: (вертикальное) горение прекращается менее чем за 30 секунд, допускается образование капель (но должнонетгореть)
● V-0 (вертикальное) горение прекращается менее чем за 10 секунд, допускается образование капель (но обязательно)нетгореть)
● 5VB (образец с вертикальной пластиной) горение прекращается менее чем за 60 секунд, без капель; в образце может образоваться отверстие.
● 5VA, как указано выше, но не допускается образование отверстия.
Две последние классификации относятся к склеенной панели, а не к образцу клея.
Тестирование довольно простое и не требует сложного оборудования. Вот базовая схема тестирования:
Провести этот тест только на некоторых клеях может быть довольно сложно. Особенно это касается клеев, которые не затвердевают должным образом вне закрытого шва. В этом случае вы можете проводить испытания только между склеенными основаниями. Однако эпоксидный клей и УФ-клеи можно затвердеть как сплошной испытательный образец. Затем вставьте испытательный образец в губки зажимного стенда. Держите поблизости ведро с песком, и мы настоятельно рекомендуем делать это под вытяжкой или в вытяжном шкафу. Не активируйте дымовые извещатели! Особенно те, которые подключены непосредственно к аварийно-спасательным службам. Подожгите образец и засеките время, через которое пламя погаснет. Проверьте, нет ли под ним капель (надеюсь, у вас есть одноразовый поддон на месте; в противном случае, прощай, хорошая столешница).
Химики, работающие с клеями, комбинируют ряд добавок для создания огнестойких клеев, а иногда даже для тушения пламени (хотя в наши дни этого сложнее достичь, поскольку многие производители товаров требуют составы, не содержащие галогенов).
Добавки для огнестойких клеев включают:
● Органические углеобразующие соединения, которые помогают снизить температуру и дымообразование, а также защитить находящийся под ними материал от дальнейшего горения.
● Теплопоглотители – это обычные гидраты металлов, которые помогают придать клею прекрасные тепловые свойства (часто огнестойкие клеи выбирают для склеивания теплоотводов, где требуется максимальная теплопроводность).
Это требует тщательного баланса, поскольку эти добавки могут повлиять на другие свойства клея, такие как прочность, реология, скорость отверждения, гибкость и т. д.
Существует ли разница между огнестойкими и огнезащитными клеями?
Да! Так и есть. В статье упоминались оба термина, но, пожалуй, лучше прояснить ситуацию.
Огнестойкие клеи
Часто это такие продукты, как неорганические клеи, цементы и герметики. Они не горят и выдерживают экстремальные температуры. Такие изделия применяются в доменных печах, духовках и т. д. Они не предотвращают возгорание конструкции. Но они отлично удерживают горящие детали вместе.
Огнезащитные клеи
Они помогают потушить пламя и замедлить распространение огня.
Многие отрасли промышленности ищут такие типы клеев.
● Электроника– для заливки и инкапсуляции электронных компонентов, приклеивания радиаторов, печатных плат и т. д. Короткое замыкание в электронике может легко привести к возгоранию. Однако 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 приклеиваться огнезащитным клеем.
● Общественный транспорт– вагоны поездов, салоны автобусов, трамваи и т. д. Огнестойкие клеи применяются для склеивания композитных панелей, напольных покрытий и других элементов и приспособлений. Клеи не только помогают предотвратить распространение огня, но и обеспечивают эстетичное соединение без необходимости использования некрасивых (и дребезжащих) механических креплений.
● Самолеты– Как уже упоминалось, материалы отделки салона строго регламентируются. Они должны быть огнестойкими и не заполнять салон чёрным дымом при пожаре.
Стандарты и методы испытаний антипиренов
Стандарты, касающиеся испытаний на огнестойкость, направлены на определение характеристик материала по отношению к пламени, дыму и токсичности (FST). Для определения стойкости материалов к этим условиям широко используется ряд испытаний.
Избранные испытания антипиренов
| Стойкость к горению | |
| ASTM D635 | «Скорость горения пластика» |
| ASTM E162 | «Воспламеняемость пластиковых материалов» |
| УЛ 94 | «Воспламеняемость пластиковых материалов» |
| ИСО 5657 | «Возгораемость строительных изделий» |
| БС 6853 | «Распространение пламени» |
| ФАР 25.853 | «Стандарт летной годности – Интерьеры отсеков» |
| НФ Т 51-071 | «Кислородный индекс» |
| НФ С 20-455 | «Испытание раскаленной проволокой» |
| ДИН 53438 | «Распространение пламени» |
| Устойчивость к высоким температурам | |
| BS 476 Часть № 7 | «Распространение пламени по поверхности – Строительные материалы» |
| ДИН 4172 | «Поведение строительных материалов при пожаре» |
| ASTM E648 | «Напольные покрытия – Теплоизлучающие панели» |
| Токсичность | |
| СМП 800С | «Тестирование токсичности» |
| БС 6853 | «Выброс дыма» |
| НФ Х 70-100 | «Тестирование токсичности» |
| АТС 1000.01 | «Плотность дыма» |
| Генерация дыма | |
| БС 6401 | «Удельная оптическая плотность дыма» |
| БС 6853 | «Выброс дыма» |
| РЭШ 711 | «Индекс дымности продуктов сгорания» |
| ASTM D2843 | «Плотность дыма от горящего пластика» |
| ISO CD5659 | «Удельная оптическая плотность – Дымообразование» |
| АТС 1000.01 | «Плотность дыма» |
| ДИН 54837 | «Генерация дыма» |
Тестирование устойчивости к горению
В большинстве испытаний на стойкость к горению подходят клеи, которые не продолжают гореть в течение значительного времени после удаления источника возгорания. В этих испытаниях затвердевший образец клея может быть подвергнут возгоранию независимо от склеиваемого материала (клей испытывается как свободная плёнка).
Хотя этот подход не моделирует практическую реальность, он дает полезные данные об относительной стойкости клея к горению.
Также можно испытать образцы конструкций, содержащих как клей, так и связующее вещество. Эти результаты могут быть более репрезентативными для характеристики клея в условиях реального пожара, поскольку вклад связующего вещества может быть как положительным, так и отрицательным.
Испытание на вертикальное горение UL-94
В нём представлена предварительная оценка относительной воспламеняемости и каплепадения полимеров, используемых в электрооборудовании, электронных устройствах, бытовых приборах и других изделиях. В нём рассматриваются такие характеристики конечного использования, как воспламенение, скорость горения, распространение пламени, вклад топлива, интенсивность горения и продукты сгорания.
Подготовка к работе. В этом испытании образец плёнки или подложки с покрытием устанавливается вертикально в герметичном корпусе. Горелка помещается под образец на 10 секунд, и засекается время горения. Отмечается любая капля, воспламеняющая хирургическую вату, находящуюся на расстоянии 30 см под образцом.
Тест имеет несколько классификаций:
94 V-0: Ни один образец не горит пламенем более 10 секунд после зажигания. Образцы не сгорают до зажима, не капают и не воспламеняют хлопок, а также не горят тлеющим пламенем в течение 30 секунд после удаления испытательного пламени.
94 V-1: Ни один образец не должен гореть пламенем более 30 секунд после каждого поджигания. Образцы не должны сгорать до зажима, капать и воспламенять хлопок, а также иметь послесвечение более 60 секунд.
94 V-2: Здесь применяются те же критерии, что и в случае V-1, за исключением того, что с образцов допускается капание капель и воспламенение хлопка под образцом.
Другие стратегии измерения стойкости к горению
Другим методом измерения стойкости материала к горению является измерение предельного кислородного индекса (ПКИ). ПКИ — это минимальная концентрация кислорода в смеси кислорода и азота (в объёмных процентах), которая поддерживает пламенное горение материала при комнатной температуре.
Стойкость клея к высоким температурам в случае пожара требует особого внимания, помимо воздействия пламени, дыма и токсичности. Зачастую основа защищает клей от огня. Однако, если клей ослабевает или разрушается под воздействием температуры огня, соединение может разрушиться, что приведет к разделению основы и клея. В этом случае сам клей обнажается вместе с вторичной основой. Эти новые поверхности могут способствовать дальнейшему развитию пожара.
Дымовая камера NIST (ASTM D2843, BS 6401) широко используется во всех отраслях промышленности для определения дыма, выделяемого твердыми материалами и узлами, установленными вертикально в закрытой камере. Плотность дыма измеряется оптическим методом.
Когда клей находится между двумя подложками, огнестойкость и теплопроводность подложек контролируют разложение и выделение дыма клеем.
При испытаниях на плотность дыма клеи можно испытывать отдельно в качестве свободного покрытия, чтобы создать условия наихудшего случая.
Найдите подходящий класс огнестойкости
Ознакомьтесь с широким ассортиментом огнезащитных составов, доступных сегодня на рынке, проанализируйте технические данные каждого продукта, получите техническую помощь или запросите образцы.
ТФ-101, ТФ-201, ТФ-АМП
