Lim/fogmassa/bindning flamskyddsmedel applicering
Byggbranschen:Installation av branddörrar, brandväggar, brandskydd
Elektroniskt och elektriskt fält:Kretskort, elektroniska komponenter
Bilindustrin:Säten, instrumentbrädor, dörrpaneler
Flyg- och rymdområdet:Flyginstrument, rymdskeppsstrukturer
Hushållsartiklar:Möbler, golv, tapeter
Flamskyddande självhäftande överföringstejp:Utmärkt för metaller, skum och plaster som polyeten
Funktion hos flamskyddsmedel
Flamskyddsmedel hämmar eller fördröjer spridningen av brand genom att undertrycka de kemiska reaktionerna i lågan eller genom att bilda ett skyddande lager på ytan av ett material.
De kan blandas med basmaterialet (additiva flamskyddsmedel) eller vara kemiskt bundna till det (reaktiva flamskyddsmedel). Mineraliska flamskyddsmedel är vanligtvis additiva medan organiska föreningar kan vara antingen reaktiva eller additiva.
Utformning av brandhämmande lim
En brand har i praktiken fyra steg:
Initiering
Tillväxt
Steady State, och
Förfall
Jämförelse av nedbrytningstemperaturerna för ett typiskt härdplastlim
Med de som nås i olika skeden av en brand
Varje tillstånd har en motsvarande nedbrytningstemperatur som visas i figur. Vid utformning av ett brandhämmande lim måste formuleringsföretag anstränga sig för att leverera temperaturbeständighet i rätt brandstadium för tillämpningen:
● Inom elektroniktillverkning måste till exempel ett lim undertrycka den elektroniska komponentens tendens att fatta eld – eller initiera – om det sker en felinducerad temperaturökning.
● För limning av kakel eller paneler måste limmet motstå lossning under tillväxt- och stationärfasen, även vid direkt kontakt med lågan.
● De måste också minimera utsläpp av giftiga gaser och rök. Bärande konstruktioner kommer sannolikt att uppleva alla fyra brandstadierna.
Begränsande förbränningscykel
För att begränsa förbränningscykeln måste en eller flera av de processer som bidrar till branden elimineras genom antingen:
● Eliminering av det flyktiga bränslet, t.ex. genom kylning
● Produktion av en termisk barriär, t.ex. genom förkolning, vilket eliminerar bränsle genom att minska värmeöverföringen, eller
● Släckning av kedjereaktionerna i lågan, t.ex. genom att tillsätta lämpliga radikalfångare
Flamskyddande tillsatser gör detta genom att verka kemiskt och/eller fysikaliskt i den kondenserade (fasta) fasen eller i gasfasen genom att tillhandahålla en av följande funktioner:
●Kolbildare:Vanligtvis fosforföreningar, som avlägsnar kolkällan och ger ett isolerande lager mot eldens värme. Det finns två mekanismer för att bilda förkolning:
Omdirigering av de kemiska reaktionerna som är involverade i nedbrytning till förmån för reaktioner som ger kol snarare än CO eller CO2 och
Bildning av ett ytskikt av skyddande kol
●Värmeabsorbenter:Vanligtvis metallhydrater, såsom aluminiumtrihydrat eller magnesiumhydroxid, som avlägsnar värme genom avdunstning av vatten från flamskyddsmedlets struktur.
●Flamsläckare:Vanligtvis brom- eller klorbaserade halogensystem som stör reaktionerna i en flamma.
● Synergister:Vanligtvis antimonföreningar, som förbättrar flamsläckarens prestanda.
Betydelsen av flamskyddsmedel i brandskydd
Flamskyddsmedel är en viktig del av brandskyddet eftersom de inte bara minskar risken för att en brand uppstår, utan även risken för att den sprids. Detta ökar utrymningstiden och skyddar därmed människor, egendom och miljön.
Det finns många sätt att etablera ett lim som flamskyddsmedel. Låt oss förstå klassificeringen av flamskyddsmedel i detalj.
Behovet av flamskyddsmedel ökar och deras användning expanderar till ett antal olika industrisektorer, inklusive flyg- och rymdindustrin, byggbranschen, elektronik och kollektivtrafik (särskilt tåg).
1: Så ett av de uppenbara nyckelkriterierna är att vara flamsäker/icke-brännande eller, ännu bättre, hämma lågor – ordentligt flamskyddsmedel.
2: Limmet bör inte avge överdriven eller giftig rök.
3: Limmet behöver bibehålla sin strukturella integritet vid höga temperaturer (ha så god temperaturbeständighet som möjligt).
4: Nedbrutet lim får inte innehålla giftiga biprodukter.
Det verkar vara en svår uppgift att ta fram ett lim som kan uppfylla dessa krav – och i detta skede har viskositet, färg, härdningshastighet och föredragen härdningsmetod, fyllnadsgrad, hållfasthetsprestanda, värmeledningsförmåga och förpackning inte ens beaktats. Men utvecklingskemisterna tycker om en rejäl utmaning, så KÖR PÅ!
Miljöregleringar tenderar att vara bransch- och regionspecifika
En stor grupp av de studerade flamskyddsmedlen har visat sig ha en god miljö- och hälsoprofil. Dessa är:
● Ammoniumpolyfosfat
● Aluminiumdietylfosfinat
● Aluminiumhydroxid
● Magnesiumhydroxid
● Melaminpolyfosfat
● Dihydrooxafosfafenantren
● Zinkstannat
● Zinkhydroxstannat
Flamskydd
Lim kan utvecklas för att matcha en glidande skala av brandskydd – här är detaljer om Underwriters Laboratory Testing-klassificeringar. Som limtillverkare ser vi främst förfrågningar om UL94 V-0 och ibland om HB.
UL94
● HB: långsam brinnning på ett horisontellt prov. Brinnhastighet <76 mm/min för tjocklek <3 mm eller brinnningen avbryts före 100 mm
● V-2: (vertikal) bränning upphör inom <30 sekunder och eventuella droppar kan vara flammiga
● V-1: (vertikal) förbränningen upphör inom <30 sekunder, och dropp är tillåtet (men måsteintebrinna)
● V-0 (vertikal) förbränning upphör inom <10 sekunder, och dropp är tillåtet (men måsteintebrinna)
● 5VB (vertikalt plackprov) förbränningen slutar inom <60 sekunder, inga droppar; provet kan utveckla ett hål.
● 5VA som ovan men får inte utvecklas ett hål.
De två senare klassificeringarna skulle avse en limmad panel snarare än ett prov av lim.
Testet är ganska enkelt och kräver ingen sofistikerad utrustning, här är en grundläggande testuppställning:
Det kan vara ganska knepigt att göra detta test enbart på vissa lim. Särskilt för lim som inte härdar ordentligt utanför en sluten fog. I det här fallet kan du bara testa mellan bundna underlag. Epoxilim och UV-lim kan dock härdas som ett fast testprov. För sedan in testprovet i klämstativets käftar. Ha en sandhink i närheten, och vi rekommenderar starkt att du gör detta under utsug eller i ett dragskåp. Utlös inga brandvarnare! Särskilt inte de som är direkt kopplade till räddningstjänsten. Fånga provet i brand och ta reda på hur lång tid det tar för lågan att slockna. Kontrollera om det finns några droppar under (förhoppningsvis har du en engångsbricka på plats; annars, hejdå fin arbetsyta).
Limkemister kombinerar ett antal tillsatser för att tillverka flamskyddsmedel – och ibland till och med för att släcka lågor (även om denna funktion är svårare att uppnå nuförtiden då många varutillverkare efterfrågar halogenfria formuleringar).
Tillsatser för brandbeständiga lim inkluderar
● Organiska förkolningsbildande föreningar som hjälper till att sänka värme och rök och skydda materialet under från ytterligare förbränning.
● Värmeabsorbenter, dessa är vanliga metallhydrater som ger limmet utmärkta termiska egenskaper (ofta väljs flamskyddslim för kylflänslimning där maximal värmeledningsförmåga krävs).
Det är en noggrann avvägning eftersom dessa tillsatser kommer att störa andra vidhäftningsegenskaper såsom styrka, reologi, härdningshastighet, flexibilitet etc.
Är det skillnad på brandbeständiga lim och brandhämmande lim?
Ja! Det finns det. Båda termerna har nämnts i artikeln, men det är nog bäst att reda ut historien.
Brandbeständiga lim
Det här är ofta produkter som oorganiska lim och tätningsmedel. De brinner inte och de tål extrema temperaturer. Användningsområden för den här typen av produkter inkluderar masugnar, ugnar etc. De gör ingenting för att stoppa en enhet från att brinna. Men de gör ett utmärkt jobb med att hålla ihop alla brinnande delar.
Flamhämmande lim
Dessa hjälper till att släcka lågorna och bromsa brandens spridning.
Många branscher söker efter den här typen av lim
● Elektronik– för inkapsling och ingjutning av elektronik, limning av kylflänsar, kretskort etc. En kortslutning i elektroniska medier kan lätt utlösa brand. Men kretskort innehåller flamskyddsmedel – det är ofta viktigt att även lim har dessa egenskaper.
● Byggnation– beklädnad och golv (särskilt i offentliga utrymmen) måste ofta vara brännfria och limmas med ett flamskyddsmedel.
● Kollektivtrafik– tågvagnar, bussinredning, spårvagnar etc. Användningsområden för flamskyddsmedel inkluderar limning av kompositpaneler, golv och andra inventarier och tillbehör. Limmen hjälper inte bara till att stoppa brandspridning. De ger också en estetisk fog utan behov av fula (och skramlande) mekaniska fästelement.
● Flygplan– som tidigare nämnts är kabinens inredningsmaterial under strikta regler. De måste vara brandskyddande och får inte fylla kabinen med svart rök vid en brand.
Standarder och testmetoder för flamskyddsmedel
Standarder relaterade till brandprovning syftar till att bestämma ett materials prestanda med avseende på låga, rök och toxicitet (FST). Flera tester har använts i stor utsträckning för att bestämma materials motståndskraft mot dessa förhållanden.
Utvalda tester för flamskyddsmedel
| Motståndskraft mot bränning | |
| ASTM D635 | "Förbränningshastighet för plast" |
| ASTM E162 | "Brandbarhet hos plastmaterial" |
| UL 94 | "Brandbarhet hos plastmaterial" |
| ISO 5657 | "Byggprodukters antändbarhet" |
| BS 6853 | "Flamspridning" |
| FJÄRRE 25,853 | "Luftvärdighetsstandard – utrymmens inredning" |
| NF T 51-071 | "Syreindex" |
| NF C 20-455 | "Glödtrådstest" |
| DIN 53438 | "Flamspridning" |
| Motståndskraft mot höga temperaturer | |
| BS 476 Delnummer 7 | "Ytlig flamspridning – Byggmaterial" |
| DIN 4172 | "Brandbeteende hos byggmaterial" |
| ASTM E648 | "Golvbeläggningar – strålningspanel" |
| Giftighet | |
| SMP 800C | "Toxicitetstestning" |
| BS 6853 | "Rökutsläpp" |
| NF X 70-100 | "Toxicitetstestning" |
| ATS 1000,01 | "Rökdensitet" |
| Rökgenerering | |
| BS 6401 | "Specifik optisk densitet hos rök" |
| BS 6853 | "Rökutsläpp" |
| NES 711 | "Rökindex för förbränningsprodukter" |
| ASTM D2843 | "Rökdensitet från förbränning av plast" |
| ISO CD5659 | "Specifik optisk densitet – rökgenerering" |
| ATS 1000,01 | "Rökdensitet" |
| DIN 54837 | "Rökgenerationen" |
Testning av motståndskraft mot brännskador
I de flesta tester som mäter motståndskraft mot brännskador är lämpliga lim de som inte fortsätter att brinna under någon betydande tid efter att antändningskällan har avlägsnats. I dessa tester kan det härdade limprovet utsättas för antändning oberoende av eventuella vidhäftande ämnen (limmet testas som en fri film).
Även om denna metod inte simulerar den praktiska verkligheten, ger den användbar data om limmets relativa motståndskraft mot bränning.
Provstrukturer med både lim och vidhäftande material kan också testas. Dessa resultat kan vara mer representativa för limmets prestanda i en faktisk brand eftersom bidraget från vidhäftande material kan vara antingen positivt eller negativt.
UL-94 Vertikalt bränntest
Den ger en preliminär bedömning av relativ brandfarlighet och droppförmåga för polymerer som används i elektrisk utrustning, elektroniska apparater, apparater och andra tillämpningar. Den behandlar slutanvändningsegenskaper som antändning, brinnhastighet, flamspridning, bränslebidrag, förbränningsintensitet och förbränningsprodukter.
Arbete och uppställning - I detta test monteras ett film- eller belagt substratprov vertikalt i en dragfri inhägnad. En brännare placeras under provet i 10 sekunder och bränntiden mäts. Eventuellt droppande som antänder kirurgisk bomull placerad 30 cm under provet noteras.
Testet har flera klassificeringar:
94 V-0: Inget prov har en flammande förbränning i mer än 10 sekunder efter antändning. Proverna brinner inte upp till klämman, droppar inte och antänder bomullen, och de har inte en glödande förbränning som kvarstår i 30 sekunder efter att testlågan tagits bort.
94 V-1: Inget prov får ha en låga i mer än 30 sekunder efter varje antändning. Proverna får inte brinna upp till klämman, droppa och antända bomullen, och de får inte heller ha en efterglöd i mer än 60 sekunder.
94 V-2: Detta omfattar samma kriterier som V-1, förutom att proverna tillåts droppa och antända bomullen under provet.
Andra strategier för att mäta brännmotstånd
En annan metod för att mäta ett materials brännmotstånd är att mäta det begränsande syreindexet (LOI). LOI är den minsta koncentrationen av syre uttryckt som volymprocent av en blandning av syre och kväve som precis understödjer flammig förbränning av ett material initialt vid rumstemperatur.
Ett lims motståndskraft mot höga temperaturer vid brand kräver särskild hänsyn, förutom effekterna från lågor, rök och toxicitet. Ofta skyddar substratet limmet från brand. Men om limmet lossnar eller bryts ner på grund av brandtemperaturen kan fogen gå sönder och orsaka separation av substratet och limmet. Om detta händer exponeras själva limmet tillsammans med det sekundära substratet. Dessa nya ytor kan sedan bidra ytterligare till branden.
NIST-rökdensitetskammaren (ASTM D2843, BS 6401) används i stor utsträckning inom alla industrisektorer för bestämning av rök som genereras av fasta material och enheter monterade i vertikalt läge i en sluten kammare. Rökdensiteten mäts optiskt.
När ett lim placeras mellan två underlag, styr brandmotståndet och värmeledningsförmågan hos underlagen limmets nedbrytning och rökutveckling.
I rökdensitetstester kan lim testas ensamma som en fri beläggning för att skapa ett värsta tänkbara tillstånd.
Hitta lämplig flamskyddsklass
Se ett brett utbud av flamskyddsmedel som finns tillgängliga på marknaden idag, analysera tekniska data för varje produkt, få teknisk hjälp eller begär prover.
TF-101, TF-201, TF-AMP
