Нанесення клею / герметика / вогнезахисних матеріалів
Галузь будівництва:Встановлення протипожежних дверей, брандмауерів, протипожежних щитів
Електронна та електрична галузь:Друковані плати, електронні компоненти
Автомобільна промисловість:Сидіння, панелі приладів, дверні панелі
Аерокосмічна галузь:Авіаційні прилади, конструкції космічних апаратів
Предмети домашнього вжитку:Меблі, підлоги, шпалери
Вогнестійка клейка стрічка для перенесення:Чудово підходить для металів, пінопласту та пластмас, таких як поліетилен
Функціонування вогнезахисних речовин
Вогнезахисні речовини перешкоджають або уповільнюють поширення вогню, пригнічуючи хімічні реакції у полум'ї або утворюючи захисний шар на поверхні матеріалу.
Вони можуть бути змішані з основним матеріалом (адитивні антипірени) або хімічно зв'язані з ним (реактивні антипірени). Мінеральні антипірени зазвичай є адитивними, тоді як органічні сполуки можуть бути як реактивними, так і адитивними.
Розробка вогнезахисного клею
Пожежа фактично має чотири стадії:
Ініціація
Зростання
Стаціонарний стан, та
Розпад
Порівняння температур деградації типового термореактивного клею
З тими, кого охопила пожежа на різних стадіях
Кожен стан має відповідну температуру деградації, як показано на рисунку. Розробляючи вогнезахисний клей, розробники повинні докласти зусиль для забезпечення температурної стійкості на відповідній стадії вогню для конкретного застосування:
● Наприклад, у виробництві електроніки клей повинен пригнічувати будь-яку схильність електронного компонента до займання – або ініціювання – у разі підвищення температури, спричиненого несправністю.
● Для склеювання плитки або панелей клеї повинні бути стійкими до відшаровування на стадіях росту та стаціонарного стану, навіть за безпосереднього контакту з полум'ям.
● Вони також повинні мінімізувати викиди токсичних газів і диму. Несучі конструкції, ймовірно, зазнають усіх чотирьох стадій пожежі.
Обмежувальний цикл горіння
Щоб обмежити цикл горіння, один або кілька процесів, що сприяють пожежі, необхідно усунути одним із наступних способів:
● Усунення леткого палива шляхом охолодження
● Утворення теплового бар'єру, наприклад, шляхом обвуглювання, що дозволяє уникнути використання палива за рахунок зменшення теплопередачі, або
● Гасіння ланцюгових реакцій у полум'ї, наприклад, шляхом додавання відповідних поглиначів радикалів
Вогнезахисні добавки роблять це, діючи хімічно та/або фізично у конденсованій (твердій) фазі або в газовій фазі, виконуючи одну з наступних функцій:
●Формувальники вугілля:Зазвичай це сполуки фосфору, які видаляють джерело вуглецю як палива та забезпечують ізоляційний шар від тепла вогню. Існує два механізми утворення обвуглювання:
Перенаправлення хімічних реакцій, що беруть участь у розкладанні, на користь реакцій, що призводять до утворення вуглецю, а не CO або CO2, та
Утворення поверхневого шару захисного вугілля
●Теплопоглиначі:Зазвичай це гідрати металів, такі як тригідрат алюмінію або гідроксид магнію, які відводять тепло шляхом випаровування води зі структури антипірену.
●Гасники полум'я:Зазвичай галогенні системи на основі брому або хлору, які перешкоджають реакціям у полум'ї.
● Синергісти:Зазвичай сполуки сурми, які покращують характеристики гасника полум'я.
Значення вогнезахисних речовин у вогнезахисті
Вогнезахисні речовини є важливою частиною вогнезахисту, оскільки вони не лише зменшують ризик виникнення пожежі, але й ризик її поширення. Це збільшує час евакуації та, таким чином, захищає людей, майно та навколишнє середовище.
Існує багато способів використання клею як вогнезахисного засобу. Давайте детально розглянемо класифікацію вогнезахисних речовин.
Потреба у вогнезахисних клеях зростає, і їх використання розширюється на низку різних галузей промисловості, зокрема аерокосмічну, будівельну, електронічну та громадський транспорт (зокрема, поїзди).
1: Отже, одним із очевидних ключових критеріїв є вогнестійкість / негорючість або, ще краще, стримування полум'я – належним чином вогнезахисність.
2: Клей не повинен виділяти надмірної кількості або токсичного диму.
3: Клей повинен зберігати свою структурну цілісність за високих температур (мати якомога кращу термостійкість).
4: Розкладений клейовий матеріал не повинен містити токсичних побічних продуктів.
Здається, що створення клею, який би відповідав цим вимогам, є важким завданням – і на цьому етапі навіть не враховувалися такі фактори, як в'язкість, колір, швидкість затвердіння та бажаний метод затвердіння, заповнення зазорів, міцність, теплопровідність та упаковка. Але хіміки-розробники мають справу з непоганим завданням, тож ДАВАЙТЕ!
Екологічні норми, як правило, залежать від галузі та регіону
Було виявлено, що велика група досліджених вогнезахисних речовин має хороший екологічний та здоров'я профіль. Це:
● Поліфосфат амонію
● Діетилфосфінат алюмінію
● Гідроксид алюмінію
● Гідроксид магнію
● Поліфосфат меламіну
● Дигідрооксафосфафенантрен
● Станнат цинку
● Гідроксистанат цинку
Вогнестійкість
Клеї можна розробити відповідно до ковзної шкали вогнестійкості – ось детальна інформація про класифікації лабораторних випробувань Underwriters. Як виробники клеїв, ми бачимо запити переважно на UL94 V-0 та іноді на HB.
UL94
● HB: повільне горіння на горизонтальному зразку. Швидкість горіння <76 мм/хв для товщини <3 мм або горіння припиняється до 100 мм
● V-2: (вертикальне) горіння припиняється менш ніж за 30 секунд, а будь-які краплі можуть горіти полум'ям
● V-1: (вертикальне) горіння припиняється менш ніж за 30 секунд, допускаються краплі (але обов'язковонегоріти)
● Горіння V-0 (вертикальне) припиняється за <10 секунд, допускаються краплі (але обов'язковонегоріти)
● 5VB (зразок вертикального нальоту) горіння зупиняється за <60 секунд, крапель немає; у зразку може утворитися отвір.
● 5 ВА, як зазначено вище, але не допускається утворення отвору.
Дві останні класифікації стосуються склеєної панелі, а не зразка клею.
Тестування досить просте та не вимагає складного обладнання, ось базова схема тестування:
Провести цей тест лише на деяких клеях може бути досить складно. Особливо це стосується клеїв, які не затвердівають належним чином поза межами закритого з'єднання. У цьому випадку ви можете тестувати лише між склеєними основами. Однак епоксидний клей та УФ-клеї можуть затвердіти як твердий тестовий зразок. Потім вставте тестовий зразок у затискні затискні стійки. Тримайте поруч відро з піском, і ми наполегливо рекомендуємо робити це під витяжкою або у витяжній шафі. Не вмикайте жодних димових сповіщувачів! Особливо тих, які безпосередньо пов'язані з аварійними службами. Зловіть зразок у вогні та засічіть час, протягом якого полум'я згасає. Перевірте наявність будь-яких патьоків знизу (сподіваємося, у вас є одноразовий лоток; інакше – прощавай, гарна робоча поверхня).
Хіміки, що виробляють клеї, поєднують низку добавок для створення вогнезахисних клеїв, а іноді навіть для гасіння полум'я (хоча цієї властивості сьогодні важче досягти, оскільки багато виробників товарів вимагають рецептур без галогенів).
Добавки для вогнестійких клеїв включають
● Органічні вуглеутворювальні сполуки, що допомагають знизити тепло та димлення, а також захищають матеріал під ними від подальшого горіння.
● Теплопоглиначі – це звичайні гідрати металів, які допомагають надати клею чудових теплопровідних властивостей (часто вогнезахисні клеї вибирають для склеювання радіаторів, де потрібна максимальна теплопровідність).
Це ретельний баланс, оскільки ці добавки можуть вплинути на інші властивості адгезії, такі як міцність, реологія, швидкість затвердіння, гнучкість тощо.
Чи є різниця між вогнестійкими клеями та вогнезахисними клеями?
Так! Є. Обидва терміни згадувалися у статті, але, мабуть, краще все ж таки прояснити ситуацію.
Вогнестійкі клеї
Це часто такі продукти, як неорганічні клейові цементи та герметики. Вони не горять і витримують екстремальні температури. Застосування цих типів продуктів включає доменні печі, духовки тощо. Вони ніяк не зупиняють горіння конструкції. Але вони чудово справляються зі своєю роботою, утримуючи всі палаючі частини разом.
Вогнезахисні клеї
Вони допомагають загасити полум'я та уповільнити поширення вогню.
Багато галузей промисловості шукають саме ці типи клеїв
● Електроніка– для заливки та герметизації електроніки, склеювання радіаторів, друкованих плат тощо. Коротке замикання в електроніці може легко спричинити пожежу. Але друковані плати містять вогнезахисні сполуки – часто важливо, щоб клеї також мали ці властивості.
● Будівництво– облицювання та підлогове покриття (особливо у громадських місцях) часто повинні бути негорючими та склеєними вогнезахисним клеєм.
● Громадський транспорт– вагони поїздів, салони автобусів, трамваї тощо. Застосування вогнестійких клеїв включає склеювання композитних панелей, підлогових покриттів та інших кріплень і арматури. Клеї не тільки допомагають зупинити поширення вогню. Вони також забезпечують естетичне з'єднання без необхідності використання непривабливих (і деренчливих) механічних кріплень.
● Літак– як згадувалося раніше, матеріали для внутрішнього оздоблення кабіни підлягають суворим нормам. Вони повинні бути вогнестійкими та не наповнювати кабіну чорним димом під час пожежі.
Стандарти та методи випробувань вогнезахисних матеріалів
Стандарти, пов'язані з вогнестійкістю, спрямовані на визначення характеристик матеріалу щодо полум'я, диму та токсичності (FST). Для визначення стійкості матеріалів до цих умов широко використовується кілька випробувань.
Вибрані випробування вогнезахисних матеріалів
| Стійкість до горіння | |
| ASTM D635 | «Швидкість горіння пластмас» |
| ASTM E162 | «Займистість пластикових матеріалів» |
| UL 94 | «Займистість пластикових матеріалів» |
| ISO 5657 | «Займистість будівельних матеріалів» |
| BS 6853 | «Поширення полум'я» |
| FAR 25.853 | «Стандарт льотної придатності – Інтер'єри відсіків» |
| НФ Т 51-071 | «Кисневий індекс» |
| NF C 20-455 | «Випробування розпеченим дротом» |
| ДІН 53438 | «Поширення полум'я» |
| Стійкість до високих температур | |
| BS 476, частина № 7 | «Поширення полум’я по поверхні – будівельні матеріали» |
| ДІН 4172 | «Поведінка будівельних матеріалів під час пожежі» |
| ASTM E648 | «Покриття для підлоги – радіаційна панель» |
| Токсичність | |
| СМП 800С | «Тестування на токсичність» |
| BS 6853 | «Викид диму» |
| НФ Х 70-100 | «Тестування на токсичність» |
| 1000,01 австралійських шекелів | «Щільність диму» |
| Утворення диму | |
| BS 6401 | «Питома оптична щільність диму» |
| BS 6853 | «Викид диму» |
| NES 711 | «Димний індекс продуктів згоряння» |
| ASTM D2843 | «Щільність диму від горіння пластмас» |
| ISO CD5659 | «Питома оптична щільність – димоутворення» |
| 1000,01 австралійських шекелів | «Щільність диму» |
| ДІН 54837 | «Утворення диму» |
Випробування на стійкість до горіння
У більшості випробувань, що вимірюють стійкість до горіння, придатними клеями є ті, що не продовжують горіти протягом значного періоду після видалення джерела займання. У цих випробуваннях затверділий зразок клею може бути підданий займанню незалежно від будь-якого адгезиву (клей випробовується як вільна плівка).
Хоча цей підхід не імітує практичну реальність, він надає корисні дані про відносну стійкість клею до горіння.
Також можна протестувати зразки конструкцій з клеєм та адгезивом. Ці результати можуть бути більш репрезентативними для характеристик клею в умовах реальної пожежі, оскільки внесок адгезиву може бути як позитивним, так і негативним.
Випробування на вертикальне горіння UL-94
Він забезпечує попередню оцінку відносної займистості та крапельного витікання полімерів, що використовуються в електрообладнанні, електронних пристроях, приладах та інших сферах застосування. Він розглядає такі характеристики кінцевого використання, як займання, швидкість горіння, поширення полум'я, внесок палива, інтенсивність горіння та продукти згоряння.
Робота та налаштування – У цьому випробуванні зразок плівки або покритої підкладки встановлюється вертикально в камері без протягів. Пальник розміщується під зразком на 10 секунд, і тривалість полум'я вимірюється часом. Будь-які краплі, що підпалюють хірургічну вату, розміщену на 12 дюймів нижче зразка, фіксуються.
Тест має кілька класифікацій:
94 V-0: Жоден зразок не горить полум'ям більше 10 секунд після займання. Зразки не згоряють до утримуючого затискача, не капають та не запалюють вату, а також не мають тліючого горіння, що триває протягом 30 секунд після видалення випробувального полум'я.
94 V-1: Жоден зразок не повинен мати полум'яного горіння більше 30 секунд після кожного запалювання. Зразки не повинні згоряти до утримуючого затискача, капати та запалювати вату, а також мати післясвічення більше 60 секунд.
94 V-2: Тут застосовуються ті ж критерії, що й у V-1, за винятком того, що зразкам дозволяють капати та запалювати вату під зразком.
Інші стратегії вимірювання стійкості до горіння
Іншим методом вимірювання стійкості матеріалу до горіння є вимірювання граничного кисневого індексу (LOI). LOI – це мінімальна концентрація кисню, виражена у відсотках від об'єму суміші кисню та азоту, яка якраз підтримує полум'яне горіння матеріалу спочатку при кімнатній температурі.
Стійкість клею до високих температур у разі пожежі потребує особливого розгляду, окрім впливу полум'я, диму та токсичності. Часто підкладка захищає клей від вогню. Однак, якщо клей розпушується або руйнується через температуру вогню, з'єднання може розірватися, що призведе до розділення підкладки та клею. Якщо це станеться, сам клей оголиться разом із вторинною підкладкою. Ці свіжі поверхні можуть ще більше сприяти пожежі.
Камера для вимірювання щільності диму NIST (ASTM D2843, BS 6401) широко використовується в усіх промислових секторах для визначення диму, що утворюється твердими матеріалами та вузлами, встановленими у вертикальному положенні в закритій камері. Щільність диму вимірюється оптично.
Коли клей затиснутий між двома основами, вогнестійкість та теплопровідність основи контролюють розкладання та виділення диму від клею.
У випробуваннях на щільність диму клеї можна випробовувати окремо як вільне покриття, щоб створити найгірший сценарій.
Знайдіть відповідний клас вогнезахисного матеріалу
Перегляньте широкий асортимент марок вогнезахисних матеріалів, доступних на ринку сьогодні, проаналізуйте технічні дані кожного продукту, отримайте технічну допомогу або замовте зразки.
TF-101, TF-201, TF-AMP
