Påføring af klæbemiddel/fugemasse/binding af flammehæmmere
Byggefelt:Installation af branddøre, brandvægge, brandtavler
Elektronisk og elektrisk felt:Printkort, elektroniske komponenter
Bilindustrien:Sæder, instrumentbrætter, dørpaneler
Luftfartsområde:Luftfartsinstrumenter, rumfartøjsstrukturer
Husholdningsartikler:Møbler, gulve, tapeter
Flammehæmmende klæbebånd:Fremragende til metaller, skum og plast såsom polyethylen
Funktion af flammehæmmere
Flammehæmmere hæmmer eller forsinker spredningen af ild ved at undertrykke de kemiske reaktioner i flammen eller ved at danne et beskyttende lag på overfladen af et materiale.
De kan blandes med basismaterialet (additive flammehæmmere) eller være kemisk bundet til det (reaktive flammehæmmere). Mineralske flammehæmmere er typisk additive, mens organiske forbindelser kan være enten reaktive eller additive.
Design af brandhæmmende klæbemiddel
En brand har effektivt fire faser:
Indvielse
Vækst
Stabil tilstand, og
Forfald
Sammenligning af nedbrydningstemperaturerne for et typisk termohærdende klæbemiddel
Med dem, der nås i forskellige stadier af en brand
Hver tilstand har en tilsvarende nedbrydningstemperatur som vist i figur. Ved design af et brandhæmmende klæbemiddel skal formuleringsproducenter gøre en indsats for at levere temperaturbestandighed på det rette brandstadium til anvendelsen:
● I elektronikproduktion skal et klæbemiddel for eksempel undertrykke enhver tendens hos den elektroniske komponent til at antændes - eller starte - hvis der er en fejlinduceret temperaturstigning.
● Til limning af fliser eller paneler skal klæbemidler modstå løsning i vækst- og steady state-stadierne, selv ved direkte kontakt med flammen.
● De skal også minimere udledning af giftige gasser og røg. Bærende konstruktioner vil sandsynligvis opleve alle fire brandstadier.
Begrænsende forbrændingscyklus
For at begrænse forbrændingscyklussen skal en eller flere af de processer, der bidrager til brand, fjernes ved enten:
● Eliminering af det flygtige brændstof, f.eks. ved afkøling
● Fremstilling af en termisk barriere, f.eks. ved forkulning, hvorved brændstof elimineres ved at reducere varmeoverførslen, eller
● Slukning af kædereaktionerne i flammen, f.eks. ved tilsætning af egnede radikalfjernere
Flammehæmmende tilsætningsstoffer gør dette ved at virke kemisk og/eller fysisk i den kondenserede (faste) fase eller i gasfasen ved at udføre en af følgende funktioner:
●Kuldannere:Normalt fosforforbindelser, som fjerner kulstofkilden og danner et isolerende lag mod ildens varme. Der er to mekanismer til at danne forkulning:
Omdirigering af de kemiske reaktioner involveret i nedbrydning til fordel for reaktioner, der giver kulstof i stedet for CO eller CO2, og
Dannelse af et overfladelag af beskyttende trækul
●Varmeabsorbenter:Normalt metalhydrater, såsom aluminiumtrihydrat eller magnesiumhydroxid, som fjerner varme ved fordampning af vand fra flammehæmmerens struktur.
●Flammeslukkere:Normalt brom- eller klorbaserede halogensystemer, som forstyrrer reaktionerne i en flamme.
● Synergister:Normalt antimonforbindelser, som forbedrer flammeslukkerens ydeevne.
Betydningen af flammehæmmere i brandbeskyttelse
Flammehæmmere er en vigtig del af brandbeskyttelse, da de ikke kun reducerer risikoen for, at en brand opstår, men også risikoen for, at den spreder sig. Dette øger flugttiden og beskytter dermed mennesker, ejendom og miljøet.
Der er mange måder at etablere et klæbemiddel som brandhæmmende. Lad os forstå klassificeringen af flammehæmmere i detaljer.
Behovet for brandhæmmende klæbemidler stiger, og deres anvendelse udvides til en række forskellige industrisektorer, herunder luftfart, byggeri, elektronik og offentlig transport (især tog).
1: Så et af de åbenlyse nøglekriterier er at være flammehæmmende/ikke-brændende eller, endnu bedre, hæmme flammer – ordentligt brandhæmmende.
2: Klæbemidlet må ikke afgive for meget eller giftig røg.
3: Klæbemidlet skal bevare sin strukturelle integritet ved høje temperaturer (have så god en temperaturbestandighed som muligt).
4: Nedbrudt klæbemiddel bør ikke indeholde giftige biprodukter.
Det ser ud til at være en stor opgave at finde et klæbemiddel, der kan opfylde disse krav – og på nuværende tidspunkt er viskositet, farve, hærdningshastighed og foretrukken hærdningsmetode, udfyldning af mellemrum, styrke, varmeledningsevne og emballage ikke engang blevet taget i betragtning. Men udviklingskemikerne nyder en god udfordring, så KØR DEN!
Miljøbestemmelser er typisk branche- og regionsspecifikke
En stor gruppe af de undersøgte flammehæmmere har vist sig at have en god miljø- og sundhedsprofil. Disse er:
● Ammoniumpolyfosfat
● Aluminiumdiethylphosphinat
● Aluminiumhydroxid
● Magnesiumhydroxid
● Melaminpolyfosfat
● Dihydrooxaphosphaphenanthren
● Zinkstannat
● Zinkhydroxstannat
Flammehæmning
Lim kan udvikles til at matche en glidende skala for brandhæmning – her er detaljer om Underwriters Laboratory Testing-klassificeringer. Som limproducenter ser vi primært anmodninger om UL94 V-0 og lejlighedsvis om HB.
UL94
● HB: Langsom afbrænding på en vandret prøve. Afbrændingshastighed <76 mm/min for tykkelse <3 mm eller afbrændingen stopper før 100 mm
● V-2: (lodret) forbrænding stopper på <30 sekunder, og eventuelle dryp kan være flammende
● V-1: (lodret) forbrænding stopper på <30 sekunder, og dryp er tilladt (men skalikkevære brændende)
● V-0 (lodret) forbrænding stopper på <10 sekunder, og dryp er tilladt (men skalikkevære brændende)
● 5VB (vertikal plakprøve) forbrænding stopper på <60 sekunder, ingen dryp; prøven kan udvikle et hul.
● 5VA som ovenfor, men må ikke udvikle et hul.
De to sidstnævnte klassifikationer ville vedrøre et bundet panel snarere end et prøveklæbemiddel.
Testen er ret simpel og kræver ikke avanceret udstyr. Her er en grundlæggende testopsætning:
Det kan være ret vanskeligt at udføre denne test alene på visse klæbemidler. Især for klæbemidler, der ikke hærder ordentligt uden for en lukket samling. I dette tilfælde kan du kun teste mellem limede underlag. Epoxylim og UV-klæbemidler kan dog hærdes som en fast testprøve. Indsæt derefter testprøven i kæberne på klemmestativet. Hav en sandspand i nærheden, og vi anbefaler kraftigt at gøre dette under udsugning eller i et stinkskab. Udløs ikke røgalarmer! Især ikke dem, der er direkte forbundet med redningstjenesterne. Tag ild i prøven, og mål, hvor lang tid det tager for flammen at slukke. Tjek for dryp nedenunder (forhåbentlig har du en engangsbakke på stedet; ellers farvel til en flot bordplade).
Limkemikere kombinerer en række tilsætningsstoffer for at fremstille brandhæmmende lim – og nogle gange endda for at slukke flammer (selvom denne funktion er sværere at opnå i dag, da mange vareproducenter nu efterspørger halogenfri formuleringer).
Tilsætningsstoffer til brandhæmmende klæbemidler omfatter
● Organiske forkulningsdannende forbindelser, der hjælper med at sænke varme og røg og beskytter materialet nedenunder mod yderligere afbrænding.
● Varmeabsorbenter, disse er normale metalhydrater, der er med til at give klæbemidlet gode termiske egenskaber (ofte vælges brandhæmmende klæbemidler til kølepladelimning, hvor maksimal varmeledningsevne er påkrævet).
Det er en omhyggelig afvejning, da disse tilsætningsstoffer vil forstyrre andre klæbeegenskaber såsom styrke, reologi, hærdningshastighed, fleksibilitet osv.
Er der forskel på brandhæmmende klæbemidler og brandhæmmende klæbemidler?
Ja! Det er der. Begge begreber er blevet nævnt i artiklen, men det er nok bedst at få historien på plads.
Brandhæmmende klæbemidler
Det er ofte produkter som uorganiske klæbemidler og fugemasser. De brænder ikke, og de modstår ekstreme temperaturer. Anvendelser for disse typer produkter omfatter højovne, ovne osv. De gør ikke noget for at forhindre en samling i at brænde. Men de gør et godt stykke arbejde med at holde alle de brændende dele sammen.
Brandhæmmende klæbemidler
Disse hjælper med at slukke flammerne og bremse spredningen af ilden.
Mange brancher søger disse typer klæbemidler
● Elektronik– til indstøbning og indkapsling af elektronik, limning af køleplader, printkort osv. En elektronisk kortslutning kan nemt udløse brand. Men printkort indeholder brandhæmmende forbindelser – det er ofte vigtigt, at klæbemidler også har disse egenskaber.
● Byggeri– beklædning og gulvbelægning (især i offentlige områder) skal ofte være ikke-brændbar og limes med et brandhæmmende klæbemiddel.
● Offentlig transport– togvogne, businteriør, sporvogne osv. Anvendelser for flammehæmmende klæbemidler omfatter limning af kompositpaneler, gulvbelægning og andre inventar og tilbehør. Klæbemidlerne hjælper ikke kun med at stoppe spredning af brand. De giver også en æstetisk samling uden behov for grimme (og raslende) mekaniske fastgørelsesmidler.
● Fly– som tidligere nævnt er materialerne i kabinen underlagt strenge regler. De skal være brandhæmmende og må ikke fylde kabinen med sort røg under en brand.
Standarder og testmetoder for flammehæmmere
Standarder relateret til brandprøvning har til formål at bestemme et materiales ydeevne med hensyn til flammer, røg og toksicitet (FST). Adskillige tests er blevet anvendt i vid udstrækning til at bestemme materialers modstandsdygtighed over for disse forhold.
Udvalgte tests for flammehæmmere
| Modstand mod afbrænding | |
| ASTM D635 | "Afbrændingshastighed for plastik" |
| ASTM E162 | "Brandbarhed af plastmaterialer" |
| UL 94 | "Brandbarhed af plastmaterialer" |
| ISO 5657 | "Byggevarers antændelsesevne" |
| BS 6853 | "Flammeudbredelse" |
| FAR 25.853 | "Luftdygtighedsstandard – Ruminteriør" |
| NF T 51-071 | "Iltindeks" |
| NF C 20-455 | "Glødetrådstest" |
| DIN 53438 | "Flammeudbredelse" |
| Modstandsdygtighed over for høje temperaturer | |
| BS 476 Del nr. 7 | "Overflad spredning af flammer – byggematerialer" |
| DIN 4172 | "Byggematerialers brandadfærd" |
| ASTM E648 | "Gulvbelægninger – Strålepaneler" |
| Toksicitet | |
| SMP 800C | "Toksicitetstest" |
| BS 6853 | "Røgudledning" |
| NF X 70-100 | "Toksicitetstest" |
| ATS 1000,01 | "Røgtæthed" |
| Røggenerering | |
| BS 6401 | "Specifik optisk tæthed af røg" |
| BS 6853 | "Røgudledning" |
| NES 711 | "Røgindeks for forbrændingsprodukter" |
| ASTM D2843 | "Røgtæthed fra afbrænding af plastik" |
| ISO CD5659 | "Specifik optisk tæthed – røggenerering" |
| ATS 1000,01 | "Røgtæthed" |
| DIN 54837 | "Røggenerationen" |
Test af modstandsdygtighed over for brand
I de fleste tests, der måler modstandsdygtigheden over for brand, er egnede klæbemidler dem, der ikke fortsætter med at brænde i en betydelig periode efter fjernelse af antændelseskilden. I disse tests kan den hærdede klæbemiddelprøve udsættes for antændelse uafhængigt af eventuelle vedhæftninger (klæbemidlet testes som en fri film).
Selvom denne tilgang ikke simulerer den praktiske virkelighed, giver den nyttige data om klæbemidlets relative modstandsdygtighed over for brænding.
Prøvestrukturer med både klæbemiddel og adhæsionsmateriale kan også testes. Disse resultater kan være mere repræsentative for klæbemidlets ydeevne i en faktisk brand, da bidraget fra adhæsionsmaterialet kan være enten positivt eller negativt.
UL-94 Vertikal brændingstest
Den giver en foreløbig vurdering af relativ antændelsesevne og drypning for polymerer, der anvendes i elektrisk udstyr, elektroniske apparater, apparater og andre anvendelser. Den omhandler sådanne slutanvendelsesegenskaber som antændelse, forbrændingshastighed, flammespredning, brændstofbidrag, forbrændingsintensitet og forbrændingsprodukter.
Arbejde og opsætning - I denne test monteres en film- eller belagt substratprøve lodret i et trækfrit kabinet. En brænder placeres under prøven i 10 sekunder, og flammens varighed måles. Enhver dryp, der antænder kirurgisk vat placeret 30 cm under prøven, noteres.
Testen har flere klassifikationer:
94 V-0: Ingen prøve har flammende forbrænding i mere end 10 sekunder efter antændelse. Prøverne brænder ikke op til holdeklemmen, drypper ikke og antænder vattet, eller har en glødende forbrænding, der fortsætter i 30 sekunder efter fjernelse af testflammen.
94 V-1: Ingen prøve må have flammende forbrænding i mere end 30 sekunder efter hver antændelse. Prøverne må ikke brænde op til holdeklemmen, dryppe og antænde vattet eller have en efterglød på mere end 60 sekunder.
94 V-2: Dette involverer de samme kriterier som V-1, bortset fra at prøverne får lov til at dryppe og antænde bomulden under prøven.
Andre strategier til måling af brændmodstand
En anden metode til at måle et materiales brændmodstand er at måle det begrænsende iltindeks (LOI). LOI er den minimale koncentration af ilt udtrykt som en volumenprocent af en blanding af ilt og nitrogen, der netop understøtter flammende forbrænding af et materiale initialt ved stuetemperatur.
Et klæbemiddel mod høje temperaturer i tilfælde af brand kræver særlig opmærksomhed udover flammer, røg og toksiske effekter. Ofte vil substratet beskytte klæbemidlet mod brand. Men hvis klæbemidlet løsnes eller nedbrydes på grund af brandens temperatur, kan samlingen svigte, hvilket forårsager adskillelse af substratet og klæbemidlet. Hvis dette sker, bliver selve klæbemidlet blotlagt sammen med det sekundære substrat. Disse friske overflader kan derefter bidrage yderligere til branden.
NIST-røgdensitetskammeret (ASTM D2843, BS 6401) anvendes i vid udstrækning i alle industrisektorer til bestemmelse af røg genereret af faste materialer og samlinger monteret i lodret position i et lukket kammer. Røgdensiteten måles optisk.
Når et klæbemiddel placeres mellem to underlag, styrer underlagets brandmodstand og varmeledningsevne klæbemidlets nedbrydning og røgudvikling.
I røgdensitetstest kan klæbemidler testes alene som en fri belægning for at pålægge en worst-case-tilstand.
Find en passende flammehæmmende kvalitet
Se et bredt udvalg af flammehæmmende kvaliteter, der er tilgængelige på markedet i dag, analyser tekniske data for hvert produkt, få teknisk assistance eller anmod om prøver.
TF-101, TF-201, TF-AMP
