Retardador de chama inorgânica

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Introdução

Os retardadores de chama inorgânicos mais comuns são os hidróxidos ou alumínio e magnésio. O tri -hidróxido de alumínio (ATH) é de longe o retardador de chama mais amplamente utilizado em uma base de tonelagem. É barato, mas geralmente requer cargas mais altas em polímeros de até mais de 60%, porque o mecanismo retardador de chama é baseado na liberação de água que esfria e dilui a zona de chama. O hidróxido de magnésio (MDH) é usado em polímeros com temperaturas de processamento mais altas, porque é estável até temperaturas de cerca de 300 ° C versus ATH, que se decompõe em torno de 200 C.

ATH e MDH precipitados finos (tamanho de grão <2um) são usados ​​na composição e extrusão de fusão de termoplásticos, como PVC de cabo ou poliolefinas para cabos. Para uso em cabo, ATH e mais frequentemente, o MDH é revestido com materiais orgânicos para melhorar sua compatibilidade com o polímero. Notas mais grossas e separadas por ar podem ser usadas na composição da resina líquida de termofícios para aplicações elétricas, assentos, painéis e peças do veículo.

Várias outras substâncias inorgânicas mostram efeitos de retardamento da chama e são usados ​​em aplicações comerciais. A maioria deles é usada como sinergistas, ou seja, aprimora o desempenho de outros retardadores de chama ou são usados ​​para efeitos específicos, como a supressão da formação de fumaça. Por exemplo, os boratos são usados ​​como misturas de ácidos bóricos e bórax como retardadores de chama para celulose (algodão) e borato de zinco para PVC e outros plásticos como poliolefinas, elastômeros, poliamidas ou resinas epóxi. Nos sistemas contendo halogênio, o borato de zinco é usado em conjunto com o óxido antimônio, enquanto em sistemas sem halogênio é normalmente usado em conjunto com tri-hidróxido de alumínio, hidróxido de magnésio ou fósforo vermelho. Em algumas aplicações específicas, o borato de zinco pode ser usado sozinho. Boro contendo os compostos agem a liberação gradual da água e a formação de um revestimento vítreo que protege a superfície.

Os compostos de zinco foram inicialmente desenvolvidos como supressores de fumaça para PVC (hidroxistanato de zinco). Mais tarde, verificou -se que eles também atuam como retardadores de chama em certos plásticos, principalmente promovendo a formação de carvão.

Os sistemas retardadores de chama intumescente se expandem para produzir espumas. Eles são usados ​​como revestimentos não apenas para proteger materiais combustíveis, como madeira e plásticos, mas também estruturas de aço em edifícios, porque o aço perde sua força quando exposto a altas temperaturas em um incêndio. O efeito intumescente é alcançado combinando uma fonte ácida como o polifosfato de amônio, uma fonte de carbono, compostos que liberam gases não combustíveis para soprar a espuma na decomposição térmica e os ligantes de resina para estabilizar a espuma.

A grafite expansível é fabricada a partir de grafite de flocos por tratamento com ácidos fortes como ácido sulfúrico ou nítrico. O ácido está preso nas camadas de cristal da grafite ("intercalada"). Quando é aquecido, a grafite começa a se expandir até várias centenas de cm3 por grama, formando uma camada protetora para o polímero. A grafite expansível é usada em plásticos, borrachas (elastômeros), revestimentos, têxteis e especialmente em espumas poliméricas. Para obter um efeito ideal de retardamento de chama, é necessário o uso de sinergistas como polifosfato de amônio ou borato de zinco. A cor preta da grafite limita sua aplicabilidade em alguns casos.

Os nanocompósitos vêm ganhando atenção crescente desde o final dos anos 90 como potenciais novos retardadores de chama. Nanocompósitos

são silicatos em camadas de polímero baseados em minerais de argila de aluminossilicato como Montmorillonite, compostos de camadas com lacunas (espaços da galeria) no meio. Esses silicatos têm a capacidade de incorporar polímeros. Pesquisas com nanocompósitos se concentraram em plásticos como polimetilmetacrilato (PMMA), polipropileno, poliestireno e poliamidas. Os nanocompósitos impedem particularmente o pingamento e promovem a formação de carvão. Portanto, eles foram usados ​​como sinergistas em algumas combinações retardantes de polímero / chama. No entanto, eles exigem processamento especial e, por enquanto, não são considerados para se tornarem retardadores de chama independentes viáveis.

Outros preenchimentos inorgânicos, como talco ou giz (carbonato de cálcio), às vezes são denotados como retardadores de chama, mas não interagem especificamente com o processo de ignição. Pelo contrário, simplesmente diluindo o polímero combustível, eles reduzem sua inflamabilidade e carga de fogo.