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synergiste ignifuge en poudre est un additif spécial qui agit avec d'autres ingrédients actifs, rendant les matériaux résistants aux flammes. Les systèmes sans halogène sont utiles pour augmenter l'Indice Limite d'Oxygène (ILO) — la plus faible concentration d'oxygène dans un mélange de gaz qui peut entretenir les flammes du matériau. Des valeurs d'ILO accrues indiquent des propriétés de résistance au feu élevées, impliquant qu'un matériau doit être placé dans un environnement très riche en oxygène pour s'enflammer.
Les poudres sont largement utilisées dans les plastiques, la production de câbles et les applications de revêtement en raison de leur capacité à fournir une protection environnementale, c'est pourquoi les fabricants abandonnent l'utilisation des composés classiques d'antimoine halogéné en raison d'une législation de plus en plus stricte concernant les émissions de fumées. Cet article donne des informations sur divers synergistes sans halogène et les méthodes pour les utiliser efficacement dans les processus de production.
Que font les synergistes ignifuges et types courants
Les synergistes sont des additifs en poudre qui amplifient les performances de l'ignifugeant primaire, généralement en augmentant la stabilité du processus de carbonisation, en diminuant la production de fumée ou en augmentant l'absorption de chaleur. L'ajout de synergistes permet au personnel de compoundage de réduire la quantité de charges minérales lourdes utilisées, mais augmente globalement l'indice de limite d'oxygène (LOI).
Mécanismes clés des synergistes
- Stabilisation du charbon : Les synergistes modifient le processus de fusion du résidu de combustion, permettant la formation d'une barrière physique stable à partir de cendres.
- Refroidissement en phase vapeur : Certains synergistes se décomposent à haute température pour créer un flux de gaz inertes ou de vapeur d'eau, diluant les gaz combustibles autour des flammes.
- Réduction de la fumée : Les synergistes enferment les particules organiques libérées du matériau à l'intérieur de la structure de charbon solidifiée.
Types courants de synergistes
- Borate de zinc : Un composé polyvalent, substance en poudre qui libère de l'eau chimique au-dessus de 290 °C et crée une couche vitreuse de borate sur la substance.
- Stannate de zinc et Hydroxystannate de zinc (ZHS) : Ces deux composés sont non toxiques et offrent des capacités supérieures de contrôle de la fumée et de la post-combustion, c'est-à-dire qu'ils inhibent le processus de combustion lente une fois la flamme nue éteinte.
- Nanomatériaux : Argile organophile ou nanosilicates lamellaires qui améliorent considérablement la résistance au transfert de masse lorsqu'ils sont incorporés dans des polymères.
En ajoutant une faible concentration (environ 1 à 5 %) de synergiste aux systèmes utilisant de l'ATH ou de l'APP, vous pouvez augmenter le LOI d'un habituel 25-28 % à un excellent 32-35 %. Ce groupe de substances fait des merveilles avec les plastiques polyoléfines (PE et PP) ainsi qu'avec les résines EVA et époxy pour les appareils électroniques.
En vedette : Composites inorganiques à haute efficacité (SF-600)
En plus des produits chimiques conventionnels, des synergistes composites plus sophistiqués tels que
SF-600appartiennent à la prochaine étape du développement d'additifs. La poudre inorganique et sans halogène SF-600 peut remplacer les retardateurs conventionnels (décabromodiphényléthane ou polystyrènes bromés, etc.) de 20 % à 50 % sans compromettre la résistance au feu. La température de décomposition élevée (≥360°C) garantira un fonctionnement stable pendant les processus de fabrication, ce qui la rend parfaite pour les plastiques techniques tels que le PA, le PBT, le PET et les polyoléfines.
Pourquoi choisir les synergistes composites ?
Avant tout, les avantages de l'utilisation du SF-600 découlent de son caractère multifonctionnel. Comme mentionné précédemment, il augmentera le LOI, servira d'agent ignifuge et favorisera la formation de charbon. Étant presque insoluble (≤0,5 g/100 ml) et ayant une faible capacité d'absorption d'humidité, le SF-600 est peu susceptible de migrer ou de précipiter hors des matériaux utilisés dans la production. C'est une bonne nouvelle pour les fabricants, car cela implique une réduction des coûts de matériaux et la conformité aux réglementations environnementales RoHS et REACH.
Comment les synergistes augmentent le LOI dans les applications sans halogène
Dans les systèmes sans halogène, les synergistes modifient la façon dont les retardateurs de flamme primaires réagissent lors d'une exposition à une chaleur intense. Dans le cas d'une combinaison de charges minérales, telles que l'ATH et l'hydroxyde de magnésium, les synergistes diminuent la température à laquelle le frittage se produit, permettant ainsi une libération d'eau plus efficace par la charge et le glaçage ultérieur des particules d'oxyde métallique résultantes, formant une barrière imperméable à la chaleur et à l'oxygène. Les synergistes agissent comme des agents fondants lorsqu'ils sont utilisés en combinaison avec l'APP dans des applications intumescentes, formant une couche de mousse hautement carbonisée.
Métriques de performance réelles
Les essais industriels ont mis en évidence l'avantage indéniable du compoundage dans ces mélanges :
- Mélanges EVA/ATH : Une simple addition de 2 % de nanargile ou de borate de zinc dans le mélange EVA/ATH augmentera le niveau de LOI d'environ 25 %. Cette petite addition aide le mélange à atteindre une norme de classification UL-94 V-0, qui est la plus élevée pour les propriétés ignifuges.
- Formulations APP : La combinaison de 3 % à 5 % de borate de zinc dans la base d'APP/cyanurate de mélamine donnera une barrière épaisse qui réduit considérablement le PHRR et abaisse le niveau de densité de fumée pour satisfaire les exigences strictes du transport de masse.
Domaines d'application principaux
Les combinaisons de formulations mentionnées ci-dessus conviendraient parfaitement à une utilisation dans des domaines où la ténacité et les capacités de protection contre le feu sont attendues conjointement :
- Câbles et fils : Matériaux LSZH pour gaines à utiliser dans le génie civil et les centres de données.
- Construction de bâtiments : Panneaux isolants en matériaux composites, avec un indice LOI adéquat pour se conformer aux réglementations du bâtiment.
- Emballage électronique : Appareils et couvercles de circuits imprimés nécessitant une classification V-0 tout en évitant les produits chimiques restreints.
Une formulation pratique suggérée : Commencez par incorporer un synergiste dans la gamme de 2 % à 4 % dans les lots de laboratoire et observez les résultats LOI ainsi que les tests mécaniques pour l'allongement à la rupture. Visez un chargement total de 40 % à 60 % d'ignifugeant dans votre formule (charge primaire et synergiste). La température de traitement doit être inférieure au point de vaporisation de l'eau du synergiste pendant l'extrusion.
Conclusion
L'utilisation de poudres synergiques ignifuges constitue un moyen efficace et pratique d'améliorer l'indice LOI sans modifier votre composé de base. En choisissant simplement le bon type de poudre, en mettant en œuvre des modifications de surface appropriées et en ajustant les taux de dosage, vous serez en mesure de produire des produits sans fumée de premier ordre qui concurrenceront favorablement sur le marché international.
Si vous avez besoin d'une assistance professionnelle pour déterminer les poudres synergiques ignifuges appropriées ou pour toute autre orientation de formulation en général,
n'hésitez pas à contacter notre personnel techniquepour obtenir des échantillons.