Выбор правильного
огнеупорныйявляется ключевым, когда вы создаете пластмассы, электронику, строительные материалы или специализированные кабели. То, выберете ли вы органический или неорганический тип, влияет на такие вещи, как то, как хорошо ваш продукт выдерживает тепло, сколько дыма он выделяет при горении, соответствует ли он нормативам и как долго он служит.
Этот гид проведет вас через различия между этими двумя основными видами огнезащитных средств. Мы рассмотрим, как они действуют химически, как они работают в процессе производства, их воздействие на окружающую среду и где они работают лучше всего. К концу вы будете иметь более четкое представление о том, какой из них лучше подходит для вашего продукта.
Что такое органические огнезащитные средства?
Органические огнезащитные средства содержат углеродные соединения. Эти соединения включают молекулы фосфорных эфиров, азотных соединений или систем органофосфатов без галогенов. Они действуют, реагируя с пластиком, когда он горит. Это обычно означает создание защитного слоя угля или остановку реакций, которые поддерживают горение.
Ключевые моменты, которые нужно знать
- Вы обычно не нуждаетесь в использовании большого количества (5–20% по весу).
- Они хорошо работают во многих пластиках (таких как PA, PU, PC, полиэфирные и эпоксидные смолы).
- Они могут сделать некоторые пластики более гибкими или механически прочными.
- Вы можете получить их без галогенов, чтобы уменьшить беспокойство о токсичности.
- Они обычно хорошо работают с инженерными пластиками, потому что у них схожие структуры.
Хорошие вещи
- Они хорошо останавливают огонь, даже когда вы не используете много, так что материал остается прочным.
- Они помогают создать угольный слой, который действительно снижает тепло и распространение.
- Они обычно хорошо смешиваются с пластиком.
- Они не наносят слишком большого ущерба прочности пластика.
- Они хороши для изготовления тонких или точных деталей, что важно в электронике.
Недостатки
- Некоторые могут выделять газы при сгорании (например, угарный газ и оксиды азота), но новые типы уменьшают это.
- Они обычно стоят дороже, чем варианты на минеральной основе.
- Насколько хорошо они справляются с изменениями температуры, зависит от используемых химических веществ; некоторые не подходят для очень горячих процессов.
Что такое неорганические огнезащитные средства?
Неорганические огнеупорные вещества, также известные как минеральные огнеупорные вещества, изготовлены из минеральных материалов, таких как гидроксид алюминия (ATH), гидроксид магния (MDH), полифосфат аммония (APP) и некоторые оксиды металлов (такие как борная кислота цинка и триоксид сурьмы). Эти материалы в основном действуют физическими средствами, а не химическими реакциями.
Ключевые моменты, которые нужно знать
- Чтобы действительно работать, вам обычно нужно много из них (30–65% по весу).
- Они работают, поглощая тепло, разлагаясь таким образом, что поглощают тепло, и останавливая много дыма.
- Они полезны для окружающей среды, так как происходят из природных минералов.
- Они обычно используются в кабельных материалах (особенно HFFR), резине и пластиках, таких как ПЭ и ПП.
Хорошие вещи
- Они отлично останавливают дым и не очень токсичны, так как основаны на минералах и не содержат галогенов.
- Они отлично подходят для крупных проектов, таких как изоляция проводов и кровля, потому что они недорогие.
- Они хорошо сопротивляются высокой температуре, особенно MDH и металлическим оксидам, что позволяет проводить различные процессы.
- Кроме того, они полезны в кабелях без галогенов, которые соответствуют строгим требованиям пожарной безопасности.
Недостатки
- Вам нужно много наполнителя, что является главным недостатком, так как это может сделать вещи более слабыми и менее гибкими.
- Они могут испортить процесс (например, сделать вещи более густыми, медленными для выжимания и требующими больше усилий).
- Они не так хороши в прочных пластиках, которые требуют тонких стенок, потому что вам нужно так много наполнителя.
Как их химические реакции останавливают пожары
1. Как работают органические огнезащитные средства
- Формирование угля: Некоторые материалы, такие как органофосфаты, высушивают поверхность полимера, в результате чего образуется углеродный слой, который защищает материал под ним от тепла, замедляя выделение газов, которые могут воспламениться.
- Газовые реакции: Галогенированные или фосфорные вещества высвобождают свободные радикалы. Эти радикалы реагируют с высокоэнергетическими H· и OH· радикалами, которые поддерживают пламя и гасят его.
- Твердые реакции: Некоторые азотно-фосфорные вещества помогают полимерам связываться и становиться стабильными при горении. Это делает материал более устойчивым к разложению на газы, которые горят.
2. Как работают неорганические огнезащитные средства
При нагревании минералы, такие как ATH, поглощают энергию от огня. Например, гидроксид алюминия разлагается при температуре около 180°C следующим образом:
2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O
Эта реакция отводит тепло от огня, охлаждая материал.
- Ослабляющий эффект: Разложение выделяет газы, такие как вода из ATH/MDH, которые уменьшают количество горючих газов и кислорода в пламени, что останавливает пожар.
- Создание блока: Остаточная минеральная зола (такая как Al₂O₃ и MgO) образует прочный защитный слой на поверхности, предотвращая доступ кислорода к пламени и уменьшая выделение горючих газов.
Оба метода останавливают огонь, но они полагаются на разные реакции, что влияет на то, как материалы ведут себя.
Сравнение подавления дыма и токсичности
Категория | Органический огнезащитный состав | Неорганический огнезащитный состав | Ключевой вывод |
Загрузка уровня | Низкий (5-20%) | Высокий (30-65%) | Органические системы химически более мощные. |
Подавление дыма | Умеренный (Зависит от типа) | Отлично | Неорганические системы выделяют нетоксичный пар; органические системы могут генерировать больше дыма при пиролизе. |
Токсичность | Хороший (Современные типы HFFR) | Внутренне низкий | Минеральные системы являются отраслевым стандартом для низкой токсичности. |
Термическая стабильность | Различается (Некоторые высокие, некоторые низкие) | Высокий (особенно MDH, металлические оксиды) | Неорганические наполнители могут выдерживать высокие температуры обработки, не разлагаясь. |
Механическое воздействие | Минимальный | Умеренный до Значительного | Высокое содержание наполнителей в неорганических системах влияет на прочность и гибкость. |
Стоимость | Средний до Высокий | Низкий до среднего (за объем) | Начальные затраты благоприятствуют неорганическим системам, но затраты на эффективность благоприятствуют органическим. |
Совместимость с инженерными пластиками | Сильный | Ограниченный | Органические FRs структурно схожи с инженерными полимерами. |
Вы знали, что в случае пожаров в зданиях причиной смерти обычно является вдыхание дыма, а не ожоги?
- Неорганические вещества: Минеральные наполнители, такие как ATH и MDH, распространены в поездах, самолетах и строительных проводах. Когда они горят, они в основном выделяют водяной пар и углекислый газ. Дым густой, но гораздо менее токсичный.
- Органические вещества: Существуют хорошие варианты на основе фосфора и азота, которые не содержат галогенов. Но некоторые старые органические огнезащитные средства могут создавать много черного, копотного дыма. Они также могут выделять некоторые вредные химические вещества, такие как угарный газ, когда горят.
Если безопасность для вас на первом месте (например, в туннелях, больницах или самолетах), неорганические огнеупорные материалы — ваш лучший выбор.
Экологические эффекты и регулирование огнезащитных средств
Следуют ли органические огнезащитные вещества правилам?
Новые органические системы, которые не содержат галогенов — особенно те, которые используют фосфор и азот (P-N), а также действительно стабильные органофосфаты, как правило, хорошо справляются с соблюдением таких правил, как
RoHSи
ДОСТИГНУТЬ. Эти сложные химические вещества очень важны для дорогих вещей, таких как электроника, где нельзя нарушать работу устройств. В основном, бизнес-мир отказался от старых галогенированных органических FR, которые накапливаются в окружающей среде, чтобы соответствовать экологическим нормам производства.
Что насчет неорганических огнезащитных средств?
Системы, основанные на минералах, естественно безопасны и не ядовиты, поэтому следовать правилам проще. Они являются предпочтительным вариантом, когда вам нужно быть максимально экологически ответственным, например:
- Составы кабелей HFFR: Они используются повсюду для защиты от токсичного и неприятного дыма.
- Детские игрушки и мебель: Вам необходимо избегать токсичных вещей насколько это возможно.
- Строительные материалы: Подумайте о жестких пенах и панелях, которые являются огнестойкими.
Какой из них лучше? Практическая структура выбора
Если ваш приоритет… | Выберите… | Почему? |
Низкие выбросы дыма и токсичности | Неорганический огнезащитный состав | Выделяет воду/инертный газ, не токсичные продукты сгорания. |
Высокая эффективность при низкой нагрузке | Органический огнезащитный состав | Химически более активный, требует меньше материала. |
Экологически чистый дизайн кабеля HFFR | Неорганический огнезащитный состав | Экономически эффективный, негалогенный, отличный профиль дыма. |
Высокопроизводительные инженерные пластики | Органический огнезащитный состав | Лучшая совместимость полимеров, минимальные потери свойств. |
Низкозатратное, массовое производство | Неорганический огнезащитный состав | Минералы дешевле, чем синтезированные органические соединения. |
Тонкостенная формовка или прецизионные детали | Органический огнезащитный состав | Низкая загрузка наполнителя обеспечивает отличную текучесть и отделку. |
Нет единственно лучшего выбора — это зависит от того, что нужно вашим материалам и как они должны работать. Теперь вы можете найти смеси органических и неорганических огнезащитных средств. Смешивание небольшого количества органического огнезащитного средства с большим количеством неорганического огнезащитного средства может обеспечить хорошую производительность и уменьшить дым. Выбирайте органические или неорганические огнезащитные средства в зависимости от потребностей вашего проекта, насколько хорошо они смешиваются с другими материалами, экологических норм и того, как они обрабатываются.