Påføring av lim/fugemasse/ flammehemmere
Byggefelt:Montering av branndører, brannmurer, branntavler
Elektronisk og elektrisk felt:Kretskort, elektroniske komponenter
Bilindustrien:Seter, dashbord, dørpaneler
Luftfartsfelt:Luftfartsinstrumenter, romfartøystrukturer
Husholdningsartikler:Møbler, gulv, tapeter
Flammehemmende overføringstape:Utmerket for metaller, skum og plast som polyetylen
Funksjon av flammehemmere
Flammehemmere hemmer eller forsinker spredningen av brann ved å undertrykke de kjemiske reaksjonene i flammen eller ved å danne et beskyttende lag på overflaten av et materiale.
De kan blandes med basismaterialet (additive flammehemmere) eller være kjemisk bundet til det (reaktive flammehemmere). Mineralske flammehemmere er vanligvis additive, mens organiske forbindelser kan være enten reaktive eller additive.
Design av brannhemmende lim
En brann har i praksis fire stadier:
Innvielse
Vekst
Stabil tilstand, og
Forfall
Sammenligning av nedbrytningstemperaturene til et typisk termoherdende lim
Med de som nås i ulike stadier av en brann
Hver tilstand har en tilsvarende nedbrytningstemperatur som vist i figur. Ved utforming av et brannhemmende lim må formuleringsprodusenter legge vekt på å levere temperaturbestandighet på riktig brannstadium for bruken:
● I elektronisk produksjon må for eksempel et lim undertrykke enhver tendens hos den elektroniske komponenten til å ta fyr – eller starte – hvis det oppstår en feilindusert temperaturøkning.
● For liming av fliser eller paneler må limet motstå løsning i vekst- og stabiliseringsstadiet, selv ved direkte kontakt med flammen.
● De må også minimere utslipp av giftige gasser og røyk. Bærende konstruksjoner vil sannsynligvis oppleve alle fire brannstadier.
Begrensende forbrenningssyklus
For å begrense forbrenningssyklusen må én eller flere av prosessene som bidrar til brann fjernes enten ved å:
● Eliminering av det flyktige drivstoffet, f.eks. ved avkjøling
● Produksjon av en termisk barriere, for eksempel ved forkulling, og dermed eliminering av drivstoff ved å redusere varmeoverføring, eller
● Slukking av kjedereaksjonene i flammen, f.eks. ved å tilsette passende radikalfjernere
Flammehemmende tilsetningsstoffer gjør dette ved å virke kjemisk og/eller fysisk i den kondenserte (faste) fasen eller i gassfasen ved å utføre en av følgende funksjoner:
●Kulldannere:Vanligvis fosforforbindelser, som fjerner karbonkilden og gir et isolerende lag mot brannens varme. Det finnes to forkullingsdannelsesmekanismer:
Omdirigering av de kjemiske reaksjonene involvert i nedbrytning til fordel for reaksjoner som gir karbon i stedet for CO eller CO2 og
Dannelse av et overflatelag av beskyttende kull
●Varmeabsorbenter:Vanligvis metallhydrater, som aluminiumtrihydrat eller magnesiumhydroksid, som fjerner varme ved fordampning av vann fra flammehemmerens struktur.
●Flammeslukkere:Vanligvis brom- eller klorbaserte halogensystemer som forstyrrer reaksjonene i en flamme.
● Synergister:Vanligvis antimonforbindelser, som forbedrer flammeslukkerens ytelse.
Betydningen av flammehemmere i brannbeskyttelse
Flammehemmere er en viktig del av brannbeskyttelse, ettersom de ikke bare reduserer risikoen for at brann oppstår, men også risikoen for at den sprer seg. Dette øker rømningstiden og beskytter dermed mennesker, eiendom og miljøet.
Det finnes mange måter å etablere et lim som flammehemmende på. La oss forstå klassifiseringen av flammehemmere i detalj.
Behovet for brannhemmende lim øker, og bruken av dem utvides til en rekke forskjellige industrisektorer, inkludert luftfart, bygg og anlegg, elektronikk og offentlig transport (spesielt tog).
1: Så et av de åpenbare nøkkelkriteriene er å være flammehemmende/ikke-brennende eller, enda bedre, hemme flammer – skikkelig brannhemmende.
2: Limet skal ikke avgi overdreven eller giftig røyk.
3: Limet må opprettholde sin strukturelle integritet ved høye temperaturer (ha så god temperaturbestandighet som mulig).
4: Nedbrutt limmateriale skal ikke inneholde giftige biprodukter.
Det ser ut som en stor oppgave å komme opp med et lim som kan oppfylle disse kravene – og på dette stadiet har ikke viskositet, farge, herdehastighet og foretrukket herdemetode, fylling av spalteplass, styrke, varmeledningsevne og emballasje engang blitt vurdert. Men utviklingskjemikerne liker en god utfordring, så KJØR PÅ!
Miljøforskrifter er vanligvis bransje- og regionspesifikke.
En stor gruppe av de studerte flammehemmerne har vist seg å ha en god miljø- og helseprofil. Disse er:
● Ammoniumpolyfosfat
● Aluminiumdietylfosfinat
● Aluminiumhydroksid
● Magnesiumhydroksid
● Melaminpolyfosfat
● Dihydrooksafosfafenantren
● Sinkstannat
● Sinkhydroksstannat
Flammehemming
Lim kan utvikles for å matche en glidende skala for brannhemming – her er detaljer om Underwriters Laboratory Testing-klassifiseringene. Som limprodusenter ser vi hovedsakelig forespørsler om UL94 V-0 og av og til HB.
UL94
● HB: Langsom brenning på en horisontal prøve. Brennhastighet <76 mm/min for tykkelse <3 mm eller brenningen stopper før 100 mm
● V-2: (vertikal) brenningen stopper i løpet av <30 sekunder, og eventuelle drypp kan være flammende
● V-1: (vertikal) brenning stopper på <30 sekunder, og drypp er tillatt (men måikkevære brennende)
● V-0 (vertikal) brenning stopper på <10 sekunder, og drypp er tillatt (men måikkevære brennende)
● Brenningen av 5VB (vertikal plakkprøve) stopper på <60 sekunder, ingen drypp; prøven kan utvikle et hull.
● 5VA som ovenfor, men ikke tillatt å utvikle et hull.
De to sistnevnte klassifiseringene ville gjelde et limt panel snarere enn et limprøve.
Testingen er ganske enkel og krever ikke avansert utstyr. Her er et grunnleggende testoppsett:
Det kan være ganske vanskelig å gjøre denne testen bare på noen limtyper. Spesielt for lim som ikke herder ordentlig utenfor en lukket skjøt. I dette tilfellet kan du bare teste mellom limte underlag. Epoksylim og UV-lim kan imidlertid herdes som en fast testprøve. Sett deretter testprøven inn i kjevene på klemmestativet. Ha en sandbøtte i nærheten, og vi anbefaler på det sterkeste å gjøre dette under avsug eller i et avtrekksskap. Ikke utløs røykvarslere! Spesielt ikke de som er direkte koblet til nødetatene. Ta fyr på prøven og følg hvor lang tid det tar før flammen slukker. Sjekk for drypp under (forhåpentligvis har du et engangsbrett på plass; ellers, farvel til en fin benkeplate).
Limkjemikere kombinerer en rekke tilsetningsstoffer for å lage brannhemmende lim – og noen ganger til og med for å slukke flammer (selv om denne funksjonen er vanskeligere å oppnå i dag, ettersom mange vareprodusenter nå ber om halogenfrie formuleringer).
Tilsetningsstoffer for brannsikre lim inkluderer
● Organiske forkullingsdannende forbindelser som bidrar til å senke varme og røyk og beskytte materialet under mot ytterligere brenning.
● Varmeabsorbenter, dette er vanlige metallhydrater som bidrar til å gi limet gode termiske egenskaper (ofte velges brannhemmende lim for kjøleribber der maksimal varmeledningsevne er nødvendig).
Det er en nøye balansegang, da disse tilsetningsstoffene vil forstyrre andre limegenskaper som styrke, reologi, herdehastighet, fleksibilitet osv.
Er det forskjell på brannsikre lim og brannhemmende lim?
Ja! Det finnes. Begge begrepene har blitt brukt i artikkelen, men det er nok best å sette saken på plass.
Brannhemmende lim
Dette er ofte produkter som uorganiske lim og tetningsmidler. De brenner ikke og tåler ekstreme temperaturer. Bruksområder for denne typen produkter inkluderer masovner, ovner osv. De gjør ingenting for å stoppe en enhet fra å brenne. Men de gjør en god jobb med å holde alle de brennende delene sammen.
Brannhemmende lim
Disse bidrar til å slukke flammene og bremse spredningen av brannen.
Mange bransjer søker etter denne typen lim
● Elektronikk– for innstøping og innkapsling av elektronikk, liming av kjøleribber, kretskort osv. En elektronisk kortslutning kan lett utløse brann. Men PCB-er inneholder brannhemmende forbindelser – det er ofte viktig at lim også har disse egenskapene.
● Bygging– kledning og gulv (spesielt i offentlige områder) må ofte være brennbart og limes med et brannhemmende lim.
● Offentlig transport– togvogner, bussinteriør, trikker osv. Bruksområder for flammehemmende lim inkluderer liming av komposittpaneler, gulv og annet inventar og utstyr. Limene bidrar ikke bare til å stoppe spredning av brann. Men de gir en estetisk skjøt uten behov for skjemmende (og skranglende) mekaniske festemidler.
● Fly– Som nevnt tidligere er materialer i kabinen underlagt strenge regler. De må være brannhemmende og ikke fylle kabinen med svart røyk under en brann.
Standarder og testmetoder for flammehemmere
Standarder knyttet til branntesting har som mål å bestemme et materiales ytelse med hensyn til flammer, røyk og giftighet (FST). Flere tester har blitt mye brukt for å bestemme materialers motstand mot disse forholdene.
Utvalgte tester for flammehemmere
| Motstand mot brenning | |
| ASTM D635 | "Forbrenningshastighet for plast" |
| ASTM E162 | "Brannbarhet av plastmaterialer" |
| UL 94 | "Brannbarhet av plastmaterialer" |
| ISO 5657 | "Byggevarers antennelighet" |
| BS 6853 | "Flammeforplantning" |
| FAR 25.853 | «Luftdyktighetsstandard – rominnredning» |
| NF T 51-071 | "Oksygenindeks" |
| NF C 20-455 | "Glødetrådtest" |
| DIN 53438 | "Flammeforplantning" |
| Motstand mot høye temperaturer | |
| BS 476 Del nr. 7 | «Overflatespredning av flammer – byggematerialer» |
| DIN 4172 | "Brannegenskaper hos byggematerialer" |
| ASTM E648 | «Gulvbelegg – strålepanel» |
| Toksisitet | |
| SMP 800C | "Toksisitetstesting" |
| BS 6853 | "Røykutslipp" |
| NF X 70-100 | "Toksisitetstesting" |
| ATS 1000,01 | "Røyktetthet" |
| Røykgenerering | |
| BS 6401 | "Spesifikk optisk tetthet av røyk" |
| BS 6853 | "Røykutslipp" |
| NES 711 | «Røykindeks for forbrenningsprodukter» |
| ASTM D2843 | «Røyktetthet fra brenning av plast» |
| ISO CD5659 | «Spesifikk optisk tetthet – røykutvikling» |
| ATS 1000,01 | "Røyktetthet" |
| DIN 54837 | «Røykgenerasjon» |
Testing av motstand mot brenning
I de fleste tester som måler brennmotstand, er egnede lim de som ikke fortsetter å brenne i noen betydelig periode etter at tennkilden er fjernet. I disse testene kan den herdede limprøven utsettes for antennelse uavhengig av eventuelle vedheftende stoffer (limet testes som en fri film).
Selv om denne tilnærmingen ikke simulerer den praktiske virkeligheten, gir den nyttige data om limets relative motstand mot brenning.
Prøvestrukturer med både lim og adherend kan også testes. Disse resultatene kan være mer representative for limets ytelse i en faktisk brann, siden bidraget fra adherenden kan være enten positivt eller negativt.
UL-94 Vertikal brenntest
Den gir en foreløpig vurdering av relativ brennbarhet og drypp for polymerer som brukes i elektrisk utstyr, elektroniske enheter, apparater og andre applikasjoner. Den tar for seg sluttbruksegenskaper som tenning, brennhastighet, flammespredning, brenselbidrag, brennintensitet og forbrenningsprodukter.
Arbeid og oppsett - I denne testen monteres en film- eller belagt substratprøve vertikalt i et trekkfritt kammer. En brenner plasseres under prøven i 10 sekunder, og flammevarigheten måles. Eventuell drypping som antenner kirurgisk bomull plassert 30 cm under prøven noteres.
Testen har flere klassifiseringer:
94 V-0: Ingen prøve har flammende forbrenning i mer enn 10 sekunder etter antennelse. Prøvene brenner ikke opp til holdeklemmen, drypper ikke og antenner bomullen, eller har glødende forbrenning som vedvarer i 30 sekunder etter at testflammen er fjernet.
94 V-1: Ingen prøve skal ha flammende forbrenning i mer enn 30 sekunder etter hver tenning. Prøvene brenner ikke opp til holdeklemmen, drypper og antenner bomullen, eller har en etterglød på mer enn 60 sekunder.
94 V-2: Dette innebærer de samme kriteriene som V-1, bortsett fra at prøvene får dryppe og antenne bomullen under prøven.
Andre strategier for måling av brennmotstand
En annen metode for å måle brennmotstanden til et materiale er å måle den begrensende oksygenindeksen (LOI). LOI er den minste konsentrasjonen av oksygen uttrykt som en volumprosent av en blanding av oksygen og nitrogen som akkurat støtter flammende forbrenning av et materiale i utgangspunktet ved romtemperatur.
Limets motstand mot høye temperaturer i tilfelle brann krever spesiell vurdering, i tillegg til flammer, røyk og giftige effekter. Ofte vil underlaget beskytte limet mot brann. Men hvis limet løsner eller brytes ned på grunn av branntemperaturen, kan skjøten svikte og føre til separasjon av underlaget og limet. Hvis dette skjer, blir selve limet eksponert sammen med det sekundære underlaget. Disse ferske overflatene kan deretter bidra ytterligere til brannen.
NIST-røyktetthetskammeret (ASTM D2843, BS 6401) brukes mye i alle industrisektorer for bestemmelse av røyk generert av faste materialer og sammenstillinger montert i vertikal posisjon i et lukket kammer. Røyktettheten måles optisk.
Når et lim legges mellom to underlag, kontrollerer brannmotstanden og varmeledningsevnen til underlagene nedbrytningen og røykutslippet fra limet.
I røyktetthetstester kan lim testes alene som et fritt belegg for å pålegge en verst tenkelig tilstand.
Finn passende flammehemmende kvalitet
Se et bredt utvalg av flammehemmende kvaliteter som er tilgjengelige på markedet i dag, analyser tekniske data for hvert produkt, få teknisk assistanse eller be om prøver.
TF-101, TF-201, TF-AMP
