Comment choisir des retardateurs de flamme sans halogène ?
I. Fond
Le client a soulevé une exigence en matière de retardateur de flamme, et la première chose que nous devons nous demander est sur quel substrat le retardateur de flamme doit être obtenu. Il existe de nombreux types de substrats, avec des catégories principales comprenant les plastiques, le caoutchouc, les fibres, les revêtements adhésifs, les tissus, etc. Chaque grande catégorie se subdivise en de nombreuses sous-catégories, telles que le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le nylon (PA), le polyester (PBT ou PET), le polycarbonate (PC), l'ABS, les élastomères (TPU ou TPE), etc. Pour chaque type de substrat, les mécanismes ignifugeants impliqués ne sont pas tout à fait les mêmes, les systèmes ignifugeants utilisés varient donc également considérablement ! Par exemple, les polyoléfines ont une température de traitement d'environ 100 à 200°C, ce qui les rend adaptées aux systèmes intumescents sans halogène principalement basés sur l'APP. Cependant, les substrats en nylon ne conviennent pas à cette approche, car leur température de traitement atteint 220-270°C, alors que la température de décomposition thermique de l'APP n'est qu'environ 260°C. L’utilisation d’un système ignifuge basé sur l’APP serait inappropriée, nécessitant la sélection de retardateurs de flamme résistants aux températures plus élevées comme l’hypophosphite d’aluminium. L’exemple donné ci-dessus est basé uniquement sur la température de décomposition, mais en réalité, les facteurs pris en compte pour différents substrats sont bien plus complexes.
II. Normes
Il existe de nombreuses normes ignifuges et différentes industries ont des normes ignifuges différentes. Mais il existe également des normes couramment utilisées dans de nombreuses industries, telles que la norme ignifuge UL94, qui est une norme relativement universelle. Les exigences de test correspondant à chaque norme ignifuge sont également différentes, il doit donc y avoir des différences dans la conception des systèmes ignifuges. Par exemple, dans l'industrie des câbles et des fils, l'essai de combustion des faisceaux et l'essai de combustion verticale VW-1 sont des normes couramment utilisées, avec parfois des exigences en matière de densité de fumée. Son substrat est principalement en polyoléfine et son système ignifuge sélectionne principalement de l'hydroxyde d'aluminium inorganique ou de l'hydroxyde de magnésium, complété par une petite quantité de retardateurs de flamme ou d'agents de carbonisation à base de phosphore, d'azote. Pourquoi as-tu choisi cette voie ? En raison du mince revêtement en plastique des fils de câble, ainsi que des exigences en matière de faible teneur en fumée et sans halogène, de longue durée de test de combustion et de retardateurs de flamme inorganiques à faible coût, à faible coût, réduisant la fumée et à remplissage élevé, sont devenus le meilleur choix.
III. Processus (moulage par injection, extrusion, pulvérisation ?)
Le processus de chaque matériau est différent. Pour les plastiques, les polyoléfines et le nylon, une modification à double vis peut être utilisée, mais la température de traitement est complètement différente. La température de traitement du polypropylène est de 180 à 220 ℃, tandis que celle du nylon est de 250 ℃. Par conséquent, leurs exigences en matière de température de décomposition thermique des retardateurs de flamme sont différentes. Le moulage par injection et l'extrusion sont tous deux les principales méthodes de traitement des plastiques, mais ils ont des exigences différentes en ce qui concerne la forme des retardateurs de flamme.
La technologie de traitement des retardateurs de flamme dans l’industrie des revêtements est encore plus complexe. Tout d’abord, il faut voir si la lotion sélectionnée est à base d’eau ou d’huile ? Dans les lotions à base d'eau, la solubilité dans l'eau et la propriété acido-basique du retardateur de flamme ont un impact clé sur ses performances mixtes et sa stabilité au stockage. Deuxièmement, la taille des particules et la répartition des retardateurs de flamme ont également un impact très important. Si la taille des particules est trop grande, la surface du revêtement ultérieur aura une sensation rugueuse et la lotion se déposera pendant le stockage. Si la taille des particules est trop petite, la dispersion de la matrice et la viscosité de la lotion seront affectées. Troisièmement, l’ajout de différents retardateurs de flamme modifiera les propriétés rhéologiques de la lotion. Pour toutes ces raisons, il est plus professionnel et prudent de choisir un ignifuge en lotion.
IV. Exigences de performances
Lors de la conception de matériaux ignifuges, en plus du principal indicateur de retardateur de flamme, nous devons également prendre en compte d'autres propriétés telles que la couleur, la transparence, la ténacité, la résistance aux intempéries et la résistance mécanique. Dans la conception typique d'une formule ignifuge, la quantité de retardateurs de flamme sans halogène ajoutée est supérieure à celle des retardateurs de flamme halogénés, de sorte que la résistance mécanique est relativement faible. Dans le même temps, en raison des différentes structures moléculaires et températures de décomposition thermique de chaque ignifuge sans halogène, leurs effets sur la couleur sont également différents. Les retardateurs de flamme contenant des structures à base d'amine jauniront progressivement le produit pendant l'utilisation. Parfois, les clients ont également des exigences concernant la résistance du produit, ce qui oblige les développeurs à ajouter des agents de renforcement à la formule. Mais cela augmentera l’utilisation de retardateurs de flamme.
V. Coût total (pas seulement le prix unitaire)
Pour les produits ignifuges sans halogène, nous choisissons dans une perspective de rentabilité. Nous devons nous adapter à des solutions ignifuges moins coûteuses tout en répondant aux exigences des produits, et éliminer de manière appropriée certaines propriétés matérielles inutiles. Par exemple, dans le ignifugeant PP sans halogène, il existe deux systèmes ignifuges : APP et PPAP. Le système APP contient une grande quantité d'ajout et précipitera, mais il est bon marché, tandis que le système PPAP contient une petite quantité d'ajout et ne précipitera pas, mais il est cher. Ainsi, lors de la fabrication de matériaux ignifuges, si le produit ne nécessite pas de test IEC-60068-2-78, choisissez le système APP car il est bon marché et constitue la meilleure solution rentable.
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