پوشش های مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر شعله

پوشش های مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر شعله، تولید شعله را از مواد بالقوه قابل اشتعال مانند منسوجات و پلاستیک ها مهار، سرکوب یا به تاخیر می اندازند. بازدارنده های شعله برای به حداقل رساندن تاثیر آتش سوزی ضروری هستند و از مواد شیمیایی مختلف با خواص و ساختارهای متنوع تشکیل شده اند.

پوشش های مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر شعله به طور گسترده در بخش ساخت و ساز بر روی موادی مانند لوله ها و کابل های پلاستیکی وجود دارد. افزایش استانداردهای ایمنی همچنان باعث افزایش تقاضای جهانی برای بازدارنده‌های شعله می‌شود.

عناصر رایج در بازدارنده های شعله عبارتند از: برم، فسفر و کلر. این پوشش ها همچنین از ترکیبات معدنی به تنهایی یا در ترکیب با برم، فسفر یا نیتروژن استفاده می کنند. بیشتر بازدارنده های شعله برای کاربردهای بسیار تخصصی طراحی شده اند و جایگزینی آنها را دشوار می کند.

بازدارنده های شعله با بالا بردن آستانه لازم برای شروع آتش سوزی مانع اشتعال می شوند. آنها گسترش آتش را محدود می کنند و فلاش اوور را که یک "گلوله آتش" ناشی از احتراق خود به خود گازهای گرم منتشر شده از مواد در حال سوختن است، متوقف می کنند. تأخیر به کاهش شدت آتش کمک می کند و زمان اقدام مناسب را افزایش می دهد.

امروزه، اهمیت بازدارنده‌های شعله به‌دلیل سطح بالاتری از خطرات آتش‌سوزی که توسط محصولات مختلف و دستگاه‌های الکترونیکی موجود در خانه‌های مدرن ارائه می‌شود، به‌طور چشمگیری افزایش یافته است. تأسیسات عمومی مانند بیمارستان‌ها، مدارس و استادیوم‌ها به محصولات الکترونیکی بیشتری مجهز شده‌اند که باعث می‌شود بازدارنده‌های شعله به عنصری حیاتی برای محافظت از گروه‌های آسیب‌پذیر مانند کودکان و سالمندان تبدیل شوند.

در پاسخ به نگرانی‌ها در مورد اثرات بهداشتی و زیست‌محیطی مواد بازدارنده شعله، بسیاری از مواد شیمیایی که قبلاً رایج بوده‌اند، ممنوع شده‌اند. چندین بازدارنده شعله مدرن، به ویژه ترکیبات برم دار، منبع دیگری از بحث بهداشت عمومی به دلیل اطلاعات محدود در مورد سمیت و اثرات بالقوه آنها هستند.

انواع پوشش های مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر شعله

بازدرنده های شعله بر اساس ترکیب شیمیایی آنها طبقه بندی می شوند، از جمله:

برم دار : عمدتاً به دلیل خاصیت ضد شعله استفاده می شود. ترکیبات بروم دار بدون تغییر خواص به پلاستیک ها اضافه می شوند و آنها را برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب می کند. آنها در منسوجات، الکترونیک، مصالح ساختمانی و سایر محصولات وجود دارند.

فسفر : در تشک های متشکل از فوم، مبلمان روکش شده، روکش تلویزیون، منسوجات و انبوهی از محصولات پلاستیکی یا لاستیکی استفاده می شود.

نیتروژن : در عایق بندی، فوم های مبلمان و لوازم الکترونیکی استفاده می شود.

کلردار : در مقایسه با ترکیبات برم دار، بازدارنده های شعله کلردار پایداری حرارتی عالی دارند و برای جلوگیری از تشکیل شعله در محصولاتی مانند فوم پلی اورتان، لاستیک و پلاستیک های انعطاف پذیر استفاده می شوند.

غیر آلی : به عنوان بازدارنده شعله با کاربرد در پلاستیک، رنگ، لاستیک و محصولات مشابه استفاده می شود.

نحوه عملکرد پوشش های مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر شعله

همانطور که یک قطعه از مواد می سوزد، شعله های تولید شده نشان دهنده احتراق گازهای قابل اشتعال است که از طریق تجزیه حرارتی (تجزیه حرارتی) منتشر می شود. در سوزاندن چوب، سوخت حرارتی توسط دی اکسید کربن، بخار آب و حرارت آزاد شده در طی فرآیند اتراق ایجاد می شود. بازدارنده های شعله با ممانعت از فرآیند پیرولیز، گسترش آتش را کنترل می کنند و در مرحله اشتعال بیشترین تاثیر را دارند. هنگامی که آتش ایجاد می شود، پوشش ها تأثیر کمی دارند.

بازدارنده های شعله حاوی برم و کلر (معروف به بازدارنده شعله هالوژنه) برای حذف رادیکال های H و OH در مرحله اشتعال طراحی شده اند. رادیکال‌های برم یا کلر که هنگام گرم شدن بازدارنده‌های هالوژنه ایجاد می‌شوند، با مولکول‌های هیدروکربن موجود در مخلوط گاز واکنش می‌دهند. این فرآیند فرآیند احتراق فاز گاز را مهار می کند و اشتعال را کند می کند یا به طور کلی مسدود می کند.

ترکیبات برومه و کلردار دارای خواص بازدارنده شعله متفاوتی هستند. خواص پیوند برم-هیدروکربن در مقایسه با کلر-هیدروکربن ضعیف تر است و در نتیجه وقتی دمای ماده افزایش می یابد، رادیکال های برم آزادتر می شود. این فرآیند در محدوده دمایی باریک‌تری اتفاق می‌افتد که منجر به غلظت رادیکال برم بالاتر و اثربخشی آتش‌سوزی می‌شود.

بازدارنده های شعله فسفر اثر متفاوتی دارند و به جای فاز گاز در فاز جامد مواد قابل احتراق کار می کنند. در حضور منبع گرما، بازدارنده‌های فسفر اسید فسفریک آزاد می‌کنند و زغال‌زایی را افزایش می‌دهند. این فرآیند با قطع کردن سوخت روی شعله، پیرولیز را مهار می کند. ترکیبات ترکیبی هالوژن/فسفر مانند کلروپروپیل و کلرواتیل از مکانیسم‌های فاز گاز و فاز جامد برای تاخیر در آتش استفاده می‌کنند.

بازدارنده های غیر آلی آتش شامل تری هیدرات آلومینیوم، هیدروکسید منیزیم و ترکیبات بور هستند. تری هیدرات آلومینیوم با تجزیه شدن به اکسید آلومینیوم در دمای بالا و تشکیل یک لایه محافظ غیرقابل اشتعال بر روی سطح یک ماده عمل می کند و آب را به صورت بخار آزاد می کند. هیدروکسید منیزیم در دماهای بالاتر به روشی مشابه عمل می کند. بازدارنده های شعله بر پایه نیتروژن مواد را خنک می کنند و نیتروژن را به صورت گاز آزاد می کنند تا اکسیژن اطراف آن رقیق شود. پوشش‌های متورم با انبساط در هنگام گرم شدن برای تشکیل یک لایه عایق بین موادی مانند چوب، پلاستیک، فولاد و سایر مواد از آتش جلوگیری می‌کنند. آنها همچنین از مواد غیر قابل اشتعال مانند فولاد سازه ای در برابر تضعیف شدن ناشی از گرمای شدید ناشی از آتش محافظت می کنند. اثر مورد نظر فروپاشی سازه را دور می زند یا به تاخیر می اندازد.

برنامه های کاربردی

بازدارنده های شعله در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شوند، از جمله:

• چسب ها

• مصالح ساختمانی و ساختمانی

• فرش

• وسایل الکترونیکی و برقی

• مبلمان و اثاثیه

• عایق

• لاستیک

• رنگ کنید

• پلاستیک

• پلی اورتان

• منسوجات

• حمل و نقل (هواپیما، قطار، اتومبیل)

• سیم و کابل

انتخاب پوشش ها

هنگام خرید پوشش های مقاوم در برابر شعله، در مورد نوع بازدارنده مناسب برای یک عملکرد خاص تحقیق کنید. بازدارنده های شعله قابل تعویض نیستند - برخی از ترکیبات و محصولات برای کاربردهای متفاوت بهتر از سایرین کار می کنند. دستورالعمل های سازنده و مقررات قابل اجرا را برای تأیید مؤثرترین انتخاب بررسی کنید. کدهای ساختمانی و آتش نشانی فدرال، ایالتی و محلی به همراه مقررات مختلف با استفاده مورد نظر مطابقت دارند.

استانداردها

SAE AMS3126 - مواد پوشش آلومینیومی، ترموست مقاوم در برابر خوردگی و حرارت

IEEE 817 - روش‌های تست برای پوشش‌های مقاوم در برابر شعله اعمال شده بر روی کابل‌های عایق‌شده در سینی‌های کابل

مراجع:globalspec