Anwendung von Klebstoffen/Dichtstoffen/Klebemitteln mit Flammschutzmitteln
Baubereich:Einbau von Brandschutztüren, Brandschutzwänden, Brandschutzwänden
Elektronischer und elektrischer Bereich:Leiterplatten, elektronische Komponenten
Automobilindustrie:Sitze, Armaturenbretter, Türverkleidungen
Bereich Luft- und Raumfahrt:Luftfahrtinstrumente, Raumfahrzeugstrukturen
Haushaltsgegenstände:Möbel, Böden, Tapeten
Flammhemmendes Transferklebeband:Hervorragend geeignet für Metalle, Schaumstoffe und Kunststoffe wie Polyethylen
Wirkungsweise von Flammschutzmitteln
Flammschutzmittel hemmen oder verzögern die Brandausbreitung, indem sie die chemischen Reaktionen in der Flamme unterdrücken oder eine Schutzschicht auf der Oberfläche eines Materials bilden.
Sie können mit dem Grundmaterial vermischt (additive Flammschutzmittel) oder chemisch mit diesem verbunden werden (reaktive Flammschutzmittel).Mineralische Flammschutzmittel sind typischerweise additiv, während organische Verbindungen entweder reaktiv oder additiv sein können.
Entwicklung feuerhemmender Klebstoffe
Ein Brand besteht praktisch aus vier Phasen:
Einleitung
Wachstum
Steady State und
Verfall
Vergleich der Zersetzungstemperaturen eines typischen duroplastischen Klebstoffs
Mit denen, die in verschiedenen Stadien eines Feuers erreicht werden
Jeder Zustand hat eine entsprechende Abbautemperatur, wie in der Abbildung dargestellt.Bei der Entwicklung eines feuerhemmenden Klebstoffs müssen Formulierer darauf achten, eine Temperaturbeständigkeit im richtigen Brandstadium für die Anwendung bereitzustellen:
● In der Elektronikfertigung beispielsweise muss ein Klebstoff verhindern, dass das elektronische Bauteil bei einem fehlerbedingten Temperaturanstieg dazu neigt, Feuer zu fangen bzw. auszulösen.
● Beim Verkleben von Fliesen oder Paneelen müssen Klebstoffe einer Ablösung im Wachstums- und Beharrungsstadium standhalten, selbst wenn sie in direktem Kontakt mit der Flamme stehen.
● Sie müssen außerdem den Ausstoß giftiger Gase und Rauch minimieren.Tragende Strukturen sind wahrscheinlich allen vier Brandstadien ausgesetzt.
Begrenzung des Verbrennungszyklus
Um den Verbrennungszyklus zu begrenzen, müssen einer oder mehrere der zum Brand beitragenden Prozesse durch Folgendes beseitigt werden:
● Eliminierung des flüchtigen Kraftstoffs, z. B. durch Kühlung
● Herstellung einer thermischen Barriere, beispielsweise durch Verkohlung, wodurch Kraftstoff durch Reduzierung der Wärmeübertragung eliminiert wird, oder
● Abschrecken der Kettenreaktionen in der Flamme, beispielsweise durch Zugabe geeigneter Radikalfänger
Flammhemmende Additive bewirken dies, indem sie in der kondensierten (festen) Phase oder in der Gasphase chemisch und/oder physikalisch wirken und eine der folgenden Funktionen erfüllen:
●Zeichenbildner:In der Regel handelt es sich um Phosphorverbindungen, die die Kohlenstoffbrennstoffquelle entfernen und eine Isolierschicht gegen die Hitze des Feuers bilden.Es gibt zwei Mechanismen zur Bildung von Kohle:
Umlenkung der an der Zersetzung beteiligten chemischen Reaktionen zugunsten von Reaktionen, die Kohlenstoff anstelle von CO oder CO2 erzeugen und
Bildung einer Oberflächenschicht aus schützender Kohle
●Wärmeabsorber:In der Regel handelt es sich um Metallhydrate wie Aluminiumtrihydrat oder Magnesiumhydroxid, die der Struktur des Flammschutzmittels durch Verdunstung von Wasser Wärme entziehen.
●Flammenlöscher:Meist Brom- oder Chlorbasierte Halogensysteme, die die Reaktionen in einer Flamme stören.
● Synergisten:Normalerweise Antimonverbindungen, die die Leistung des Flammenlöschers verbessern.
Bedeutung von Flammschutzmitteln im Brandschutz
Flammschutzmittel sind ein wichtiger Bestandteil des Brandschutzes, da sie nicht nur das Risiko der Entstehung eines Brandes, sondern auch dessen Ausbreitung verringern.Dies erhöht die Fluchtzeit und schützt somit Mensch, Eigentum und Umwelt.
Es gibt viele Möglichkeiten, einen Klebstoff als feuerhemmendes Mittel zu etablieren.Lassen Sie uns die Klassifizierung von Flammschutzmitteln im Detail verstehen.
Der Bedarf an feuerhemmenden Klebstoffen steigt und ihre Verwendung erstreckt sich auf eine Reihe unterschiedlicher Industriezweige, darunter Luft- und Raumfahrt, Bauwesen, Elektronik und öffentliche Verkehrsmittel (insbesondere Züge).
1: Eines der offensichtlichen Schlüsselkriterien ist also, dass es schwer entflammbar/nicht brennbar ist oder, noch besser, Flammen hemmt – richtig feuerhemmend.
2: Der Kleber darf keinen übermäßigen oder giftigen Rauch abgeben.
3: Der Klebstoff muss seine strukturelle Integrität bei hohen Temperaturen beibehalten (eine möglichst gute Temperaturbeständigkeit aufweisen).
4: Zersetztes Klebstoffmaterial sollte keine giftigen Nebenprodukte enthalten.
Es scheint eine große Herausforderung zu sein, einen Klebstoff zu entwickeln, der diese Anforderungen erfüllen kann – und zu diesem Zeitpunkt sind Viskosität, Farbe, Aushärtungsgeschwindigkeit und bevorzugte Aushärtungsmethode, Lückenfüllung, Festigkeitsleistung, Wärmeleitfähigkeit und Verpackung noch nicht einmal berücksichtigt berücksichtigt.Aber die Entwicklungschemiker freuen sich über eine gute Herausforderung, also MACHEN SIE SICH AN!
Umweltvorschriften sind in der Regel branchen- und regionalspezifisch
Für eine große Gruppe der untersuchten Flammschutzmittel wurde ein gutes Umwelt- und Gesundheitsprofil festgestellt.Diese sind:
● Ammoniumpolyphosphat
● Aluminiumdiethylphosphinat
● Aluminiumhydroxid
● Magnesiumhydroxid
● Melaminpolyphosphat
● Dihydrooxaphosphaphenanthren
● Zinkstannat
● Zinkhydroxstannat
Flammhemmend
Klebstoffe können so entwickelt werden, dass sie einer gleitenden Brandschutzskala entsprechen – hier finden Sie Einzelheiten zu den Klassifizierungen der Underwriters Laboratory Testing.Als Klebstoffhersteller sehen wir Anfragen hauptsächlich nach UL94 V-0 und gelegentlich nach HB.
UL94
● HB: langsames Brennen an einer horizontalen Probe.Brenngeschwindigkeit <76 mm/min für Dicken <3 mm oder Brennstopps vor 100 mm
● V-2: Das (vertikale) Brennen stoppt in <30 Sekunden und eventuelle Tropfen können brennen
● V-1: Das (vertikale) Brennen stoppt in <30 Sekunden und Tropfen sind erlaubt (müssen aber).nichtbrennen)
● Das Brennen von V-0 (vertikal) stoppt in <10 Sekunden und Tropfen sind erlaubt (müssen aber).nichtbrennen)
● 5VB (vertikale Plaqueprobe) Brennen stoppt in <60 Sekunden, keine Tropfen;In der Probe kann sich ein Loch bilden.
● 5 VA wie oben, es darf jedoch kein Loch entstehen.
Die beiden letztgenannten Klassifizierungen beziehen sich eher auf eine verklebte Platte als auf eine Klebeprobe.
Der Test ist ziemlich einfach und erfordert keine hochentwickelte Ausrüstung. Hier ist ein grundlegender Testaufbau:
Bei einigen Klebstoffen allein kann es ziemlich schwierig sein, diesen Test durchzuführen.Insbesondere bei Klebstoffen, die außerhalb einer geschlossenen Fuge nicht richtig aushärten.In diesem Fall können Sie nur zwischen verklebten Untergründen testen.Allerdings können Epoxidkleber und UV-Klebstoffe als feste Probekörper ausgehärtet werden.Anschließend den Prüfling in die Backen des Klemmständers einführen.Stellen Sie einen Sandeimer in der Nähe bereit. Wir empfehlen dringend, dies unter Absaugung oder in einem Abzug zu tun.Lösen Sie keine Rauchmelder aus!Vor allem diejenigen, die direkt mit den Rettungsdiensten verbunden sind.Fangen Sie die Probe in Brand und messen Sie, wie lange es dauert, bis die Flamme erlischt.Überprüfen Sie, ob darunter etwas tropft (hoffentlich haben Sie ein Einwegtablett an Ort und Stelle; andernfalls tschüss, schöne Arbeitsplatte).
Klebstoffchemiker kombinieren eine Reihe von Additiven, um feuerhemmende Klebstoffe herzustellen – und manchmal sogar, um Flammen zu löschen (obwohl diese Funktion heutzutage schwieriger zu erreichen ist, da viele Warenhersteller mittlerweile halogenfreie Formulierungen fordern).
Zu den Zusatzstoffen für feuerbeständige Klebstoffe gehören:
● Organische verkohlende Verbindungen, die dazu beitragen, Hitze und Rauch zu reduzieren und das darunter liegende Material vor weiterer Verbrennung zu schützen.
● Wärmeabsorber, dabei handelt es sich um normale Metallhydrate, die dazu beitragen, dem Klebstoff hervorragende thermische Eigenschaften zu verleihen (häufig werden feuerhemmende Klebstoffe für Anwendungen zur Verklebung von Kühlkörpern ausgewählt, bei denen maximale Wärmeleitfähigkeit erforderlich ist).
Es ist eine sorgfältige Abwägung erforderlich, da diese Zusatzstoffe andere Klebstoffeigenschaften wie Festigkeit, Rheologie, Aushärtungsgeschwindigkeit, Flexibilität usw. beeinträchtigen.
Gibt es einen Unterschied zwischen feuerbeständigen und feuerhemmenden Klebstoffen?
Ja!Es gibt.Beide Begriffe wurden in dem Artikel diskutiert, aber es ist wahrscheinlich am besten, die Geschichte klarzustellen.
Feuerbeständige Klebstoffe
Dabei handelt es sich häufig um Produkte wie anorganische Klebezemente und Dichtstoffe.Sie brennen nicht und halten extremen Temperaturen stand.Zu den Anwendungen für diese Art von Produkten gehören Hochöfen, Öfen usw. Sie tragen nicht dazu bei, das Brennen einer Baugruppe zu verhindern.Aber sie schaffen es hervorragend, alle brennenden Teile zusammenzuhalten.
Feuerhemmende Klebstoffe
Diese helfen, die Flammen zu löschen und die Ausbreitung des Feuers zu verlangsamen.
Viele Branchen sind auf der Suche nach solchen Klebstoffen
● Elektronik– zum Vergießen und Verkapseln von Elektronik, zum Verkleben von Kühlkörpern, Leiterplatten usw. Ein elektronischer Kurzschluss kann leicht einen Brand auslösen.Aber PCBs enthalten feuerhemmende Verbindungen – oft ist es wichtig, dass auch Klebstoffe diese Eigenschaften haben.
● Bauwesen– Verkleidungen und Bodenbeläge (insbesondere in öffentlichen Bereichen) müssen oft nicht brennbar sein und mit einem feuerhemmenden Kleber verklebt werden.
● Öffentliche Verkehrsmittel– Zugwaggons, Innenräume von Bussen, Straßenbahnen usw. Zu den Anwendungen für flammhemmende Klebstoffe gehört das Verkleben von Verbundplatten, Fußböden und anderen Einrichtungsgegenständen.Die Klebstoffe tragen nicht nur dazu bei, die Ausbreitung von Bränden zu verhindern.Aber sie sorgen für eine ästhetische Verbindung, ohne dass unansehnliche (und klappernde) mechanische Befestigungselemente erforderlich sind.
● Flugzeuge– Wie bereits erwähnt, unterliegen die Materialien der Kabineninnenausstattung strengen Vorschriften.Sie müssen feuerhemmend sein und dürfen im Brandfall die Kabine nicht mit schwarzem Rauch füllen.
Normen und Prüfmethoden für Flammschutzmittel
Standards im Zusammenhang mit Brandprüfungen zielen darauf ab, die Leistung eines Materials in Bezug auf Flamme, Rauch und Toxizität (FST) zu bestimmen.Zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit von Materialien gegenüber diesen Bedingungen werden häufig mehrere Tests eingesetzt.
Ausgewählte Tests für Flammschutzmittel
| Beständigkeit gegen Brennen | |
| ASTM D635 | „Verbrennungsrate von Kunststoffen“ |
| ASTM E162 | „Brennbarkeit von Kunststoffmaterialien“ |
| UL 94 | „Brennbarkeit von Kunststoffmaterialien“ |
| ISO 5657 | „Entzündbarkeit von Bauprodukten“ |
| BS 6853 | „Flammenausbreitung“ |
| WEIT 25.853 | „Lufttüchtigkeitsstandard – Abteilinnenräume“ |
| NF T 51-071 | „Sauerstoffindex“ |
| NF C 20-455 | „Glühdrahttest“ |
| DIN 53438 | „Flammenausbreitung“ |
| Beständigkeit gegen hohe Temperaturen | |
| BS 476 Teil Nr. 7 | „Oberflächenausbreitung von Flammen – Baustoffe“ |
| DIN 4172 | „Brandverhalten von Baustoffen“ |
| ASTM E648 | „Bodenbeläge – Strahlungsplatten“ |
| Toxizität | |
| SMP 800C | „Toxizitätsprüfung“ |
| BS 6853 | „Rauchemission“ |
| NF X 70-100 | „Toxizitätsprüfung“ |
| ATS 1000,01 | „Rauchdichte“ |
| Rauchentwicklung | |
| BS 6401 | „Spezifische optische Dichte von Rauch“ |
| BS 6853 | „Rauchemission“ |
| NES 711 | „Rauchindex der Verbrennungsprodukte“ |
| ASTM D2843 | „Rauchdichte durch brennendes Plastik“ |
| ISO CD5659 | „Spezifische optische Dichte – Rauchentwicklung“ |
| ATS 1000,01 | „Rauchdichte“ |
| DIN 54837 | „Raucherzeugung“ |
Prüfung der Brennbeständigkeit
Bei den meisten Tests zur Messung der Brennbeständigkeit eignen sich Klebstoffe, die nach Entfernung der Zündquelle über einen längeren Zeitraum nicht weiter brennen.Bei diesen Tests kann die ausgehärtete Klebstoffprobe unabhängig von etwaigen Klebeflächen einer Entzündung ausgesetzt werden (der Klebstoff wird als freier Film getestet).
Obwohl dieser Ansatz die praktische Realität nicht simuliert, liefert er doch nützliche Daten über die relative Beständigkeit des Klebstoffs gegen Brennen.
Es können auch Musterstrukturen mit Klebstoff und Fügeteil getestet werden.Diese Ergebnisse sind möglicherweise repräsentativer für die Leistung des Klebstoffs bei einem tatsächlichen Brand, da der Beitrag des Klebeteils entweder positiv oder negativ sein kann.
UL-94 Vertikaler Brenntest
Es bietet eine vorläufige Bewertung der relativen Entflammbarkeit und des Tropfens von Polymeren, die in Elektrogeräten, elektronischen Geräten, Geräten und anderen Anwendungen verwendet werden.Es befasst sich mit solchen Endanwendungsmerkmalen wie Zündung, Verbrennungsgeschwindigkeit, Flammenausbreitung, Brennstoffbeitrag, Verbrennungsintensität und Verbrennungsprodukten.
Arbeiten und Aufbau – Bei diesem Test wird eine Folie oder ein beschichtetes Substratmuster vertikal in einem zugluftfreien Gehäuse montiert.Ein Brenner wird 10 Sekunden lang unter die Probe gestellt und die Dauer des Beflammens wird gemessen.Jedes Tropfen, das die 12 Zoll unter der Probe platzierte chirurgische Baumwolle entzündet, wird notiert.
Der Test hat mehrere Klassifizierungen:
94 V-0: Keine Probe weist länger als 10 Sekunden nach der Zündung eine Flammenverbrennung auf.Die Proben brennen nicht bis zur Halteklammer, tropfen nicht von der Baumwolle ab und entzünden sich nicht, und es kommt auch nicht zu einer glühenden Verbrennung, die 30 Sekunden nach dem Entfernen der Testflamme anhält.
94 V-1: Keine Probe darf länger als 30 Sekunden nach jeder Zündung flammend brennen.Die Proben verbrennen nicht bis zur Halteklammer, tropfen nicht ab und entzünden die Baumwolle nicht und haben kein Nachglühen von mehr als 60 Sekunden.
94 V-2: Dies beinhaltet die gleichen Kriterien wie V-1, außer dass die Proben tropfen und die Baumwolle unter der Probe entzünden dürfen.
Andere Strategien zur Messung des Brennwiderstands
Eine weitere Methode zur Messung der Brennbeständigkeit eines Materials ist die Messung des limitierenden Sauerstoffindex (LOI).Der LOI ist die minimale Sauerstoffkonzentration, ausgedrückt als Volumenprozent einer Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff, die gerade die Flammenverbrennung eines Materials anfänglich bei Raumtemperatur unterstützt.
Neben den Auswirkungen von Flammen, Rauch und Toxizität muss auch die Beständigkeit eines Klebstoffs gegenüber hohen Temperaturen im Brandfall besonders berücksichtigt werden.Oftmals schützt der Untergrund den Kleber vor einem Brand.Wenn sich der Kleber jedoch aufgrund der Brandtemperatur löst oder zersetzt, kann die Verbindung versagen und zur Trennung von Untergrund und Kleber führen.In diesem Fall wird der Klebstoff selbst zusammen mit dem Sekundärsubstrat freigelegt.Diese frischen Oberflächen können dann weiter zum Brand beitragen.
Die NIST-Rauchdichtekammer (ASTM D2843, BS 6401) wird in allen Industriebereichen häufig zur Bestimmung des Rauchs verwendet, der von festen Materialien und Baugruppen erzeugt wird, die in vertikaler Position in einer geschlossenen Kammer montiert sind.Die Rauchdichte wird optisch gemessen.
Wenn ein Klebstoff zwischen zwei Substraten angeordnet ist, steuern die Feuerbeständigkeit und die Wärmeleitfähigkeit der Substrate die Zersetzung und Rauchentwicklung des Klebstoffs
Bei Rauchdichtetests können Klebstoffe einzeln als freie Beschichtung getestet werden, um eine Worst-Case-Bedingung festzulegen.
Finden Sie die geeignete flammhemmende Qualität
Sehen Sie sich die große Auswahl an Flammschutzmitteln an, die heute auf dem Markt erhältlich sind, analysieren Sie die technischen Daten jedes Produkts, holen Sie sich technische Unterstützung oder fordern Sie Muster an.
TF-101, TF-201, TF-AMP
