Retardéry hoření na bázi ATH a MDH
Protipožární přísady na bázi hydroxidu hlinitého (ATH) a hydroxidu hořečnatého (MDH) se při zahřátí rozkládají a uvolňují krystalicky vázanou vodu, přičemž teplota, při které k tomu dochází, odlišuje tyto dvě látky. Proto je při každém výběru třeba nejprve zvážit, jaké teploty dosahuje váš výrobní proces. Pokud proces dosahuje teplot, jako je tomu u PP, při nichž by ATH již uvolňoval vodu, přichází v úvahu MDH.
Zařazení
Zařadit ATH nebo MDH mezi látky zpomalující hoření
Hydroxid hlinitý a hydroxid hořečnatý v sortimentu společnosti Alpha Calcit
Zpomalovače hoření společnosti Alpha Calcit jsou založeny na dvou minerálních hydroxidech, a to na hydroxidu hlinitém se vzorcem Al(OH)₃ a hydroxidu hořečnatém se vzorcem Mg(OH)₂. Zkratky ATH a MDH jsou odvozeny od názvů trihydroxid hlinitý a dihydroxid hořečnatý. Pod značkou ALFRIMAL® nabízíme ATH, pod značkou ALFRIMAL® MG pak MDH. Obě účinné látky působí fyzikálním způsobem tím, že uvolňují vodu, jakmile materiál překročí určitou teplotu.
Hydroxid hlinitý a hydroxid hořečnatý společnosti Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG neobsahují halogeny. Kromě protipožární funkce mohou ATH a MDH jako plniva zvyšovat objem receptury a ovlivňovat tuhost i povrchové vlastnosti. Obě řady nabízíme v několika zrnitostních třídách a povrchových úpravách.
Hydroxid hlinitý a hydroxid hořečnatý společnosti Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG neobsahují halogeny. Kromě protipožární funkce mohou ATH a MDH jako plniva zvyšovat objem receptury a ovlivňovat tuhost i povrchové vlastnosti. Obě řady nabízíme v několika zrnitostních třídách a povrchových úpravách.
Princip účinku
Při jaké teplotě uvolňují ATH a MDH při hoření vodu
Tři fáze průběhu hoření při dvou různých teplotách rozkladu
Oba hydroxidy obsahují ve své krystalové mřížce vodu, a to vždy přibližně jednu třetinu své hmotnosti. Hydroxid hlinitý začíná tuto vodu uvolňovat od přibližně 200 °C; hydroxid hořečnatý ji udrží až do přibližně 300 °C a teprve od této teploty ji uvolňuje. O tom, kdy se krystalicky vázaná voda uvolní, rozhoduje teplotní rozmezí, ve kterém se materiál nachází. ALFRIMAL® a ALFRIMAL® MG mají úzký rozkladný interval, což znamená, že vodu uvolňují v úzkém teplotním rozmezí.
Průběh v případě požáru lze rozdělit do tří fází. Fyzikální procesy v nich probíhají nezávisle na tom, v jaké aplikaci se ATH nebo MDH používá.
Zahřátí až na teplotu rozkladu
Dokud teplota v materiálu zůstává pod teplotou rozkladu příslušného hydroxidu, zůstává voda v krystalu vázána. Stejná prahová hodnota platí již během výroby vašeho produktu. Například při zpracování PP by ATH ztratilo vodu ještě před dokončením produktu; u MDH je tato prahová hodnota vyšší.
Rozklad s uvolňováním vody
Pokud teplota požáru překročí teplotu rozkladu, hydroxid uvolní vodu. Tento rozklad spotřebovává energii, čímž odvádí teplo z ohně a zpomaluje tepelný rozklad. Vznikající vodní pára snižuje koncentraci hořlavých plynů a vytlačuje kyslík z oblasti hoření.
Zbytky oxidu jako bariéra
Po odpaření vody zůstávají kovy oxidy. Ty na povrchu vytvářejí vrstvu, která brání pronikání tepla do materiálu pod ní a přístupu kyslíku.
Porovnání látek
V čem se liší hydroxid hlinitý od hydroxidu hořečnatého
Prokázané vlastnosti obou základů účinných látek řádek po řádku
| Vlastnost | Hydroxid hlinitý (ATH) | Hydroxid hořečnatý (MDH) |
|---|---|---|
| Chemický vzorec | Al(OH)₃ | Mg(OH)₂ |
| Značka u Alpha Calcit | ALFRIMAL® | ALFRIMAL® MG |
| Zahájení dodávek vody | od cca 200 °C | od cca 300 °C |
| Vázaná voda | přibližně třetina hmotnosti | přibližně třetina hmotnosti |
| Tepelná stabilita | až cca 200 °C | vyšší než u ATH |
| Povrchový charakter | amfoterní | zásaditý |
| Viskozita a tokové vlastnosti | v závislosti na složení a způsobu použití | v závislosti na složení a způsobu použití |
| Hořlavé plyny a kouř | neobsahuje halogeny, nevznikají žádné toxické plyny | neobsahuje halogeny, nevznikají žádné toxické plyny |
| Střední velikost zrn d₅₀ | 1,3 až 20 µm, v závislosti na typu | 2 až 8 µm, v závislosti na typu |
| Stupeň bělosti Ry | 94 až 98, v závislosti na typu | 93 až 95, v závislosti na typu |
| Provedení | Typy s různou velikostí zrn a povrchovou úpravou, včetně dvou precipitovaných typů | s hydrofobním povrchovým povlakem i bez něj a s různými velikostmi zrn |
Hodnoty d₅₀ a stupeň bělosti jsou průměrné hodnoty, které nemají právní závaznost.
Při výběru mezi těmito dvěma materiály je zpravidla výchozím bodem údaj o odpařování vody, protože ten ukazuje, zda retardér hoření vydrží teploty při vašem zpracování. Například při zpracování PP hovoří tato vlastnost ve prospěch MDH. Dále může povrchová charakteristika ovlivnit, jak budou aditiva ve vaší receptuře působit a jak se nastaví viskozita a tokové vlastnosti; to se ukáže až při zkoušce s vašimi surovinami.
Srovnání frézovaných, potažených a nepotažených typů ALFRIMAL®
| Provedení | Typy | Střední velikost zrn d₅₀ | Stupeň bělosti Ry | Funkce |
|---|---|---|---|---|
| líbí se | ALFRIMAL® 506 P, 509 P | 1,4 µm, resp. 1,3 µm | 98, resp. 97 | Velmi jemná struktura; zpomaluje hoření a omezuje tvorbu kouře, aniž by ovlivňovala barvu, povrch nebo hmatové vlastnosti výrobku |
| nepotahované, velmi jemné | ALFRIMAL® 104, 105, 106 | 4 µm, 3 µm, 2 µm | 97, 97, 98 | Alternativa k jemně mletému ATH; široké spektrum použití |
| s hydrofobní povrchovou úpravou | ALFRIMAL® 104 HS, 106 HS | 4 µm, resp. 2 µm | bílá, bez údaje o obsahu ryže | Vodoodpudivý povrch; pro receptury, u nichž jsou vyžadovány hydrofobní interakce s matricí |
Všechny tři varianty jsou určeny pro kabelové směsi, gumové výrobky a elastomerové pěny. Z nich mají typy s precipitací nejmenší průměrnou velikost zrn. Typy s povrchovou úpravou mohou být vhodné v případech, kdy je třeba zajistit lepší smáčení minerálu v spíše nepolární receptuře. V oblasti Solid Surface lze navíc velmi jemné nepovlakované typy používat společně s jinými typy ATH. Která varianta je pro vaši směs vhodná, ukáže společný test se vzorky.
Nasazení
Kdy je vhodné použít bezhalogenní retardér hoření s ATH nebo MDH
Použití a požadovaná třída požární odolnosti jako výchozí bod
Zda váš výrobek vyžaduje bezhalogenové minerální retardéry hoření, nebo zda postačí minerální plnivo, závisí mimo jiné na způsobu použití a na třídě požární odolnosti, kterou chcete dosáhnout. Různá použití se v případě požáru chovají odlišně a za určitých okolností podléhají i různým třídám požární odolnosti; plast například hoří snadněji než omítka. Pro vyšší třídy požární odolnosti by měly být do receptury začleněny retardéry hoření, jako jsou ATH nebo MDH.
Zda je řešení na míru vhodné i pro vaši aplikaci, lze zjistit v rámci technické konzultace.
Výhody systémů ATH a MDH v oblasti požární ochrany
Výhodou látek ATH a MDH je jejich bezhalogenové složení. V případě požáru se z tohoto retardéru hoření neuvolňují žádné halogenovodíky. Při požáru nevznikají toxické ani korozivní plyny.
Obě látky navíc mohou výrazně omezit tvorbu kouře. ATH a MDH jsou ekologicky neutrální a ani vrstva oxidu, která po požáru zůstává, nepředstavuje žádné riziko.
Co znamená stupeň naplnění pro váš recept
Účinek obou hydroxidů závisí na množství, proto jsou vysoká plnicí míra pravidlem. Jak vysoká musí být plnicí míra ve vaší receptuře, závisí mimo jiné na použití, na požadovaném výsledku zkoušky požární odolnosti, na požadované zpracovatelnosti a na povrchové úpravě, kterou má mít váš konečný výrobek. Obecný rozsah stupně plnění neuvádíme, protože možný stupeň plnění závisí na vaší receptuře. S rostoucím obsahem hydroxidů se zvyšuje viskozita a hustota a hmota se při zpracování stává tužší. Jak se vyšší podíl projeví na vašem procesu, ukáže až zkouška se vzorky, kterou s vámi domluvíme.
Situace, ve kterých se nabízí použití ATH
Pokud se vaše zpracování odehrává pod teplotním rozmezím, ve kterém hydroxid hlinitý uvolňuje vodu, je ATH k dispozici jako základní účinná látka. Používá se především v kabelovém, gumárenském a termoplastovém průmyslu. ATH může působit jako retardér hoření, aniž by ovlivňoval barvu, povrch nebo hmatové vlastnosti výrobku. V rámci řady ALFRIMAL® jsou velmi jemné typy určeny především pro kabelové směsi, zatímco hrubší typy mimo jiné pro pryskyřice, barvy, nátěry a minerální materiály. Typy ALFRIMAL® působí nezávisle na hodnotě pH. Jak ATH spolupracuje s přísadami ve vaší receptuře, vyjasníme společně s vámi v rámci zkoušek.
Situace, ve kterých se nabízí použití MDH
Zpracování PP je typickým příkladem použití MDH, protože ATH by v tomto případě již uvolňoval vodu, zatímco ALFRIMAL® MG uvolňuje vodu až při teplotě přibližně 300 °C. ALFRIMAL® MG je určen mimo jiné pro směsi plášťů kabelů, elastomery a TPE, izolační plasty pro bílé výrobky a střešní membrány. Na základě vaší aplikace určíme, zda je vhodnější varianta s hydrofobním povlakem, nebo bez něj.
Výběr
Kritéria pro volbu mezi ATH a MDH
Parametry, které zúží váš výběr
Protipožární přísada, u níž dochází k uvolňování vody již při teplotách nižších než je teplota zpracování, ztrácí svůj účinek ještě před dokončením výrobku. To může vést i během samotného procesu zpracování k zmetkům nebo k vadnému povrchu. Proto nejprve zkontrolujte, jaké teploty dosahuje váš proces v míchačce nebo extrudéru; například při zpracování PP vede tato kontrola k hodnotě MDH. Zbývající řádky tabulky vymezují, který typ v rámci zvolené základny účinných látek by mohl vyhovovat vaší receptuře.
| Parameter | Technický význam | Důsledky pro výběr |
|---|---|---|
| Provozní teplota procesu | Nad teplotou rozkladu začíná odštěpování vody již ve směšovači nebo extrudéru | Určuje předběžný výběr mezi ATH a MDH |
| Základní účinné látky | Určuje, při jaké teplotě se uvolňuje voda | ATH od cca 200 °C, MDH od cca 300 °C |
| Povrchový charakter | ATH amfoterní, MDH zásadité; ovlivňuje interakci s přísadami | Zahrnout přísady receptury do předvýběru |
| Rozložení velikosti zrn | Ovlivňuje mimo jiné dispergaci, kvalitu povrchu a dosažitelný stupeň naplnění | Jemnější typy pro homogenější povrchy při větším nárůstu viskozity, hrubší typy pro vyšší zatížení |
| Povrchová úprava | Neošetřené povrchy jsou hydrofilní, povrchy s povlakem jsou hydrofobní | Hydrofobní povlak může zlepšit dispergovatelnost a umožnit vyšší obsah plniva; účinek závisí na konkrétním použití |
| Stupeň naplnění | Minerální účinek závisí na množství a na stupni naplnění dané receptury či způsobu použití | Výška se odvíjí mimo jiné od způsobu použití, výsledků zkoušek, zpracovatelnosti a povrchové úpravy |
| Pojiva a další složky receptury | Ovlivnit, kdy a jak působí retardér hoření v konečném výrobku | Hodnocení spolupráce vaší laboratoře s laboratoří Alpha Calcit |
Tento výčet není vyčerpávající; další faktory, které mohou mít vliv, vyplývají z vašeho složení a způsobu použití.
Hydrofobní povrchová úprava na příkladu materiálu Solid Surface
Solid Surface, tedy minerální materiály pro pracovní desky, obklady stěn, police nebo okenní parapety, ukazuje, co dokáže hydrofobní povrchová úprava od společnosti ATH. Speciální povlak zde může snížit viskozitu plněné pryskyřičné hmoty a přispět k vytvoření povrchů odolných vůči působení médií a odpuzujících nečistoty. Jelikož navíc může zlepšit dispergovatelnost, lze hmotu za určitých okolností plnit ve vyšším poměru. Na otázku, jaký typ a jaká jemnost jsou vhodné, nelze odpovědět obecně, protože každá receptura je jiná.
Technické poradenství
Rozhodnutí mezi ATH a MDH v rámci technického poradenství
Jaké údaje potřebujeme pro předběžný výběr
Pro technické poradenství potřebujeme mimo jiné znát vaše použití, přibližný výrobní proces s nejvyšší dosahovanou teplotou, dosud používanou plnivovou přísadu, požadovanou zkoušku požární odolnosti a vaše požadavky na barvu, povrch a hustotu. Na základě těchto údajů společně s vámi stanovíme základ účinné látky a sestavíme individuální výběr vhodných typů ALFRIMAL® nebo ověříme, zda je vhodné řešení přizpůsobené vaší aplikaci. Za tímto účelem vám zašleme vzorky, které můžete vyzkoušet ve vaší vlastní receptuře. Pokud je to pro vaše použití vhodné, sestavíme vzorky tak, abyste mohli vedle sebe otestovat potaženou a nepotaženou verzi.
Kontakt: Kontaktní oddělení prodeje · Telefon +49 2236 8914-0 · E-mail sales@alpha-calcit.de
Produktové řady
ALFRIMAL® pro ATH, ALFRIMAL® MG pro MDH
Která řada patří k jaké bázi účinné látky
ALFRIMAL® zahrnuje naše retardéry hoření na bázi hydroxidu hlinitého. Jednotlivé typy se liší mimo jiné velikostí zrn a povrchovou úpravou. Mezi hrubší typy patří ty s optimalizovaným rozložením velikosti zrn, které mohou umožnit vysoký stupeň plnění a lepší zpracovatelnost systémů s vysokým obsahem plniva. Přehled najdete v části Typy ALFRIMAL® na bázi hydroxidu hlinitého.
ALFRIMAL® MG je řada produktů na bázi hydroxidu hořečnatého, s hydrofobním povrchovým povlakem i bez něj. Je vhodná v případě, že vaše zpracovatelské podmínky, například u PP, přesahují teplotní rozsah materiálu ATH. Provedení a typy jsou uvedeny pod názvem ALFRIMAL® MG na stránce věnované hydroxidu hořečnatému. Obě řady vyrábíme z kontrolovaných zdrojů.
Poradenství od odborníka
Spolehlivý servis
Stačí nám poslat zprávu a v nejkratší možné době vám poskytneme odborné poradenství.
- Stačí krátká zpráva
- Okamžitá odpověď e-mailem nebo telefonicky
- Užitečná a odborná podpora
Adresa
Otto-Hahn-Straße 9-11 50997 Köln Německo
Často kladené otázky
Časté dotazy vývojářů receptur ohledně ATH a MDH
Další informace
Další stránky týkající se ATH a MDH
- Typy ALFRIMAL® na bázi hydroxidu hlinitého · Přehled typů řady ALFRIMAL®
- ALFRIMAL® MG na stránce produktu hydroxid hořečnatý · Typy a provedení řady ALFRIMAL® MG
- Kontakt na obchodní oddělení · Kontaktní formulář, kontaktní místa a kontakt na obchodní oddělení
Rádi se vám ozveme.
Poptávkový formulář