Aplicaciones de los retardantes de llama minerales
Los retardantes de llama minerales a base de hidróxido de aluminio (ATH) o hidróxido de magnesio (MDH) suelen añadirse a una fórmula en proporciones elevadas. La cantidad que puede admitir una aplicación depende de su proceso de transformación, por ejemplo, en la extrusión de un revestimiento de cable sin halógenos a base de EVA. Un recubrimiento superficial hidrófobo de ATH o MDH puede influir en la viscosidad de la masa cargada, y ello de forma diferente según el sector.
¿Por qué se añaden ATH o MDH a los plásticos?
Los retardantes de llama minerales retrasan el inicio y la propagación del fuego
Muchos plásticos tienen una estructura básica compuesta por hidrocarburos y, por ello, son fácilmente inflamables. Se les añaden ATH y MDH para que el fuego se inicie más tarde y se propague más lentamente. Un producto tratado de este modo favorece menos la propagación del fuego, y la cantidad de calor liberada y la densidad de los gases de combustión pueden reducirse. De este modo, las vías de evacuación y rescate pueden permanecer utilizables durante más tiempo.
El efecto se debe al agua que está ligada en el cristal de ambos hidróxidos y que constituye aproximadamente un tercio de su masa. Por encima de unos 200 °C, el ATH libera esta agua; el MDH, por encima de unos 300 °C. Dado que la descomposición es endotérmica, absorbe calor del fuego y el plástico se descompone térmicamente más lentamente. El vapor de agua diluye los gases inflamables y expulsa el oxígeno de la zona del incendio. Como residuo quedan óxidos metálicos que, a modo de capa protectora, impiden la entrada de calor y de oxígeno.
Los retardantes de llama minerales de Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG no contienen halógenos. Ni el ATH ni el MDH generan gases tóxicos ni corrosivos en caso de incendio. En el caso del producto final, son todos los componentes de la fórmula los que determinan si, en su conjunto, se considera libre de halógenos.
A esto se suma que el ATH y el MDH son neutros para el medio ambiente. Incluso los residuos de óxidos metálicos que quedan en el producto tras un incendio son inocuos.
El efecto se debe al agua que está ligada en el cristal de ambos hidróxidos y que constituye aproximadamente un tercio de su masa. Por encima de unos 200 °C, el ATH libera esta agua; el MDH, por encima de unos 300 °C. Dado que la descomposición es endotérmica, absorbe calor del fuego y el plástico se descompone térmicamente más lentamente. El vapor de agua diluye los gases inflamables y expulsa el oxígeno de la zona del incendio. Como residuo quedan óxidos metálicos que, a modo de capa protectora, impiden la entrada de calor y de oxígeno.
Los retardantes de llama minerales de Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG no contienen halógenos. Ni el ATH ni el MDH generan gases tóxicos ni corrosivos en caso de incendio. En el caso del producto final, son todos los componentes de la fórmula los que determinan si, en su conjunto, se considera libre de halógenos.
A esto se suma que el ATH y el MDH son neutros para el medio ambiente. Incluso los residuos de óxidos metálicos que quedan en el producto tras un incendio son inocuos.
Ámbitos de aplicación
Los ámbitos de aplicación de ATH y MDH abarcan desde el cable hasta las carcasas electrónicas
Aplicaciones típicas clasificadas por ámbito de uso
| Ámbito de aplicación | Aplicaciones típicas |
|---|---|
| Cables y conductos | Cables eléctricos y de instalación, cables de datos, cables para automoción |
| Productos de construcción | Perfiles, placas de construcción, canaletas para cables |
| Compuestos técnicos | Cajas para componentes electrónicos, aplicaciones para el sector de la automoción, artículos de elastómero |
En la extrusión de una cubierta de cable sin halógenos a base de EVA, el grado de llenado y el recubrimiento superficial del mineral, entre otros factores, influyen en la facilidad con la que se puede procesar la masa fundida con relleno. Para las mezclas de relleno y de revestimiento de cables se han previsto varios tipos de ALFRIMAL® de grano fino y ALFRIMAL® MG; la asignación se muestra en la tabla de tipos de la sección «Líneas de productos».
En productos de construcción como perfiles, placas de construcción y canaletas para cables, así como en productos técnicos como carcasas electrónicas y artículos de elastómero, el ATH y el MDH desempeñan la misma función de protección contra incendios. El efecto que tiene un recubrimiento en el procesamiento depende, entre otros factores, del proceso y de la aplicación.
En productos de construcción como perfiles, placas de construcción y canaletas para cables, así como en productos técnicos como carcasas electrónicas y artículos de elastómero, el ATH y el MDH desempeñan la misma función de protección contra incendios. El efecto que tiene un recubrimiento en el procesamiento depende, entre otros factores, del proceso y de la aplicación.
Modificación de superficies
Un recubrimiento hidrófobo puede modificar el comportamiento de flujo de las masas con alto contenido de carga.
Modificación de la superficie del ATH y el MDH y su efecto en el procesamiento
El ATH y el MDH son a la vez materiales de relleno y retardantes de llama: pueden aportar volumen a la fórmula, influir en la rigidez y la superficie y, además, desempeñan la función de protección contra incendios. Dado que su efecto depende de la cantidad utilizada, lo habitual es emplear altos grados de llenado. A medida que aumenta el grado de carga, se incrementan la viscosidad y la densidad; también aumenta la tenacidad de la masa durante el proceso de transformación. Los tipos más finos aumentan la superficie específica y acentúan el aumento de la viscosidad, mientras que las fracciones más gruesas se compactan más y facilitan la transformación, aunque reducen la calidad de la superficie. Los tipos más finos, con superficie modificada, pueden mejorar la humectación por parte del polímero y permitir mayores cargas sin alterar la procesabilidad. Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG estará encantada de asesorarle en las pruebas de las fórmulas. Junto con usted, determinaremos si para su aplicación es más adecuado un tipo recubierto o sin recubrir, y qué grado de finura resulta más adecuado.
El ATH y el MDH sin tratar tienen una superficie hidrófila que, por lo general, humecta peor los plásticos no polares. Un recubrimiento hidrófobo puede mejorar la humectación y la dispersabilidad en el plástico, lo que permite aumentar la carga en la fórmula. El grado en que esto se refleja en la viscosidad depende, entre otras cosas, de la aplicación.
El ATH y el MDH sin tratar tienen una superficie hidrófila que, por lo general, humecta peor los plásticos no polares. Un recubrimiento hidrófobo puede mejorar la humectación y la dispersabilidad en el plástico, lo que permite aumentar la carga en la fórmula. El grado en que esto se refleja en la viscosidad depende, entre otras cosas, de la aplicación.
| Parámetro reológico | ATH o MDH no tratados | ATH o MDH hidrofugado |
|---|---|---|
| Interacción entre las partículas | fuerte atracción entre las partículas a través de puentes de hidrógeno | obstáculo estérico, baja aglomeración |
| Viscosidad con un alto grado de llenado | muy alta, de viscosidad estructurada a pastosa | flujo moderado y controlable, desde casi newtoniano hasta ligeramente viscoso por estructura |
| Límite de elasticidad | marcado; para que fluya se necesitan fuerzas de cizallamiento elevadas | escaso o inexistente |
| Nivel máximo de llenado | baja; la concentración crítica de volumen de pigmento se alcanza rápidamente | más alto |
La tabla muestra tendencias. La claridad con la que se manifiestan depende, entre otras cosas, de su aplicación y de la fórmula.
En la extrusión de EVA, PE y PP
En termoplásticos como el EVA, el PE y el PP, el recubrimiento puede reducir la viscosidad del material fundido. En la extrusión de una cubierta de cable sin halógenos a base de EVA, esto puede reducir la presión en la boquilla y contrarrestar la rotura de la masa fundida, que se manifiesta como «piel de tiburón» en la superficie de la cubierta. Al mismo tiempo, permite alcanzar mayores rendimientos a temperaturas de procesamiento más bajas.
En pinturas y barnices
En el caso de las pinturas y barnices, el recubrimiento puede contrarrestar la formación de estructuras muy tixotrópicas. Con ATH o MDH hidrofobizados se pueden ajustar sistemas de alto contenido en sólidos que, a pesar de su elevado contenido en carga, pueden seguir siendo aptos para la aplicación con pistola, rodillo y brocha. Además, puede mejorar la estabilidad frente a la sedimentación en el envase.
En materiales aislantes de espuma de poliuretano
En el caso de las espumas de poliuretano, el relleno se suspende en componentes reactivos líquidos, como los polioles, y debe distribuirse de forma homogénea en ellos. Si la viscosidad de la suspensión se mantiene baja, esta se puede dosificar de forma finamente dispersa en el cabezal mezclador. Esto puede contribuir a una estructura celular uniforme y a unas propiedades aislantes constantes de la espuma final.
En selladores pastosos
Los selladores pastosos pueden alcanzar una viscosidad inicial controlable mediante la funcionalización de la superficie mineral. De este modo, los aditivos reológicos pueden dosificarse con mayor precisión, lo que permite ajustar la estabilidad en las juntas de la construcción o la automoción independientemente del retardante de llama.
En adhesivos estructurales y termofusibles
En los adhesivos estructurales y termofusibles, el recubrimiento puede evitar que se produzcan obstrucciones prematuras durante la unión. Si se mantiene el comportamiento viscoelástico, es posible conseguir espacios de adhesión finos y sin aglomeraciones, así como altas fuerzas de adhesión.
Solicitar recomendaciones técnicas sobre el producto
Indíquenos cuál es su aplicación: analizaremos cuál es la calidad y la gama de productos más adecuadas de nuestro catálogo y le ayudaremos en el proceso de selección de muestras iniciales.
Selección
El producto del sistema de destino indica qué tipo se adapta a su aplicación.
Resumen de la selección de modelos con y sin recubrimiento
La elección entre ATH y MDH como base adecuada depende, entre otros factores, de la ventana de proceso, del grado de llenado alcanzable y de los requisitos ópticos y mecánicos del producto. En la página dedicada a las diferencias entre ATH y MDH encontrará una comparación de ambos materiales y los criterios para elegir la base del principio activo. El retardante de llama aporta el principio activo, pero el comportamiento frente al fuego solo se determina en interacción con la matriz, el grado de llenado y la geometría del producto. Por ello, la evaluación se realiza sobre el producto en el sistema de destino. En el caso del revestimiento de cables a base de EVA, solo la prueba con su mezcla revelará si un tipo recubierto facilita la extrusión y supera el ensayo de protección contra incendios exigido.
Líneas de productos
En ambas líneas de ALFRIMAL® hay modelos recubiertos
Correspondencia entre la base del principio activo y el acabado de la superficie
ALFRIMAL® es nuestra gama a base de hidróxido de aluminio. Dentro de esta gama varía, entre otras cosas, el tratamiento superficial. Entre los tipos recubiertos se encuentra el ALFRIMAL® 549 XS HS, con un recubrimiento hidrófobo especial. Este ATH de color blanco intenso y sin halógenos puede reducir la viscosidad y está destinado a superficies de materiales minerales resistentes a los medios.
ALFRIMAL® MG se basa en hidróxido de magnesio y está disponible con y sin recubrimiento superficial hidrófobo. Esta línea es adecuada para temperaturas de procesamiento en las que el ATH ya desprendería agua. Los tipos y granulometrías se indican en la ficha de producto de ALFRIMAL® MG con y sin recubrimiento.
ALFRIMAL® MG se basa en hidróxido de magnesio y está disponible con y sin recubrimiento superficial hidrófobo. Esta línea es adecuada para temperaturas de procesamiento en las que el ATH ya desprendería agua. Los tipos y granulometrías se indican en la ficha de producto de ALFRIMAL® MG con y sin recubrimiento.
Resumen de los modelos ALFRIMAL®
| Grupo de tipos | Tipos | Tamaño medio de grano d₅₀ | Grado de blancura Ry | Ámbitos de aplicación previstos |
|---|---|---|---|---|
| ALFRIMAL® Finest | 104, 105, 106 | 4 µm, 3 µm, 2 µm | 97, 97, 98 | Mezclas de relleno y de revestimiento para cables, artículos de caucho, espumas elastoméricas y «Solid Surface», junto con otros tipos de ATH |
| ALFRIMAL® 104 HS, 106 HS | 104 HS, 106 HS | 4 µm, 2 µm | blanco, sin indicación de Ry | Mezclas de relleno y mezclas especiales para revestimientos de cables, artículos de caucho, espumas elastoméricas y termosudos |
| ALFRIMAL® 506 P, 509 P | 506 P, 509 P | 1,4 µm, 1,3 µm | 98, 97 | Mezclas de relleno y de revestimiento para cables, artículos de caucho y espumas elastoméricas |
| ALFRIMAL® 440 S a 449 S | 440 S, 443, 444 S, 446, 447 S, 448, 449, 449 S | De 6 a 18 µm | Del 94 al 97 | Plásticos, caucho, resinas para espumas, aislantes, selladores y recubrimientos, pinturas y barnices, señalización de suelos y carreteras, resinas para instalación empotrada |
| ALFRIMAL® XS | 547 XS, 549 XS, 549 XS HS | 15 µm, 20 µm, 20 µm | 97, 96, 96 | Solid Surface para revestimientos de paredes, estanterías, encimeras, revestimientos de radiadores y alféizares de ventanas |
| ALFRIMAL® MG | MG 2, MG-H 2, MG 4, MG-H 4, MG 8 | 2 µm, 2 µm, 4 µm, 4 µm, 8 µm | 94, 94, 93, 93, 95 | Mezclas para revestimientos de cables, elastómeros y TPE, plásticos aislantes para productos blancos, membranas para cubiertas |
El valor d₅₀ y el grado de blancura son valores medios sin carácter vinculante; los ámbitos de aplicación no son exhaustivos.
Encontrará otros tipos de ATH, como ALFRIMAL® 501 X, 802 y 849 S, en la página de productos «Retardantes de llama de hidróxido de aluminio», y los tipos MDH, en la página de productos «Retardantes de llama de hidróxido de magnesio». La tabla por sí sola no permite determinar qué tipo es el adecuado para su fórmula, ya que cada fórmula es diferente.
Asesoramiento técnico
Le acompañamos en los ensayos de ATH y MDH en su fórmula
Asesoramiento técnico y muestras para sus pruebas
Durante la consulta técnica, descríbanos a grandes rasgos la matriz, el proceso de fabricación y los requisitos deseados. A partir de ahí, delimitaremos conjuntamente los tipos más adecuados y le proporcionaremos muestras para que realice sus propias pruebas. En el caso de un revestimiento de cable a base de EVA, estos datos incluyen, entre otros, el relleno utilizado hasta ahora, las temperaturas en la extrusora y el ensayo de protección contra incendios requerido. Además de nuestros tipos, también se pueden considerar soluciones a medida. Las pruebas con su fórmula se llevan a cabo en su laboratorio, en coordinación con el nuestro, donde analizamos nosotros mismos los tipos.
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