Retardantes de llama a base de ATH y MDH
Los retardantes de llama a base de hidróxido de aluminio (ATH) e hidróxido de magnesio (MDH) liberan agua ligada en la estructura cristalina cuando se calientan, y la temperatura a la que esto comienza es lo que distingue a ambas sustancias. Por eso, lo primero que hay que plantearse a la hora de elegir es qué temperatura alcanza su proceso de transformación. Si el proceso alcanza temperaturas —como en el caso del PP— a las que el ATH ya liberaría agua, se puede considerar el uso de MDH.
Clasificación
Clasificar el ATH o el MDH como retardantes de llama
Hidróxido de aluminio e hidróxido de magnesio en la gama de productos de Alpha Calcit
Los retardantes de llama de Alpha Calcit se basan en dos hidróxidos minerales: el hidróxido de aluminio, de fórmula Al(OH)₃, y el hidróxido de magnesio, de fórmula Mg(OH)₂. Las abreviaturas ATH y MDH se derivan de las denominaciones «trihidróxido de aluminio» y «dihidróxido de magnesio», respectivamente. Bajo la marca ALFRIMAL® comercializamos el ATH, y bajo ALFRIMAL® MG, el MDH. Ambos principios activos actúan de forma física, liberando agua en cuanto el material supera una temperatura determinada.
El hidróxido de aluminio y el hidróxido de magnesio de Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG no contienen halógenos. Además de su función de protección contra incendios, el ATH y el MDH pueden aportar volumen a la fórmula como cargas e influir en la rigidez y la superficie. Disponemos de ambas líneas en varios grados de finura y acabados superficiales.
El hidróxido de aluminio y el hidróxido de magnesio de Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG no contienen halógenos. Además de su función de protección contra incendios, el ATH y el MDH pueden aportar volumen a la fórmula como cargas e influir en la rigidez y la superficie. Disponemos de ambas líneas en varios grados de finura y acabados superficiales.
Mecanismo de acción
¿A qué temperatura liberan agua el ATH y el MDH en caso de incendio?
Tres fases de la evolución del incendio a dos temperaturas de descomposición diferentes
Ambos hidróxidos contienen agua en su red cristalina, aproximadamente un tercio de su masa en cada caso. El hidróxido de aluminio comienza a liberar esta agua a partir de unos 200 °C; el hidróxido de magnesio la retiene hasta unos 300 °C y no la libera hasta alcanzar esa temperatura. El momento en que se libera el agua ligada a la estructura cristalina viene determinado por el intervalo de temperaturas en el que se encuentra el material. ALFRIMAL® y ALFRIMAL® MG tienen un intervalo de descomposición reducido, por lo que liberan su agua dentro de un estrecho rango de temperaturas.
El desarrollo de un incendio se puede dividir en tres fases. Los procesos físicos que tienen lugar en ellas se producen independientemente de la aplicación en la que se utilice el ATH o el MDH.
Calentamiento hasta la temperatura de descomposición
Mientras la temperatura del material se mantenga por debajo de la temperatura de descomposición del hidróxido correspondiente, el agua permanecerá ligada al cristal. Este mismo umbral ya se aplica durante la fabricación de su producto. En el procesamiento del PP, por ejemplo, el ATH ya perdería agua antes de que el producto estuviera terminado; en el caso del MDH, el umbral es más alto.
Descomposición con liberación de agua
Si el fuego supera la temperatura de descomposición, el hidróxido libera su agua. Esta descomposición consume energía, lo que resta calor al fuego y ralentiza la descomposición térmica. El vapor de agua resultante reduce la concentración de gases combustibles y desplaza el oxígeno de la zona del incendio.
Los residuos de óxido como barrera
Tras la evaporación del agua, quedan óxidos metálicos. Estos forman una capa en la superficie que impide la penetración del calor en el material subyacente y el acceso del oxígeno.
Comparación de tejidos
En qué se diferencia el hidróxido de aluminio del hidróxido de magnesio
Propiedades demostradas de ambas bases de principios activos, línea por línea
| Característica | Hidróxido de aluminio (ATH) | Hidróxido de magnesio (MDH) |
|---|---|---|
| Fórmula química | Al(OH)₃ | Mg(OH)₂ |
| Marca de Alpha Calcit | ALFRIMAL® | ALFRIMAL® MG |
| Inicio del suministro de agua | a partir de unos 200 °C | a partir de unos 300 °C |
| Agua ligada | aproximadamente un tercio de la masa | aproximadamente un tercio de la masa |
| Estabilidad térmica | hasta unos 200 °C | más alto que en ATH |
| Carácter superficial | anfótero | alcalino |
| Viscosidad y comportamiento de flujo | dependiendo de la fórmula y el uso | dependiendo de la fórmula y el uso |
| Gases de combustión y humo | sin halógenos, no se generan gases tóxicos | sin halógenos, no se generan gases tóxicos |
| Tamaño medio de grano d₅₀ | De 1,3 a 20 µm, según el tipo | De 2 a 8 µm, según el tipo |
| Grado de blancura Ry | De 94 a 98, según el modelo | De 93 a 95, según el modelo |
| Modelos | Tipos con diferentes tamaños de grano y tratamientos superficiales, entre ellos dos tipos precipitados | con y sin recubrimiento hidrófobo y con diferentes tamaños de grano |
El valor d₅₀ y el grado de blancura son valores medios sin carácter vinculante.
A la hora de elegir entre ambos materiales, el punto de partida suele ser la línea de liberación de agua, ya que indica si el retardante de llama resiste las temperaturas de su proceso de transformación. En el caso del procesamiento de PP, por ejemplo, esto favorece al MDH. A continuación, las características de la superficie pueden influir en cómo actúan los aditivos en su fórmula y cómo se ajustan la viscosidad y el comportamiento de flujo; esto solo se comprueba mediante ensayos con sus materias primas.
Comparación entre los tipos de ALFRIMAL® talados, recubiertos y sin recubrir
| ejecución | Tipos | Tamaño medio de grano d₅₀ | Grado de blancura Ry | Características |
|---|---|---|---|---|
| me gusta | ALFRIMAL® 506 P, 509 P | 1,4 µm o 1,3 µm | 98 y 97, respectivamente | De grano muy fino; ignífugo y reduce la emisión de humo, sin alterar el color, la superficie ni el tacto del producto |
| sin recubrimiento, muy fino | ALFRIMAL® 104, 105, 106 | 4 µm, 3 µm, 2 µm | 97, 97, 98 | Alternativa al ATH finamente triturado; amplio abanico de aplicaciones |
| con tratamiento superficial hidrófobo | ALFRIMAL® 104 HS, 106 HS | 4 µm o 2 µm | blanco, sin indicación de Ry | Superficie hidrófuga; para formulaciones en las que se requieren interacciones hidrofóbicas con la matriz |
Las tres versiones están destinadas a mezclas de cables, artículos de caucho y espumas de elastómero. De entre ellas, los tipos precipitados son los que presentan el tamaño medio de grano más pequeño. Los tipos con tratamiento superficial pueden resultar adecuados cuando se desea mejorar la humectabilidad del mineral en una fórmula más bien no polar. En Solid Surface, los tipos sin recubrimiento y de grano muy fino también pueden utilizarse junto con otros tipos de ATH. Para determinar qué variante se adapta mejor a su mezcla, se recomienda realizar una prueba conjunta con muestras.
Uso
Cuándo es recomendable utilizar retardantes de llama sin halógenos con ATH o MDH
La aplicación y la clase de protección contra incendios prevista como punto de partida
Que su producto necesite un retardante de llama mineral sin halógenos o que baste con un relleno mineral depende, entre otras cosas, de la aplicación y de la clase de protección contra incendios que desee alcanzar. Las distintas aplicaciones se comportan de forma diferente en caso de incendio y, en determinadas circunstancias, también pueden estar sujetas a diferentes clases de protección contra incendios; por ejemplo, un plástico arde más fácilmente que un enlucido. Para alcanzar clases de protección contra incendios más elevadas, se deben incorporar a la fórmula retardantes de llama como el ATH o el MDH.
En una consulta técnica se puede aclarar si una solución a medida también es adecuada para su aplicación.
Ventajas de ATH y MDH en materia de protección contra incendios
Una de las ventajas del ATH y el MDH es su composición libre de halógenos. En caso de incendio, el propio retardante de llama no libera hidrogenos halogenados. En caso de incendio, no se generan gases tóxicos ni corrosivos.
Además, ambos materiales pueden reducir considerablemente la generación de humo. El ATH y el MDH son respetuosos con el medio ambiente, y la capa de óxido que queda tras un incendio tampoco supone ningún riesgo.
Qué significa el nivel de llenado para tu receta
El efecto de ambos hidróxidos depende de la cantidad utilizada, por lo que lo habitual es emplear altos grados de llenado. El grado de llenado que debe tener su fórmula depende, entre otras cosas, de la aplicación, del resultado exigido en la prueba de protección contra incendios, de la facilidad de procesamiento deseada y de las propiedades superficiales que deba tener su producto final. No indicamos un rango general de grado de llenado, ya que el grado de llenado posible depende de su fórmula. A medida que aumenta el grado de llenado, la viscosidad y la densidad también aumentan, y la masa se vuelve más viscosa durante el procesamiento. Por lo tanto, solo las pruebas con muestras, que coordinaremos con usted, mostrarán cómo afecta un mayor porcentaje a su proceso.
Situaciones en las que resulta lógico utilizar ATH
Si su proceso se mantiene por debajo del intervalo de temperaturas en el que el hidróxido de aluminio libera su agua, el ATH está disponible como base activa. Se utiliza principalmente en la industria del cable, del caucho y de los termoplásticos. El ATH puede actuar como retardante de llama sin alterar el color, la superficie ni el tacto del producto. Dentro de la gama ALFRIMAL®, los tipos muy finos están destinados principalmente a mezclas para cables, mientras que los más gruesos se utilizan, entre otros, para resinas, pinturas, recubrimientos y materiales minerales. Los tipos ALFRIMAL® actúan independientemente del valor del pH. Analizaremos conjuntamente con usted, mediante ensayos, cómo interactúa el ATH con los aditivos de su fórmula.
Situaciones en las que resulta lógico recurrir a MDH
El procesamiento del PP es el ejemplo típico de MDH, ya que el ATH ya liberaría agua en ese caso, mientras que el ALFRIMAL® MG no libera agua hasta alcanzar aproximadamente los 300 °C. ALFRIMAL® MG está indicado, entre otras cosas, para mezclas de revestimiento de cables, elastómeros y TPE, plásticos aislantes para productos blancos y membranas para tejados. Analizaremos su aplicación para determinar si es más adecuado un producto con o sin recubrimiento hidrófobo.
Selección
Criterios para elegir entre ATH y MDH
Parámetros que limitan su preselección
Un retardante de llama cuya descomposición por hidrólisis comience por debajo de la temperatura de procesamiento pierde su eficacia antes de que el producto esté terminado. Esto también puede provocar desechos o una superficie defectuosa durante el proceso de transformación. Por lo tanto, compruebe primero qué temperatura alcanza su proceso en la mezcladora o la extrusora; para el procesamiento de PP, por ejemplo, esta comprobación conduce a MDH. Las demás filas de la tabla delimitan qué tipo, dentro de la base de sustancias activas seleccionada, podría adaptarse a su fórmula.
| Parameter | Importancia técnica | Consecuencias para la selección |
|---|---|---|
| Temperatura de trabajo del proceso | Por encima de la temperatura de descomposición, la deshidratación comienza ya en la mezcladora o en la extrusora. | Determina la preselección entre ATH y MDH |
| Composición de los principios activos | Determina a partir de qué temperatura se libera el agua | Punto de fusión (ATH) a partir de unos 200 °C, punto de destilación (MDH) a partir de unos 300 °C |
| Carácter superficial | ATH anfótero, MDH básico; influye en la interacción con los aditivos | Incluir los aditivos de la fórmula en la preselección |
| Distribución granulométrica | Influye, entre otras cosas, en la dispersión, la calidad de la superficie y el grado de llenado que se puede alcanzar | Los tipos de grano más fino permiten obtener superficies más homogéneas con un mayor aumento de la viscosidad, mientras que los de grano más grueso permiten una mayor carga. |
| Tratamiento de superficies | Las superficies sin tratar son hidrófilas, mientras que las recubiertas son hidrófobas. | Un recubrimiento hidrófobo puede mejorar la dispersabilidad y permitir un mayor contenido de relleno; el efecto depende de la aplicación. |
| Nivel de llenado | El efecto mineral depende de la cantidad y del grado de llenado de la fórmula o aplicación en cuestión. | El espesor depende, entre otras cosas, de la aplicación, los resultados de los ensayos, la facilidad de aplicación y el acabado de la superficie. |
| Aglutinantes y otros componentes de la fórmula | Influir en cuándo y cómo actúa el retardante de llama en el producto final | Evaluación de la colaboración entre su laboratorio y el laboratorio de Alpha Calcit |
Esta lista no es exhaustiva; existen otros factores que dependen de la fórmula y del uso que se le dé.
Recubrimiento hidrófobo: el ejemplo de Solid Surface
Solid Surface, es decir, los materiales minerales utilizados para encimeras, revestimientos de paredes, estanterías o alféizares, demuestra lo que puede lograr un recubrimiento hidrófobo del ATH. Un recubrimiento especial puede reducir la viscosidad de la masa de resina cargada y contribuir a obtener superficies resistentes a los agentes externos y repelentes a la suciedad. Además, dado que también puede mejorar la dispersabilidad, en determinadas circunstancias es posible aumentar el contenido de carga de la masa. No es posible dar una respuesta general sobre qué tipo y qué grado de finura son adecuados, ya que cada fórmula es diferente.
Asesoramiento técnico
La elección entre ATH y MDH en el asesoramiento técnico
Qué datos necesitamos para la preselección
Para ofrecerle asesoramiento técnico, necesitamos, entre otros datos, información sobre su aplicación, una descripción aproximada del proceso de fabricación en el que se alcanza la temperatura más alta, el material de relleno utilizado hasta ahora, la prueba de protección contra incendios requerida y sus requisitos en cuanto a color, superficie y densidad. Con estos datos, determinaremos junto con usted la base de la sustancia activa y elaboraremos una selección personalizada de los tipos de ALFRIMAL® adecuados, o bien valoraremos si es conveniente una solución adaptada a su aplicación. Para ello, le enviaremos muestras para que las pruebe en su propia fórmula. Si resulta conveniente para su aplicación, prepararemos las muestras de tal forma que pueda comparar una versión recubierta y otra sin recubrir.
Contacto: Departamento de Ventas · Teléfono +49 2236 8914-0 · Correo electrónico sales@alpha-calcit.de
Líneas de productos
ALFRIMAL® para ATH, ALFRIMAL® MG para MDH
¿Qué línea corresponde a cada base de principio activo?
ALFRIMAL® engloba nuestros retardantes de llama a base de hidróxido de aluminio. Los distintos tipos se diferencian, entre otras cosas, por el tamaño de grano y el tratamiento superficial. Entre los tipos de grano más grueso se encuentran aquellos con una distribución optimizada del tamaño de grano, que pueden permitir altos grados de carga y una mejor procesabilidad en sistemas altamente cargados. Encontrará la descripción general en «Tipos de ALFRIMAL® a base de hidróxido de aluminio».
ALFRIMAL® MG es la gama a base de hidróxido de magnesio, con o sin recubrimiento superficial hidrófobo. Es una opción adecuada cuando su proceso de transformación, como por ejemplo en el caso del PP, supera el rango de temperaturas del ATH. Las variantes y los tipos se pueden consultar en la sección ALFRIMAL® MG de la página del producto «Hidróxido de magnesio». Ambas líneas las elaboramos a partir de fuentes controladas.
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Páginas relacionadas con ATH y MDH
- Tipos de ALFRIMAL® a base de hidróxido de aluminio · Resumen de tipos de la gama ALFRIMAL®
- ALFRIMAL® MG en la página del producto «Hidróxido de magnesio» · Tipos y versiones de la línea ALFRIMAL® MG
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