Aplicação de retardadores de chama minerais
Os retardadores de chama minerais à base de hidróxido de alumínio (ATH) ou hidróxido de magnésio (MDH) são normalmente adicionados a uma fórmula em proporções elevadas. A quantidade que uma aplicação suporta depende do seu processo de transformação, por exemplo, na extrusão de um revestimento de cabo isento de halogéneos à base de EVA. Um revestimento superficial hidrofóbico de ATH ou MDH pode influenciar a viscosidade da massa carregada, e isso de formas diferentes, dependendo do setor.
Por que razão se adiciona ATH ou MDH aos plásticos
Os retardadores de chama minerais retardam o início e a propagação do fogo
Muitos plásticos têm como base uma estrutura de hidrocarbonetos e, por isso, inflamam-se facilmente. O ATH e o MDH são-lhes adicionados para que o incêndio demore mais tempo a deflagrar e se propague mais lentamente. Um produto assim tratado contribui menos para a propagação de um incêndio, podendo reduzir a quantidade de calor libertada e a densidade dos gases de combustão. As vias de evacuação e de salvamento podem, assim, permanecer utilizáveis por mais tempo.
O efeito deve-se à água que está ligada no cristal de ambos os hidróxidos e que representa cerca de um terço da sua massa. Acima de cerca de 200 °C, o ATH liberta essa água; o MDH, acima de cerca de 300 °C. Como a decomposição é endotérmica, retira calor ao incêndio, e o plástico decompõe-se termicamente mais lentamente. O vapor de água dilui os gases inflamáveis e afasta o oxigénio da zona do incêndio. Como resíduo, permanecem óxidos metálicos que, na qualidade de camada protetora, impedem a entrada de calor e de oxigénio.
Os retardadores de chama minerais da Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG são todos isentos de halogéneos. Em caso de incêndio, nem o ATH nem o MDH produzem gases tóxicos ou corrosivos. No produto final, são todos os componentes da fórmula que determinam se este é, no seu conjunto, considerado isento de halogéneos.
Além disso, o ATH e o MDH são neutros do ponto de vista ambiental. Até mesmo os resíduos de óxidos metálicos que permanecem no produto após um incêndio são inofensivos.
O efeito deve-se à água que está ligada no cristal de ambos os hidróxidos e que representa cerca de um terço da sua massa. Acima de cerca de 200 °C, o ATH liberta essa água; o MDH, acima de cerca de 300 °C. Como a decomposição é endotérmica, retira calor ao incêndio, e o plástico decompõe-se termicamente mais lentamente. O vapor de água dilui os gases inflamáveis e afasta o oxigénio da zona do incêndio. Como resíduo, permanecem óxidos metálicos que, na qualidade de camada protetora, impedem a entrada de calor e de oxigénio.
Os retardadores de chama minerais da Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG são todos isentos de halogéneos. Em caso de incêndio, nem o ATH nem o MDH produzem gases tóxicos ou corrosivos. No produto final, são todos os componentes da fórmula que determinam se este é, no seu conjunto, considerado isento de halogéneos.
Além disso, o ATH e o MDH são neutros do ponto de vista ambiental. Até mesmo os resíduos de óxidos metálicos que permanecem no produto após um incêndio são inofensivos.
Áreas de aplicação
As áreas de aplicação do ATH e do MDH vão desde os cabos até às caixas de componentes eletrónicos
Aplicações típicas ordenadas por área de utilização
| Área de aplicação | Aplicações típicas |
|---|---|
| Cabos e fios | Cabos de energia e de instalação, cabos de dados, cabos para o setor automóvel |
| Produtos de construção | Perfis, placas de construção, canaletas para cabos |
| Compostos técnicos | Caixas para componentes eletrónicos, aplicações automóveis, artigos de elastómero |
Na extrusão de um revestimento de cabo sem halogéneos à base de EVA, o grau de enchimento e o revestimento superficial do mineral, entre outros fatores, influenciam a forma como a massa fundida com enchimento pode ser processada. Para misturas de enchimento e revestimento de cabos, estão previstos vários tipos finos de ALFRIMAL® e ALFRIMAL® MG; a correspondência é apresentada na tabela de tipos, na secção «Linhas de produtos».
Em produtos de construção, como perfis, placas de construção e canais para cabos, e em produtos técnicos, como caixas eletrónicas e artigos de elastómero, o ATH e o MDH desempenham a mesma função de proteção contra incêndios. A forma como um revestimento afeta o processamento nestes casos depende, entre outros fatores, do processo e da aplicação.
Em produtos de construção, como perfis, placas de construção e canais para cabos, e em produtos técnicos, como caixas eletrónicas e artigos de elastómero, o ATH e o MDH desempenham a mesma função de proteção contra incêndios. A forma como um revestimento afeta o processamento nestes casos depende, entre outros fatores, do processo e da aplicação.
Modificação de superfícies
Um revestimento hidrofóbico pode alterar o comportamento de escoamento de massas com elevado teor de enchimento
Modificação da superfície do ATH e do MDH e o seu efeito no processamento
O ATH e o MDH são simultaneamente cargas e retardadores de chamas: podem aumentar o volume da fórmula, influenciar a rigidez e a superfície e, além disso, desempenham a função de proteção contra incêndios. Uma vez que o seu efeito depende da quantidade utilizada, os elevados graus de enchimento são a regra. À medida que o grau de enchimento aumenta, a viscosidade e a densidade também aumentam; a tenacidade da massa no processo de transformação também se acentua. Os tipos mais finos aumentam a área superficial específica e intensificam o aumento da viscosidade, enquanto as frações mais grossas aglomeram-se de forma mais compacta e facilitam a transformação, mas reduzem a qualidade da superfície. Os tipos mais finos, com superfície modificada, podem melhorar a humectação pelo polímero e permitir cargas mais elevadas com a mesma facilidade de processamento. A Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG terá todo o prazer em aconselhá-lo na realização de testes nas formulações. Em conjunto consigo, esclareceremos se, para a sua aplicação, é mais adequado um tipo revestido ou não revestido e qual a granulometria mais indicada.
O ATH e o MDH não tratados possuem uma superfície hidrofílica, que, em regra, molha menos bem os plásticos apolares. Um revestimento hidrofóbico pode melhorar a humedecimento e a dispersibilidade no plástico, permitindo assim uma maior concentração na fórmula. A medida em que isso se reflete na viscosidade depende, entre outros fatores, da aplicação.
O ATH e o MDH não tratados possuem uma superfície hidrofílica, que, em regra, molha menos bem os plásticos apolares. Um revestimento hidrofóbico pode melhorar a humedecimento e a dispersibilidade no plástico, permitindo assim uma maior concentração na fórmula. A medida em que isso se reflete na viscosidade depende, entre outros fatores, da aplicação.
| Parâmetro reológico | ATH ou MDH não tratados | ATH ou MDH hidrofobizado |
|---|---|---|
| Interação entre as partículas | forte atração entre as partículas através de pontes de hidrogénio | impedimento estérico, baixa aglomeração |
| Viscosidade com elevado grau de enchimento | muito elevada, de viscosidade estrutural a pastosa | fluxo moderado e controlável, de caráter quase newtoniano a ligeiramente viscoso estrutural |
| Limite de escoamento | pronunciado; para que o material flua, são necessárias forças de cisalhamento elevadas | baixo a inexistente |
| Nível máximo de enchimento | baixa; a concentração crítica de volume de pigmento é rapidamente atingida | mais alto |
A tabela mostra tendências. A sua intensidade depende, entre outros fatores, da sua aplicação e da sua fórmula.
Na extrusão de EVA, PE e PP
Em termoplásticos como o EVA, o PE e o PP, o revestimento pode reduzir a viscosidade do material fundido. Na extrusão de um revestimento de cabo isento de halogéneos à base de EVA, isso pode reduzir a pressão na bocal e contrariar a quebra da massa fundida, que se manifesta como «pele de tubarão» na superfície do revestimento. Ao mesmo tempo, torna-se possível atingir rendimentos mais elevados a temperaturas de processamento mais baixas.
Tintas e vernizes
No caso das tintas e vernizes, o revestimento pode impedir a formação de estruturas fortemente tixotrópicas. Com ATH ou MDH hidrofobizados, é possível ajustar sistemas de alto teor de sólidos que, apesar do elevado teor de carga, continuam a poder ser aplicados por pulverização, rolo ou pincel. Além disso, a estabilidade contra a sedimentação no recipiente pode melhorar.
Em materiais isolantes de espuma de poliuretano
No caso das espumas de poliuretano, o enchimento é suspenso em componentes reativos líquidos, como os polióis, e deve estar ali distribuído de forma homogénea. Se a viscosidade da suspensão se mantiver baixa, esta pode ser dosada de forma finamente distribuída na cabeça de mistura. Isto pode contribuir para uma estrutura celular uniforme e para propriedades de isolamento constantes da espuma final.
Em selantes pastosos
Os selantes pastosos podem adquirir uma viscosidade inicial controlável através da funcionalização da superfície mineral. Os aditivos reológicos podem então ser dosados com maior precisão, permitindo ajustar a estabilidade nas juntas de construção ou automóveis independentemente do retardador de chamas.
Em adesivos estruturais e termofusíveis
Nos adesivos estruturais e termofusíveis, o revestimento pode impedir o bloqueio prematuro durante a união. Se o comportamento viscoelástico de escoamento for mantido, é possível obter fendas de colagem finas e sem aglomerados, bem como elevadas forças de adesão.
Solicitar recomendação técnica do produto
Indique-nos a sua aplicação — iremos analisar a qualidade e a família de produtos adequadas do nosso portfólio e acompanhá-lo na fase de amostragem inicial.
Seleção
O produto no sistema de destino indica qual o tipo adequado para a sua aplicação
Resumo da seleção para modelos revestidos e não revestidos
A escolha entre o ATH e o MDH como base adequada depende, entre outros fatores, da janela de processo, do grau de enchimento alcançável e dos requisitos óticos e mecânicos do produto. A comparação entre ambos os materiais e os critérios para a escolha da base ativa encontram-se na página sobre a diferença entre ATH e MDH. O retardador de chamas fornece o princípio ativo, mas o comportamento ao fogo só se manifesta na interação com a matriz, o grau de enchimento e a geometria do produto. Por isso, a avaliação é feita no produto no sistema de destino. No caso do revestimento de cabos à base de EVA, só o ensaio com a sua mistura revelará se um tipo revestido facilita a extrusão e cumpre os requisitos do ensaio de proteção contra incêndios exigido.
Linhas de produtos
Existem modelos revestidos em ambas as linhas ALFRIMAL®
Correspondência entre a base do princípio ativo e o acabamento da superfície
ALFRIMAL® é a nossa linha à base de hidróxido de alumínio. Dentro desta linha, varia, entre outros aspetos, o tratamento de superfície. Entre os tipos revestidos encontra-se o ALFRIMAL® 549 XS HS, com um revestimento especial hidrofóbico. Este ATH de brancura intensa e isento de halogéneos pode reduzir a viscosidade e destina-se a superfícies de materiais minerais resistentes aos meios.
O ALFRIMAL® MG tem como base o hidróxido de magnésio e está disponível com ou sem revestimento superficial hidrofóbico. Esta linha é indicada para temperaturas de processamento nas quais o ATH já teria começado a libertar água. Os tipos e granulometrias encontram-se na página do produto ALFRIMAL® MG, com e sem revestimento.
O ALFRIMAL® MG tem como base o hidróxido de magnésio e está disponível com ou sem revestimento superficial hidrofóbico. Esta linha é indicada para temperaturas de processamento nas quais o ATH já teria começado a libertar água. Os tipos e granulometrias encontram-se na página do produto ALFRIMAL® MG, com e sem revestimento.
Visão geral dos modelos ALFRIMAL®
| Grupo de tipos | Tipos | Granulometria média d₅₀ | Índice de brancura Ry | Áreas de aplicação previstas |
|---|---|---|---|---|
| ALFRIMAL® Finest | 104, 105, 106 | 4 µm, 3 µm, 2 µm | 97, 97, 98 | Misturas de enchimento e revestimento para cabos, artigos de borracha, espumas de elastómero e «Solid Surface», em combinação com outros tipos de ATH |
| ALFRIMAL® 104 HS, 106 HS | 104 HS, 106 HS | 4 µm, 2 µm | branco, sem indicação de Ry | Misturas de enchimento e misturas especiais para revestimentos de cabos, artigos de borracha, espumas de elastómeros e termofixos |
| ALFRIMAL® 506 P, 509 P | 506 P, 509 P | 1,4 µm, 1,3 µm | 98, 97 | Misturas de enchimento e revestimento para cabos, artigos de borracha e espumas elastoméricas |
| ALFRIMAL® 440 S a 449 S | 440 S, 443, 444 S, 446, 447 S, 448, 449, 449 S | 6 a 18 µm | 94 a 97 | Plásticos, borracha, resinas para espumas, isolamentos, vedantes e revestimentos, tintas e vernizes, marcações para pavimentos e estradas, resinas UP |
| ALFRIMAL® XS | 547 XS, 549 XS, 549 XS HS | 15 µm, 20 µm, 20 µm | 97, 96, 96 | Solid Surface para revestimentos de paredes, prateleiras, bancadas, revestimentos de radiadores e peitoris de janelas |
| 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 | Misturas para revestimentos de cabos, elastómeros e TPE, plásticos isolantes para produtos brancos, membranas para telhados |
O d₅₀ e o grau de brancura são valores médios sem carácter vinculativo; as áreas de aplicação não são exaustivas.
Pode encontrar outros tipos de ATH, como o ALFRIMAL® 501 X, 802 e 849 S, na página do produto «Retardadores de chama à base de hidróxido de alumínio», e os tipos MDH na página do produto «Retardadores de chama à base de hidróxido de magnésio». A tabela, por si só, não permite determinar qual o tipo adequado para a sua fórmula, uma vez que cada fórmula é diferente.
Aconselhamento técnico
Acompanhamos os testes de ATH e MDH na sua fórmula
Aconselhamento técnico e amostras para os seus ensaios
Durante a consulta técnica, descreva-nos, em linhas gerais, a matriz, os processos de transformação e os requisitos pretendidos. Em conjunto, iremos então restringir os tipos em consideração e disponibilizar amostras para os seus próprios ensaios. No caso de um revestimento de cabos à base de EVA, estas informações incluem, entre outros, o material de enchimento utilizado até ao momento, as temperaturas na extrusora e o ensaio de proteção contra incêndios exigido. Para além dos nossos tipos, também são possíveis soluções personalizadas. Os ensaios com a sua fórmula são realizados no seu laboratório, em coordenação com o nosso laboratório, onde nós próprios testamos os tipos.
Aconselhamento por parte de especialistas
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