Retardadores de chama à base de ATH e MDH
Os retardadores de chama à base de hidróxido de alumínio (ATH) e hidróxido de magnésio (MDH) libertam, sob o efeito do calor, a água ligada aos cristais, e a temperatura a partir da qual esse processo se inicia distingue ambas as substâncias. Por isso, no início de qualquer escolha, é necessário determinar a temperatura que o seu processo de transformação atinge. Se o processo atingir temperaturas — como no caso do PP — em que o ATH já libertaria água, o MDH deve ser considerado.
Classificação
Classificar o ATH ou o MDH como retardadores de chama
Hidróxido de alumínio e hidróxido de magnésio no portfólio da Alpha Calcit
Os retardadores de chama da Alpha Calcit baseiam-se em dois hidróxidos minerais: o hidróxido de alumínio, com a fórmula Al(OH)₃, e o hidróxido de magnésio, com a fórmula Mg(OH)₂. As abreviaturas ATH e MDH derivam das designações «tri-hidróxido de alumínio» e «di-hidróxido de magnésio». Sob a marca ALFRIMAL® comercializamos o ATH e, sob a marca ALFRIMAL® MG, o MDH. Ambos os princípios ativos atuam por via física, libertando água assim que o material ultrapassa uma determinada temperatura.
O hidróxido de alumínio e o hidróxido de magnésio da Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG não contêm halogéneos. Para além da função de proteção contra incêndios, o ATH e o MDH podem, na qualidade de cargas, aumentar o volume da fórmula e influenciar a rigidez e a superfície. Disponibilizamos ambas as linhas em várias granulometrias e acabamentos de superfície.
O hidróxido de alumínio e o hidróxido de magnésio da Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG não contêm halogéneos. Para além da função de proteção contra incêndios, o ATH e o MDH podem, na qualidade de cargas, aumentar o volume da fórmula e influenciar a rigidez e a superfície. Disponibilizamos ambas as linhas em várias granulometrias e acabamentos de superfície.
Princípio de funcionamento
A que temperatura o ATH e o MDH libertam água em caso de incêndio
Três fases do desenvolvimento do incêndio a duas temperaturas de decomposição diferentes
Ambos os hidróxidos contêm água na sua rede cristalina, representando, em cada caso, cerca de um terço da sua massa. O hidróxido de alumínio começa a libertar essa água a partir de cerca de 200 °C; o hidróxido de magnésio retém-na até cerca de 300 °C e só a liberta a partir dessa temperatura. O momento em que a água ligada à estrutura cristalina é libertada é determinado pela janela de temperatura em que o material se encontra. O ALFRIMAL® e o ALFRIMAL® MG apresentam um intervalo de decomposição estreito, o que significa que libertam a sua água dentro de uma faixa de temperatura reduzida.
O desenrolar dos acontecimentos em caso de incêndio pode ser dividido em três fases. Os processos físicos que aí ocorrem decorrem independentemente da aplicação em que o ATH ou o MDH são utilizados.
Aquecimento até à temperatura de decomposição
Enquanto a temperatura no material se mantiver abaixo da temperatura de decomposição do respetivo hidróxido, a água permanece ligada no cristal. Este mesmo limiar já se aplica durante o fabrico do seu produto. No processamento de PP, por exemplo, o ATH perderia água antes mesmo de o produto estar pronto; no caso do MDH, o limiar é mais elevado.
Decomposição com libertação de água
Se o incêndio ultrapassar a temperatura de decomposição, o hidróxido liberta a sua água. Esta decomposição consome energia, retirando assim calor ao incêndio e abrandando a decomposição térmica. O vapor de água resultante reduz a concentração de gases inflamáveis e expulsa o oxigénio da zona do incêndio.
Resíduos de óxido como barreira
Após a evaporação da água, ficam para trás óxidos metálicos. Estes formam uma camada na superfície que impede a penetração de calor no material subjacente e a entrada de oxigénio.
Comparação de tecidos
O que distingue o hidróxido de alumínio do hidróxido de magnésio
Características comprovadas de ambas as bases ativas, linha a linha
| Característica | Hidróxido de alumínio (ATH) | Hidróxido de magnésio (MDH) |
|---|---|---|
| Fórmula química | Al(OH)₃ | Mg(OH)₂ |
| Marca da Alpha Calcit | ALFRIMAL® | ALFRIMAL® MG |
| Início do abastecimento de água | a partir de cerca de 200 °C | a partir de cerca de 300 °C |
| Água ligada | cerca de um terço da massa | cerca de um terço da massa |
| Estabilidade térmica | até cerca de 200 °C | superior ao registado na ATH |
| Carácter da superfície | anfótero | alcalino |
| Viscosidade e comportamento de escoamento | dependendo da fórmula e da aplicação | dependendo da fórmula e da aplicação |
| Gases de incêndio e fumo | sem halogéneos, não se produzem gases tóxicos | sem halogéneos, não se produzem gases tóxicos |
| Granulometria média d₅₀ | 1,3 a 20 µm, consoante o tipo | 2 a 8 µm, consoante o tipo |
| Índice de brancura Ry | 94 a 98, consoante o modelo | 93 a 95, consoante o modelo |
| Versões | Tipos com diferentes granulometrias e tratamentos de superfície, incluindo dois tipos precipitados | com e sem revestimento hidrofóbico e com diferentes granulometrias |
O d₅₀ e o grau de brancura são valores médios sem carácter vinculativo.
Para escolher entre os dois materiais, o ponto de partida é, regra geral, a linha relativa à libertação de água, pois esta indica se o retardador de chamas resiste às temperaturas do seu processo de transformação. No caso do processamento de PP, por exemplo, este parâmetro aponta a favor do MDH. Posteriormente, as características da superfície podem influenciar a forma como os aditivos atuam na sua fórmula e como se ajustam a viscosidade e o comportamento de escoamento; isto só se verifica através de ensaios com as suas matérias-primas.
Comparação entre os tipos ALFRIMAL® serrados, revestidos e não revestidos
| Execução | Tipos | Granulometria média d₅₀ | Índice de brancura Ry | Caraterísticas |
|---|---|---|---|---|
| gosta | ALFRIMAL® 506 P, 509 P | 1,4 µm ou 1,3 µm | 98 ou 97 | De granulometria muito fina; retardador de chamas e redutor de fumo, sem alterar a cor, a superfície ou o toque do produto |
| sem revestimento, muito fino | ALFRIMAL® 104, 105, 106 | 4 µm, 3 µm, 2 µm | 97, 97, 98 | Alternativa ao ATH finamente moído; ampla gama de aplicações |
| com tratamento superficial hidrofóbico | ALFRIMAL® 104 HS, 106 HS | 4 µm ou 2 µm | branco, sem indicação de Ry | Superfície hidrofuga; para formulações em que são necessárias interações hidrofóbicas com a matriz |
As três versões destinam-se a misturas de cabos, artigos de borracha e espumas de elastómero. Entre elas, os tipos precipitados apresentam o menor tamanho médio de grão. Os tipos com tratamento de superfície podem ser adequados quando for necessário melhorar a humectação do mineral numa fórmula mais apolar. Na tecnologia Solid Surface, os tipos não revestidos muito finos podem também ser utilizados em conjunto com outros tipos de ATH. Um ensaio conjunto com amostras permitirá determinar qual a versão mais adequada à sua mistura.
Intervenção
Quando se deve considerar a utilização de retardadores de chama sem halogéneos com ATH ou MDH
Aplicação e classe de proteção contra incêndios pretendida como ponto de partida
O facto de o seu produto necessitar de um retardador de chamas mineral sem halogéneos ou de bastar um enchimento mineral depende, entre outros fatores, da aplicação e da classe de proteção contra incêndios que pretende atingir. As diferentes aplicações comportam-se de forma distinta em caso de incêndio e, em determinadas circunstâncias, podem estar sujeitas a classes de proteção contra incêndio diferentes; por exemplo, um plástico arde mais facilmente do que um reboco. Para classes de proteção contra incêndio mais elevadas, devem ser incorporados na fórmula retardadores de chama como o ATH ou o MDH.
É possível esclarecer, no âmbito de uma consulta técnica, se uma solução à medida é adequada para a sua aplicação.
Vantagens do ATH e do MDH na proteção contra incêndios
Uma vantagem do ATH e do MDH reside na sua composição isenta de halogéneos. Em caso de incêndio, o próprio retardador de chamas não liberta hidrogenos halogenados. Não se formam gases tóxicos ou corrosivos em caso de incêndio.
Além disso, ambos os materiais podem reduzir significativamente a formação de fumo. O ATH e o MDH são neutros do ponto de vista ambiental e a camada de óxido que fica após um incêndio também é inofensiva.
O que significa o nível de enchimento para a sua receita
O efeito de ambos os hidróxidos depende da quantidade utilizada; por isso, os graus de enchimento elevados são a regra. O grau de enchimento necessário na sua fórmula depende, entre outros fatores, da aplicação, do resultado exigido no ensaio de proteção contra incêndios, da facilidade de processamento pretendida e das características da superfície que o seu produto final deverá apresentar. Não indicamos um intervalo geral de teor de enchimento, uma vez que o enchimento possível depende da sua fórmula. À medida que o grau de enchimento aumenta, a viscosidade e a densidade aumentam também, e a massa torna-se mais viscosa durante o processamento. Por isso, só os ensaios com amostras, que coordenaremos consigo, revelarão o impacto de uma proporção mais elevada no seu processo.
Situações em que a ATH parece ser a opção mais adequada
Se o seu processo de transformação se mantiver abaixo da janela de temperatura em que o hidróxido de alumínio liberta a sua água, o ATH está disponível como base ativa. É utilizado sobretudo na indústria de cabos, borracha e termoplásticos. O ATH pode ter um efeito retardador de chamas sem afetar a cor, a superfície ou a aderência do produto. Na gama ALFRIMAL®, os tipos muito finos destinam-se principalmente a misturas para cabos, enquanto os mais grossos são utilizados, entre outros, em resinas, tintas, revestimentos e materiais minerais. Os tipos ALFRIMAL® atuam independentemente do valor do pH. A forma como o ATH interage com os aditivos da sua fórmula será esclarecida em conjunto consigo através de ensaios.
Situações em que o MDH se impõe como a escolha mais óbvia
O processamento de PP é o exemplo típico de MDH, uma vez que o ATH já libertaria água nessa fase, enquanto o ALFRIMAL® MG só liberta a sua água a partir de cerca de 300 °C. O ALFRIMAL® MG destina-se, entre outras aplicações, a misturas para revestimentos de cabos, elastómeros e TPE, plásticos isolantes para produtos brancos e membranas para telhados. Analisamos a sua aplicação para determinar se é mais adequada uma versão com ou sem revestimento hidrofóbico.
Seleção
Critérios para a escolha entre a ATH e a MDH
Parâmetros que restringem a sua pré-seleção
Um retardador de chamas cuja liberação de água tenha início abaixo da temperatura de processamento perde a sua eficácia antes de o produto estar pronto. Isso pode também resultar em rejeitos ou numa superfície defeituosa durante o processo de transformação. Por isso, verifique primeiro qual a temperatura que o seu processo atinge no misturador ou na extrusora; no caso do processamento de PP, por exemplo, esta verificação conduz ao MDH. As restantes linhas da tabela indicam qual o tipo, dentro da base de substâncias ativas selecionada, que poderá ser adequado à sua fórmula.
| Parameter | Significado técnico | Consequências para a seleção |
|---|---|---|
| Temperatura de execução do processo | Acima da temperatura de decomposição, a dissociação da água começa já no misturador ou na extrusora | Determina a pré-seleção entre ATH e MDH |
| Base de princípios ativos | Determina a partir de que temperatura a água começa a libertar-se | ATH a partir de cerca de 200 °C, MDH a partir de cerca de 300 °C |
| Carácter da superfície | ATH anfótero, MDH básico; influencia a interação com os aditivos | Incluir os aditivos da fórmula na pré-seleção |
| Distribuição granulométrica | Influencia, entre outros aspetos, a dispersão, a qualidade da superfície e o grau de enchimento alcançável | Tipos mais finos para superfícies mais homogéneas com um aumento mais acentuado da viscosidade; tipos mais grossos para uma maior carga |
| Tratamento de superfície | As superfícies não tratadas são hidrofílicas, enquanto as revestidas são hidrofóbicas | Um revestimento hidrofóbico pode melhorar a dispersibilidade e permitir uma maior carga; o efeito depende da aplicação |
| Nível de enchimento | O efeito mineral depende da quantidade utilizada e do grau de enchimento da fórmula ou aplicação em questão | A espessura depende, entre outros fatores, da aplicação, dos resultados dos ensaios, da facilidade de aplicação e das características da superfície |
| Agentes ligantes e outros componentes da fórmula | Influenciar quando e como o retardador de chamas atua no produto final | Avaliação da colaboração entre o seu laboratório e o laboratório da Alpha Calcit |
Esta lista não é exaustiva; existem outros fatores que dependem da sua fórmula e da sua aplicação.
Revestimento hidrofóbico: o exemplo do Solid Surface
O Solid Surface, ou seja, materiais minerais para bancadas, revestimentos de paredes, prateleiras ou peitoris de janelas, demonstra o que um revestimento hidrofóbico do ATH pode proporcionar. Um revestimento especial pode reduzir a viscosidade da massa de resina carregada e contribuir para a obtenção de superfícies resistentes aos agentes externos e repelentes à sujidade. Como também pode melhorar a dispersibilidade, a massa pode, em determinadas circunstâncias, ser carregada com uma proporção mais elevada de enchimento. Não é possível dar uma resposta geral sobre o tipo e a granulometria adequados, uma vez que cada fórmula é diferente.
Aconselhamento técnico
A escolha entre a ATH e a MDH na consultoria técnica
Que informações precisamos para a pré-seleção
Para uma consultoria técnica, precisamos, entre outros dados, da sua aplicação, uma descrição geral do processo de transformação com a temperatura mais elevada atingida, o material de enchimento utilizado até ao momento, o ensaio de proteção contra incêndios exigido e os seus requisitos em termos de cor, superfície e densidade. Com estas informações, definimos em conjunto consigo a base de princípios ativos e elaboramos uma seleção personalizada dos tipos ALFRIMAL® adequados ou avaliamos se faz sentido uma solução adaptada à sua aplicação. Para tal, enviamos-lhe amostras para que as possa testar na sua própria fórmula. Se for adequado para a sua aplicação, preparamos as amostras de forma a que possa testar lado a lado uma versão revestida e uma não revestida.
Contacto: Contacto com o Departamento de Vendas · Telefone +49 2236 8914-0 · E-mail sales@alpha-calcit.de
Linhas de produtos
ALFRIMAL® para ATH, ALFRIMAL® MG para MDH
Qual é a linha que corresponde a cada base de princípio ativo
ALFRIMAL® abrange os nossos retardadores de chama à base de hidróxido de alumínio. Os tipos diferem, entre outros aspetos, no tamanho dos grãos e no tratamento de superfície. Entre os tipos de grão mais grosso encontram-se aqueles com uma distribuição granulométrica otimizada, que podem permitir elevados graus de enchimento e uma melhor processabilidade em sistemas altamente carregados. Pode consultar a visão geral em «Tipos de ALFRIMAL® à base de hidróxido de alumínio».
ALFRIMAL® MG é a linha à base de hidróxido de magnésio, com ou sem revestimento superficial hidrofóbico. É uma opção a considerar quando o seu processo de transformação, como por exemplo no caso do PP, ultrapassa a janela de temperatura do ATH. As versões e os tipos encontram-se na secção ALFRIMAL® MG, na página do produto «Hidróxido de magnésio». Ambas as linhas são produzidas a partir de fontes controladas.
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Perguntas frequentes
Perguntas frequentes dos criadores de fórmulas sobre o ATH e o MDH
Para mais informações
Páginas relacionadas com a ATH e a MDH
- Tipos ALFRIMAL® à base de hidróxido de alumínio · Visão geral dos tipos da linha ALFRIMAL®
- ALFRIMAL® MG na página do produto «Hidróxido de magnésio» · Tipos e versões da linha ALFRIMAL® MG
- Contacto com o departamento de vendas · Formulário de contacto, locais de contacto e contacto com o departamento de vendas
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