Tipos y selección de retardantes de llama

Los retardantes de llama de esponja deben poseer una o más de las siguientes funciones: absorber calor y descomponerse en sustancias no combustibles a la temperatura de ignición o cerca de ella; reaccionar con productos de combustión de espuma para formar sustancias no inflamables; o liberar sustancias que pueden terminar las reacciones de oxidación de radicales libres durante la combustión de la espuma.

Se ha descubierto que los compuestos que contienen elementos como fósforo, nitrógeno, halógenos, antimonio, plomo y boro presentan buenas propiedades retardantes de llama. Los retardantes de llama de esponja vienen en varios tipos, incluidos retardantes de llama de esponja inorgánicos comunes como hidróxido de aluminio, óxido de antimonio y polifosfato de amonio, así como retardantes de llama de esponja orgánicos como ésteres de fosfato, compuestos orgánicos halogenados y ésteres de fósforo (fosfina) halogenados. Muchos retardantes de llama de esponja han demostrado un rendimiento retardante de llama eficaz en formulaciones de poliuretano.

En los sistemas de combustión, los retardantes de llama esponjosos que contienen fósforo actúan principalmente en la fase condensada. Los compuestos de fósforo consumen los gases combustibles liberados durante la combustión de la espuma, convirtiéndolos en carbón menos inflamable, un proceso conocido como tecnología de carbonización catalítica. Un contenido de fósforo de aproximadamente el 1,5 % en la espuma puede lograr efectos ignífugos óptimos.

Los retardantes de llama de esponja que contienen halógenos funcionan principalmente en la fase gaseosa, y los halógenos sirven como terminadores de cadena para las reacciones de combustión de la espuma. Durante la combustión, los retardantes de llama esponjosos que contienen halógenos producen haluro de hidrógeno, que inhibe la reacción de combustión.

La espuma de poliuretano es un polímero reactivo y sus retardantes de llama en forma de esponja se dividen en dos categorías: tipos reactivos y no reactivos. Los retardantes de llama de esponja reactiva contienen elementos retardantes de llama en polioles o poliisocianatos. Actualmente, los retardantes de llama de esponja reactiva suelen ser compuestos que contienen hidroxilo. En comparación con los retardantes de llama de esponja reactivos, los retardantes de llama de esponja no reactivos se utilizan más ampliamente. Estos retardantes de llama de esponja de tipo aditivo no participan en reacciones químicas y permanecen en la espuma después de su formación, proporcionando efectos retardantes de llama.

Al seleccionar retardantes de llama de esponja para formulaciones de espuma de poliuretano, se deben considerar los siguientes factores además de garantizar un buen rendimiento retardante de llama y rentabilidad.:

1  Compatibilidad: El retardante de llama en esponja debe tener buena compatibilidad con sistemas de materias primas como polioles e isocianatos, sin provocar capas o precipitaciones en la mezcla. Durante el almacenamiento y uso, la esponja retardante de llama no debe volatilizarse ni migrar, lo que garantiza un rendimiento retardante de llama sostenido.

2  Estabilidad: El retardante de llama de esponja debería presentar estabilidad en almacenamiento en mezclas de poliéter sin afectar significativamente la actividad de la reacción.

3  Procesabilidad: La adición de retardantes de llama de esponja no debe interferir con el proceso de formación de espuma. Los retardantes de llama de esponja sólida se usan con menos frecuencia debido a su potencial de precipitación y al riesgo de obstruir las boquillas de las máquinas de espuma o causar desgaste en los cabezales mezcladores.

4  Estabilidad térmica: El retardante de llama de esponja debe demostrar buena estabilidad térmica y durabilidad. En la producción de espumas de poliuretano, especialmente bloques grandes, se generan altas temperaturas internas, lo que requiere que la esponja retardante de llama permanezca estable sin descomponerse en tales condiciones.

5  Propiedades físicas: La esponja retardante de llama debe tener un impacto mínimo en las propiedades físicas originales de los productos de poliuretano. Se prefieren una alta eficacia retardante de llama y una dosificación baja.

6  Toxicidad y producción de humo: Los retardantes de llama de esponja deben tener baja toxicidad y producir un mínimo de humo durante la combustión.