Types et sélection de retardateurs de flamme

Les retardateurs de flamme en éponge doivent posséder une ou plusieurs des fonctions suivantes : absorber la chaleur et se décomposer en substances non combustibles à la température d'inflammation ou à proximité ; réagir avec les produits de combustion de mousse pour former des substances ininflammables ; ou en libérant des substances qui peuvent mettre fin aux réactions d'oxydation radicalaire pendant la combustion de la mousse.

Les composés contenant des éléments tels que le phosphore, l’azote, les halogènes, l’antimoine, le plomb et le bore présentent de bonnes propriétés ignifuges. Les retardateurs de flamme en éponge se présentent sous différents types, y compris les retardateurs de flamme en éponge inorganiques courants comme l'hydroxyde d'aluminium, l'oxyde d'antimoine et le polyphosphate d'ammonium, ainsi que les retardateurs de flamme en éponge organiques comme les esters de phosphate, les composés organiques halogénés et les esters de phosphore halogéné (phosphine). De nombreux retardateurs de flamme en éponge ont montré des performances ignifuges efficaces dans les formulations de polyuréthane.

Dans les systèmes de combustion, les retardateurs de flamme spongieux contenant du phosphore agissent principalement en phase condensée. Les composés du phosphore consomment les gaz combustibles libérés lors de la combustion de la mousse, les convertissant en charbon moins inflammable, un processus connu sous le nom de technologie de carbonisation catalytique. Une teneur en phosphore d'environ 1,5 % dans la mousse permet d'obtenir des effets ignifuges optimaux.

Les retardateurs de flamme spongieux contenant des halogènes fonctionnent principalement en phase gazeuse, les halogènes servant de terminateurs de chaîne pour les réactions de combustion de la mousse. Pendant la combustion, les retardateurs de flamme en éponge contenant des halogènes produisent de l'halogénure d'hydrogène, qui inhibe la réaction de combustion.

La mousse de polyuréthane est un polymère réactif et ses retardateurs de flammes en éponge se répartissent en deux catégories : les types réactifs et non réactifs. Les retardateurs de flamme réactifs en éponge contiennent des éléments ignifuges dans des polyols ou des polyisocyanates. Actuellement, les retardateurs de flamme réactifs en éponge sont généralement des composés contenant des groupes hydroxyles. Comparés aux retardateurs de flamme en éponge réactive, les retardateurs de flamme en éponge non réactifs sont plus largement utilisés. Ces retardateurs de flamme en éponge de type additif ne participent pas aux réactions chimiques et restent dans la mousse après formation, fournissant ainsi des effets ignifuges.

Lors de la sélection de retardateurs de flamme en éponge pour les formulations de mousse de polyuréthane, les facteurs suivants doivent être pris en compte en plus de garantir de bonnes performances ignifuges et une bonne rentabilité.:

1  Compatibilité: Le retardateur de flamme spongieux doit avoir une bonne compatibilité avec les systèmes de matières premières tels que les polyols et les isocyanates, sans provoquer de stratification ou de précipitation dans le mélange. Pendant le stockage et l'utilisation, l'éponge ignifuge ne doit pas se volatiliser ni migrer, garantissant ainsi des performances ignifuges durables.

2  La stabilité: L'ignifugeant spongieux doit présenter une stabilité au stockage dans des mélanges de polyéthers sans affecter de manière significative l'activité de réaction.

3  Processabilité: L’ajout de retardateurs de flammes en éponge ne doit pas interférer avec le processus de moussage. Les retardateurs de flamme en éponge solide sont moins couramment utilisés en raison de leur potentiel de précipitation et des risques de colmatage des buses des machines à mousse ou d’usure des têtes de mélange.

4  Stabilité thermique: L'éponge ignifuge doit démontrer une bonne stabilité thermique et une bonne durabilité. Dans la production de mousses de polyuréthane, en particulier de gros blocs, des températures internes élevées sont générées, exigeant que l'éponge ignifuge reste stable sans décomposition dans de telles conditions.

5  Propriétés physiques: L'ignifugeant éponge doit avoir un impact minimal sur les propriétés physiques d'origine des produits en polyuréthane. Une efficacité ignifuge élevée et un faible dosage sont préférés.

6  Toxicité et production de fumée: les retardateurs de flamme en éponge doivent avoir une faible toxicité et produire un minimum de fumée pendant la combustion.