Hidróxido de Alumínio

Também conhecida como alumina hidratada. O hidróxido de alumínio usado como retardador de fogo é principalmente alumina tri-hidratada. Aparece como um pó cristalino fino branco com um tamanho médio de partícula de 1-20 micrômetros. Sua densidade relativa é 2,42, o índice de refração é 1,57 e o pH da pasta a 30% é 9,5-10,5. A temperatura de início da desidratação é de 200 graus Celsius, com um calor de absorção de 2,0 KJ/G.

Durante a combustão, libera grande quantidade de água quimicamente combinada, absorve quantidade considerável de calor, retarda a taxa de degradação térmica do polímero, reduz a temperatura da superfície do material, retarda e suprime a combustão do substrato. Irá gerar grande quantidade de vapor na superfície do substrato, diluindo o oxigênio na zona de combustão, reduzindo a concentração de fumaça e gases inflamáveis ​​tóxicos. O óxido de alumínio gerado durante a combustão pode promover a formação de uma camada protetora carbonizada na superfície do polímero.

Melamina

Comumente conhecido como melamina, é um cristal monoclínico branco de baixa toxicidade, não inflamável e com ponto de fusão de 354 graus Celsius. Sofre sublimação endotérmica e rápida decomposição sob alta temperatura. Em temperaturas entre 250-450 graus Celsius, pode absorver uma grande quantidade de calor e liberar nitrogênio durante a decomposição, diminuindo a taxa de combustão do material. Ao mesmo tempo, forma uma camada de barreira carbonizada na superfície do substrato, atuando como retardador de fogo. No entanto, existem alguns problemas de dispersão, por isso precisa ser usado em combinação. Quando usado como retardador de fogo, a decomposição em alta temperatura pode produzir gás tóxico cianeto.

Retardador de Chama Organofosforado

Tris(1,3-dicloro-2-propil)fosfato (TDCPP)

Um líquido viscoso transparente amarelo pálido. Contém 7,2% de fósforo e 49,4% de cloro, com ponto de fulgor de 251,7 graus Celsius, ponto de ignição de 282 graus Celsius e temperatura de combustão espontânea de 514 graus Celsius. Começa a se decompor a 230 graus Celsius e é solúvel em álcoois, benzeno, tetracloreto de carbono, etc. Quando utilizado a 5%, pode atingir propriedades autoextinguíveis e, a 10%, pode tornar o material autoextinguível ou não inflamável, além de possuir resistência à água, resistência à luz e propriedades antiestáticas.

Poliol Poliéter Retardante de Fogo

1. Ingredientes da Fórmula:

Poliéter poliol 3050: Mn3000;

Poliol poliéter retardador de chama: valor de hidroxila 28, fração de massa sólida retardante de chama 23%;

Óleo de silicone: L580

Solução de trietilenodiamina: Fração de massa 33%;

Solução de octoato de estanho: Fração de massa 33%;

TDI: Classe industrial

Condições de teste:

1. A formação rápida de espuma é retirada do centro da espuma, enquanto as amostras de espuma moldada são retiradas da parte central ou para testes de amostra inteira.

2. A espuma recém-fabricada deve ser amadurecida por 72 horas em seu estado natural antes da amostragem. As amostras devem ser colocadas em um ambiente constante de temperatura e umidade (conforme GB/T2918: 23 ± 2 ℃ , humidade relativa 50 ± 5%).

Densidade : Densidade = Massa (kg) / Volume (m3)

Dureza : Deflexão de carga de indentação (ILD), Deflexão de carga de compressão (CLD)

A principal diferença entre esses dois métodos de teste é a área de carregamento da espuma plástica. No teste ILD a amostra é submetida a uma área comprimida de 323 cm2, enquanto no CLD toda a amostra é comprimida. Aqui, discutiremos apenas o método de teste ILD.

No teste ILD, o tamanho da amostra é 38*38*50mm, com diâmetro da cabeça de teste de 200mm (com canto redondo de R=10 na borda inferior) e placa de suporte com furos de 6mm espaçados de 20mm. A velocidade de carregamento da cabeça de teste é (100 ± 20) mm/min. Inicialmente, uma pressão de 5N é aplicada como ponto zero, depois a amostra é comprimida até 70% de sua espessura no ponto zero e descarregada na mesma velocidade. Este carregamento e descarregamento são repetidos três vezes como pré-carregamento e imediatamente comprimidos na mesma velocidade. As espessuras de compressão são 25 ± 1% e 65 ± 1%. Depois de atingir a deformação, segure por 30 ± 1s e registre o valor de recuo relativo. O valor registrado é a dureza da indentação naquele nível de compressão.

Além disso, 65% ILD / 25% ILD = Taxa de Compressão, que é uma medida do conforto da espuma.

Resistência à tração, alongamento na ruptura : Refere-se à tensão máxima de tração aplicada durante o teste de tração até a fratura e ao alongamento percentual da amostra na fratura.

Resistência à tração = Carga na fratura / Área da seção transversal original da amostra

Alongamento na Ruptura = (Distância de Fratura - Distância Original) / Distância Original * 100%

Resistência ao rasgo : Mede a resistência do material ao rasgo aplicando uma força de rasgo especificada em uma amostra de formato definido.

Tamanho da amostra: 150*25*25mm (GB/T 10808), com a direção da espessura da amostra como a direção de subida da espuma. Uma incisão de 40 mm de comprimento é feita ao longo da direção da espessura (direção de subida da espuma) no centro de uma extremidade da amostra. Meça a espessura ao longo da direção da espessura da amostra, depois abra a amostra e prenda-a no dispositivo da máquina de teste. Aplique carga a uma velocidade de 50-20mm/min, utilizando uma lâmina para cortar a amostra, mantendo a lâmina na posição central. Registre o valor máximo quando a amostra quebrar ou rasgar em 50 mm.

Resistência ao rasgo = Valor máximo da força (N) / Espessura média da amostra (cm)

Normalmente, três amostras são testadas e a média aritmética é obtida.

Resiliência : Mede o desempenho de rebote da espuma, permitindo que uma bola de aço de determinado diâmetro e peso caia livremente sobre a superfície da amostra de espuma plástica a partir de uma altura especificada. A relação entre a altura do rebote e a altura de queda da bola de aço indica a resiliência da espuma.

Requisitos de teste: Tamanho da amostra 100*100*50mm, a direção de queda da bola deve ser consistente com a direção de uso da espuma. O tamanho da esfera de aço é ∮ 164 mm, peso 16,3 ge cai de uma altura de 460 mm.

Taxa de resiliência = Altura de rebote da bola de aço / Altura de queda da bola de aço * 100%

Nota: As amostras devem ser horizontais, a esfera de aço deve ser fixada antes de cair (estática), cada amostra é testada três vezes com intervalos de 20s, e o valor máximo é registrado.

Deformação Permanente por Compressão : Em um ambiente constante, a amostra de material de espuma é mantida sob deformação constante por um determinado período, depois recuperada por um período de tempo, observando o efeito da deformação na espessura da amostra. A razão entre a diferença entre a espessura inicial e a espessura final da amostra e a espessura inicial representa a deformação permanente por compressão da espuma plástica.

Deformação Permanente por Compressão = (Espessura Inicial da Amostra - Espessura Final da Amostra) / Espessura Inicial da Amostra * 100

Resistência ao fogo

VOC (compostos orgânicos voláteis)

1. Reações Básicas

A formação da espuma de poliuretano envolve duas reações básicas: reação de formação de espuma e reação de polimerização (também chamada de reação de gel).

Reação de formação de espuma: O isocianato reage com a água para produzir uma reação de uréia dissubstituída e dióxido de carbono. A equação da reação é a seguinte:

2R-N=C=O + HOH → R-NH-CO-NH-R + CO2 ↑

O dióxido de carbono liberado atua como núcleo da bolha, fazendo com que a mistura reacional se expanda, resultando em espuma com estrutura de células abertas.

Reação de polimerização: O grupo hidroxila no poliéter sofre uma reação de polimerização gradual com isocianato para formar um aminoformato. A equação da reação é a seguinte:

R=N=C=O + R &principal; -OH → R-NH-COO — R &principal;

2. Polióis

A produção doméstica de espuma em bloco usa poliéteres de espuma macia com 3 funcionalidades e peso molecular 3.000 (valor de hidroxila 56) ou 3.500 (valor de hidroxila 48, menos comumente usado).

3. Poliisocianatos

O principal poliisocianato utilizado é o diisocianato de tolueno (TDI). Existem três tipos principais de produtos industriais TDI: 2,4-TDI puro (ou TDI100), TDI80/20 e TDI65/35. O TDI80/20 tem o menor custo de produção e é a variedade mais utilizada em aplicações industriais.

O peso molecular do TDI é 174, com dois grupos isocianato (-N=C=O) tendo um peso molecular de 84. Portanto, o teor de isocianato no TDI é de 48,28%.

A quantidade de TDI utilizada tem um impacto significativo nas propriedades da espuma. Nas formulações de espuma, o excesso de TDI é expresso como o índice de isocianato, que é a razão entre o uso real e a quantidade teórica calculada. Ao produzir espuma macia, o índice é geralmente 105-115 (100 é igual ao valor teórico calculado). Dentro desta faixa, à medida que o índice TDI aumenta, a dureza da espuma aumenta, a resistência ao rasgo diminui, a resistência à tração diminui e o alongamento na ruptura diminui. Se o índice TDI for muito alto, pode levar a células grandes e fechadas, longos tempos de maturação e queima de espuma; se o índice TDI for muito baixo, pode causar rachaduras, recuperação deficiente, baixa resistência e deformação permanente por compressão significativa.

4. Agentes de sopro

A água reagindo com o TDI para produzir dióxido de carbono é o principal agente de expansão usado na formação de espuma macia. Aumentar a quantidade de água na formulação aumentará o teor de ureia, aumentará a dureza da espuma, diminuirá a densidade da espuma e reduzirá a capacidade de suporte de carga da espuma. No entanto, o TDI reage com a água para produzir uma grande quantidade de calor. Se o teor de água for muito alto, a espuma pode queimar ou pegar fogo.

O cloreto de metileno é um agente de expansão físico com ponto de ebulição de 39.8 ° C. É um gás não inflamável que pode vaporizar durante a formação de espuma, reduzindo a densidade e a dureza da espuma. A quantidade de cloreto de metileno adicionada deve evitar a queima da espuma, garantindo ao mesmo tempo que muito não remove muito calor, afetando a cura da espuma. A quantidade de cloreto de metileno utilizada é limitada.

5. Catalisadores

O principal papel dos catalisadores é ajustar a velocidade das reações de formação de espuma e gel para alcançar um bom equilíbrio.

A trietilenodiamina (A33, uma solução a 33% de éter diisopropílico ou dipropilenoglicol) é o catalisador de amina terciária mais importante na produção de espuma macia. É 60% eficaz na promoção da reação entre isocianato e água, ou seja, reação de formação de espuma, e 40% eficaz na promoção da reação entre hidroxila e isocianato, ou seja, reação em gel.

O dilaurato de dibutilestanho (A-1) é um catalisador de amina terciária de uso geral para espuma macia. É 80% eficaz na promoção da reação de formação de espuma e 20% eficaz na promoção da reação do gel. É frequentemente usado em combinação com trietilenodiamina.

O uso inadequado de catalisadores de amina pode ter um impacto significativo no produto. Muita amina pode causar:

(1) Tempo de reação curto, aumento rápido na viscosidade inicial e fumo excessivo durante a formação de espuma.

(2) Rachaduras de espuma. Pouca amina resultará em velocidade de iniciação lenta, afetando a altura da espuma.

O dilaurato de dibutilestanho é o catalisador de estanho orgânico mais comumente usado, que é muito fácil de hidrolisar e oxidar na presença de água e catalisadores de amina terciária em misturas de poliéter.

Quanto menor for a densidade da espuma, mais estreita será a faixa ajustável do dilaurato de dibutilestanho. O efeito da dosagem de estanho na espuma é o seguinte:

Dosagem muito baixa: rachaduras na espuma.

Dosagem excessiva: Aumento rápido da viscosidade, espuma formando células fechadas e encolhendo, formando películas na parte superior e nas laterais.

6. Estabilizadores de espuma (também chamados de óleos de silicone)

Os estabilizadores de espuma reduzem a tensão superficial da mistura do sistema de espuma, estabilizando assim as bolhas, evitando o colapso da espuma e controlando o tamanho e a uniformidade dos vazios.

Aumentar a quantidade de óleo de silicone da quantidade mínima para um nível apropriado pode produzir espuma plástica bem aberta. Quando a quantidade é muito alta, a taxa de células fechadas da espuma aumenta.

7. Outros fatores de influência

Além da formulação, os parâmetros do processo e o ambiente também têm um certo impacto nas propriedades da espuma.

Temperatura da matéria-prima: Sob temperaturas ambientes relativamente normais (20-28 ° C), a temperatura da matéria-prima é controlada em 25 ± 3° C, de preferência dentro de uma faixa de ± 1° C. Também pode ser controlado dentro da faixa de 28-30 ° C.

O efeito do aumento ou diminuição da temperatura na velocidade das reações de formação de espuma e gel varia. Um aumento na temperatura resulta num aumento muito maior na reação de polimerização em comparação com a reação de formação de espuma. Os catalisadores precisam ser ajustados para mudanças de temperatura.

Para a mesma formulação, utilizando a mesma quantidade de agente de expansão, a densidade da espuma também está relacionada com a altitude. Em áreas de grande altitude, a densidade da espuma diminui sensivelmente.

A quantidade de estabilizador de espuma determina o tamanho das células da estrutura da espuma. Mais estabilizador leva a células mais finas, mas muito pode causar encolhimento. Encontrar o equilíbrio certo é crucial; muito pouco estabilizador e as células não se apoiarão, resultando em colapso durante a formação. Ambos são catalisadores em ação.

Poliuretano (espuma macia) refere-se a um tipo de espuma plástica flexível de poliuretano com certa elasticidade, principalmente com estruturas de células abertas.

Poliuretano (Espuma Dura) refere-se a espumas plásticas que não sofrem deformação significativa sob certas cargas e não podem recuperar seu estado inicial após cargas excessivas. Principalmente de célula fechada.

Óleo de silicone de espuma dura

O óleo de silicone de espuma dura é um tipo de estabilizador de espuma não hidrolisável altamente ativo com uma ligação silício-carbono, pertencente a uma categoria de óleo de silicone de amplo espectro. Possui excelente desempenho abrangente e é adequado para sistemas de formação de espuma de água e HCFC-141b, usados ​​em aplicações como placas, energia solar, tubulações, etc.

Características do produto:

1. Bom desempenho de emulsificação: O excelente desempenho de emulsificação permite boa dispersão e mistura dos materiais compósitos durante a reação com isocianato, resultando em boa fluidez. O produto produzido possui células uniformes e uma taxa de células fechadas muito alta.

2. Boa estabilidade: A estrutura molecular especial controla eficazmente a tensão superficial das células, estabilizando a estrutura celular e conferindo ao produto excelentes propriedades mecânicas.

Óleo de silicone de espuma macia:

Um surfactante de siloxano de uso geral para plásticos de espuma de poliuretano flexível do tipo poliéter, é um copolímero de polidimetilsiloxano-polietileno não hidrolisável, um estabilizador de alta atividade. É utilizado como estabilizador de espuma na produção de espuma macia de poliuretano (esponja). Pode fornecer uma pele fina. Em espuma de baixíssima densidade, proporciona forte estabilidade com células finas e uniformes. Em espuma de profundidade média, em comparação com óleos de silicone semelhantes, apresenta melhores propriedades de abertura de espuma e respirabilidade.

1. Ajustar formulação:

Controle a quantidade de água para não exceder 4,5 partes e, se necessário, use compostos líquidos de baixo ponto de ebulição como agentes espumantes auxiliares para substituir um pouco de água. Preste atenção na quantidade de água na formulação, que não deve ultrapassar 5 partes. O ponto de aumento de temperatura seguro mais alto para espuma de baixa densidade é 160 ° C, e não deve exceder 170 ° C.

2. Controle rigorosamente a precisão da medição dos componentes:

Durante a produção contínua de espuma em bloco, ajuste a velocidade de descarga do material da cabeça de mistura e a velocidade da correia transportadora para coordená-los. Evite fenômenos como materiais com pouca espuma fluindo para o fundo de materiais já espumantes devido à velocidade lenta da correia transportadora ou descarga excessiva, o que pode impedir a formação normal de espuma, resultando em colapso. Os materiais colapsados ​​não são facilmente capazes de produzir “espécies de gás” localizadas, levando ao acúmulo localizado de calor e ao aumento do risco de queimaduras. Na produção real, parâmetros de processo inadequados podem resultar no aparecimento de pequenas linhas amarelas de queimadura na parte inferior dos blocos de espuma.

3. Evite comprimir a espuma recém-produzida:

Isso ocorre porque a compressão da espuma antes que ela esteja totalmente curada afeta a rede e a estrutura da espuma. Também evita o acúmulo de calor devido à compressão, aumentando o risco de autoignição da espuma nova. Especialmente durante o estágio mais sensível de ascensão da espuma, quaisquer erros operacionais e vibrações, como movimentos repentinos causados ​​por correntes de correia transportadora apertadas ou dobramento excessivo do papel de isolamento e vibração da correia, podem causar compressão de espuma imatura, causando queimaduras.

4. Observe rigorosamente o processo de cura e armazenamento da espuma:

Para a produção de espuma de bloco macio de poliuretano, o processo de cura da espuma nova é um período de alto risco para acidentes de incêndio. Devido à alta temperatura interna e à longa duração da dissipação de calor em espumas de grandes blocos, o tempo para atingir a temperatura interna mais alta é geralmente de cerca de 30 a 60 minutos, e leva de 3 a 4 horas ou mais para diminuir lentamente. Durante esse período, as novas espumas saíram da linha de produção e entraram na fase de cura e armazenamento, o que é facilmente esquecido. Sem medidas de monitoramento adequadas, pode facilmente causar incêndios. Houve relatos de que ao produzir blocos de espuma macia com densidade de 22kg/? usando um poliol com peso molecular superior a 5.000, 4,7 partes de água e 8 partes de F-11 com índice TDI de 1,07, uma pequena quantidade de fumaça amarelo claro foi observada 2 horas depois. Embora a temperatura externa da espuma não fosse elevada, o interior encontrava-se num estágio inicial de decomposição muito perigoso, com uma temperatura em torno de 200-250 ° C, já começando a se auto-inflamar.

5. Para evitar a autoignição da espuma:

A espuma recém-produzida deverá ser curada e armazenada, não ultrapassando 3 camadas quando empilhada, com espaçamento superior a 100mm entre camadas, preferencialmente colocadas separadamente. A fase de cura e armazenamento deve contar com pessoal dedicado para monitoramento aprimorado, como medir a temperatura interna da espuma a cada 15 minutos por pelo menos 12 horas, ou até mais, antes do armazenamento normal. Para espumas que podem gerar altas temperaturas, grandes blocos de espuma devem ser cortados horizontalmente (por exemplo, com espessura de 200mm) para facilitar a dissipação de calor. Quando for detectada fumaça ou autoignição, use spray de água ou extintores de incêndio e não mova a espuma nem abra portas e janelas indiscriminadamente para evitar aumentar o fluxo de ar e agravar o incêndio.