Tipos e seleção de retardadores de chama

Os retardadores de chama esponjosos devem possuir uma ou mais das seguintes funções: absorver calor e decompor-se em substâncias não combustíveis à temperatura de ignição ou próxima dela; reagir com produtos de combustão de espuma para formar substâncias não inflamáveis; ou liberando substâncias que podem encerrar as reações de oxidação de radicais livres durante a combustão da espuma.

Compostos contendo elementos como fósforo, nitrogênio, halogênios, antimônio, chumbo e boro apresentam boas propriedades retardadoras de chama. Os retardadores de chama de esponja vêm em vários tipos, incluindo retardadores de chama de esponja inorgânicos comuns, como hidróxido de alumínio, óxido de antimônio e polifosfato de amônio, bem como retardadores de chama de esponja orgânica, como ésteres de fosfato, compostos orgânicos halogenados e ésteres de fósforo halogenado (fosfina). Muitos retardadores de chama esponjosos demonstraram desempenho retardador de chama eficaz em formulações de poliuretano.

Em sistemas de combustão, os retardadores de chama esponjosos contendo fósforo atuam principalmente na fase condensada. Os compostos de fósforo consomem gases combustíveis liberados durante a combustão da espuma, convertendo-os em carvão menos inflamável, um processo conhecido como tecnologia de carbonização catalítica. Um teor de fósforo de aproximadamente 1,5% na espuma pode atingir efeitos retardadores de chama ideais.

Os retardadores de chama esponjosos contendo halogênio funcionam principalmente na fase gasosa, com os halogênios servindo como terminadores de cadeia para reações de combustão de espuma. Durante a combustão, os retardadores de chama esponjosos contendo halogênio produzem haleto de hidrogênio, que inibe a reação de combustão.

A espuma de poliuretano é um polímero reativo e seus retardadores de chama esponjosos se enquadram em duas categorias: tipos reativos e não reativos. Os retardadores de chama de esponja reativa contêm elementos retardadores de chama em polióis ou poliisocianatos. Atualmente, os retardadores de chama de esponja reativa são tipicamente compostos contendo hidroxila. Em comparação com os retardadores de chama de esponja reativa, os retardadores de chama de esponja não reativos são mais amplamente utilizados. Esses retardadores de chama esponjosos do tipo aditivo não participam de reações químicas e permanecem na espuma após a formação, proporcionando efeitos retardadores de chama.

Ao selecionar retardadores de chama esponjosos para formulações de espuma de poliuretano, os seguintes fatores devem ser considerados além de garantir um bom desempenho retardador de chama e economia:

1  Compatibilidade: O retardador de chama esponjoso deve ter boa compatibilidade com sistemas de matérias-primas como polióis e isocianatos, sem causar camadas ou precipitação na mistura. Durante o armazenamento e uso, o retardador de chama esponjoso não deve volatilizar ou migrar, garantindo um desempenho sustentado do retardador de chama.

2  Estabilidade: O retardador de chama esponjoso deve exibir estabilidade de armazenamento em misturas de poliéter sem afetar significativamente a atividade da reação.

3  Processabilidade: A adição de retardadores de chama esponjosos não deve interferir no processo de formação de espuma. Os retardadores de chama de esponja sólida são menos comumente usados ​​devido ao seu potencial de precipitação e aos riscos de entupir os bicos das máquinas de espuma ou causar desgaste nos cabeçotes de mistura.

4  Estabilidade térmica: A esponja retardadora de chama deve demonstrar boa estabilidade térmica e durabilidade. Na produção de espumas de poliuretano, especialmente blocos grandes, são geradas altas temperaturas internas, exigindo que a esponja retardante de chama permaneça estável sem decomposição sob tais condições.

5  Propriedades físicas: O retardador de chama esponjoso deve ter impacto mínimo nas propriedades físicas originais dos produtos de poliuretano. São preferidas alta eficiência retardadora de chama e baixa dosagem.

6  Toxicidade e produção de fumaça: os retardadores de chama de esponja devem ter baixa toxicidade e produzir o mínimo de fumaça durante a combustão.