Liima- / tiiviste- / palonestoaineiden liimaus
Rakennusala:Palo-ovien, palomuurien ja palomuurilevyjen asennus
Elektroninen ja sähköinen kenttä:Piirilevyt, elektroniset komponentit
Autoteollisuus:Istuimet, kojelaudat, ovipaneelit
Ilmailu- ja avaruusala:Ilmailuinstrumentit, avaruusalusten rakenteet
Kotitaloustavarat:Huonekalut, lattiat, tapetit
Palonsuoja-aineella varustettu siirtoteippi:Erinomainen metalleille, vaahdoille ja muoveille, kuten polyeteenille
Palonsuoja-aineiden toiminta
Palonsuoja-aineet estävät tai hidastavat palon leviämistä tukahduttamalla liekissä tapahtuvia kemiallisia reaktioita tai muodostamalla suojaavan kerroksen materiaalin pinnalle.
Ne voidaan sekoittaa perusmateriaaliin (lisäaineelliset palonestoaineet) tai sitoa siihen kemiallisesti (reaktiiviset palonestoaineet). Mineraalipohjaiset palonestoaineet ovat tyypillisesti additiivisia, kun taas orgaaniset yhdisteet voivat olla joko reaktiivisia tai additiivisia.
Palosuojattujen liimojen suunnittelu
Tulipalolla on käytännössä neljä vaihetta:
Aloitus
Kasvu
Vakaa tila ja
Rappeutuminen
Tyypillisen lämpökovettuvan liiman hajoamislämpötilojen vertailu
Niiden kanssa, joita tavoitettiin tulipalon eri vaiheissa
Jokaisella olomuodolla on vastaava hajoamislämpötila, kuten kuvassa on esitetty. Palosuojattua liimaa suunniteltaessa valmistajien on pyrittävä saavuttamaan lämpötilankestävyys oikeassa palovaiheessa sovelluksessa:
● Esimerkiksi elektroniikkateollisuudessa liiman on estettävä elektronisen komponentin syttyminen tuleen – tai syttyminen – vian aiheuttaman lämpötilan nousun seurauksena.
● Laattojen tai paneelien liimauksessa liimojen on estettävä irtoaminen kasvu- ja tasapainovaiheissa, jopa suorassa kosketuksessa liekin kanssa.
● Niiden on myös minimoitava myrkyllisten kaasujen ja savun vapautuminen. Kantavat rakenteet todennäköisesti kokevat kaikki neljä tulipalon vaihetta.
Palamissyklin rajoittaminen
Palamisprosessin rajoittamiseksi yksi tai useampi tulipaloon vaikuttava prosessi on poistettava joko:
● Haihtuvan polttoaineen poistaminen esimerkiksi jäähdyttämällä
● Lämpöesteen tuottaminen esimerkiksi hiiltymällä, jolloin lämmönsiirto vähenee ja polttoaineen tarve vähenee, tai
● Ketjureaktioiden sammuttaminen liekissä esimerkiksi lisäämällä sopivia radikaalien sieppareita
Palonsuoja-aineet tekevät tämän toimimalla kemiallisesti ja/tai fysikaalisesti tiivistetyssä (kiinteässä) faasissa tai kaasufaasissa ja tarjoamalla jonkin seuraavista toiminnoista:
●Hiilenmuodostajat:Yleensä fosforiyhdisteitä, jotka poistavat hiilipolttoaineen lähteen ja muodostavat eristyskerroksen tulen lämpöä vastaan. Hiilen muodostumismekanismeja on kaksi:
Hajoamiseen liittyvien kemiallisten reaktioiden uudelleenohjaus hiilidioksidin tai hiilidioksidin sijaan hiiltä tuottavien reaktioiden hyväksi ja
Suojaavan hiilen pintakerroksen muodostuminen
●Lämmönvaimentimet:Yleensä metallihydraatit, kuten alumiinitrihydraatti tai magnesiumhydroksidi, jotka poistavat lämpöä haihduttamalla vettä palonestoaineen rakenteesta.
●Liekinsammuttimet:Yleensä bromi- tai klooripohjaisia halogeenijärjestelmiä, jotka häiritsevät liekin reaktioita.
● Synergistit:Yleensä antimoniyhdisteitä, jotka parantavat liekinsammuttimen suorituskykyä.
Palonsuoja-aineiden merkitys palonsuojauksessa
Palonsuoja-aineet ovat tärkeä osa palosuojelua, sillä ne vähentävät paitsi tulipalon syttymisriskiä myös sen leviämisriskiä. Tämä pidentää poistumisaikaa ja suojaa siten ihmisiä, omaisuutta ja ympäristöä.
Liiman palonestoaineena toimimisen voi tehdä monella tapaa. Ymmärretään palonestoaineiden luokittelu tarkemmin.
Palonsuoja-aineiden tarve kasvaa, ja niiden käyttö laajenee useille eri teollisuudenaloille, kuten ilmailu- ja avaruusteollisuuteen, rakentamiseen, elektroniikkaan ja julkiseen liikenteeseen (erityisesti juniin).
1: Yksi ilmeisistä keskeisistä kriteereistä on siis olla liekinkestävä / palamaton tai, vielä parempi, liekkejä estävä – asianmukaisesti palonestoaineella suojattu.
2: Liimasta ei tulisi muodostua liikaa tai myrkyllistä savua.
3: Liiman on säilytettävä rakenteellinen eheytensä korkeissa lämpötiloissa (sen on oltava mahdollisimman hyvä lämmönkesto).
4: Hajonnut liimamateriaali ei saa sisältää myrkyllisiä sivutuotteita.
Näihin vaatimuksiin vastaavan liiman kehittäminen näyttää olevan vaikea tehtävä – ja tässä vaiheessa viskositeettia, väriä, kovettumisnopeutta ja suositeltua kovettumismenetelmää, rakojen täyttöä, lujuusominaisuuksia, lämmönjohtavuutta ja pakkausta ei ole edes harkittu. Mutta kehityskemistit nauttivat hyvästä haasteesta, joten RYHMÄHÄN!
Ympäristösäännökset ovat yleensä toimiala- ja aluekohtaisia
Suurella ryhmällä tutkituista palonestoaineista on havaittu olevan hyvä ympäristö- ja terveysprofiili. Nämä ovat:
● Ammoniumpolyfosfaatti
● Alumiinidietyylifosfinaatti
● Alumiinihydroksidi
● Magnesiumhydroksidi
● Melamiinipolyfosfaatti
● Dihydrooksafosfafenantreeni
● Sinkkistannaatti
● Sinkkihydroksiditannaatti
Palonsuojaus
Liimoja voidaan kehittää vastaamaan liukuvaa palonsuojausasteikkoa – tässä on tietoja Underwriters Laboratory Testing -luokituksista. Liimavalmistajina saamme pyyntöjä pääasiassa UL94 V-0 -luokituksesta ja toisinaan HB-luokituksesta.
UL94
● HB: hidas palaminen vaakasuorassa näytteessä. Palamisnopeus <76 mm/min paksuudelle <3 mm tai palaminen pysähtyy ennen 100 mm:ä
● V-2: (pystysuora) palaminen pysähtyy alle 30 sekunnissa ja mahdolliset tippuvat roiskeet voivat syttyä liekkeihin
● V-1: (pystysuora) palaminen pysähtyy alle 30 sekunnissa, ja tippuminen on sallittua (mutta oneiolla palava)
● V-0 (pystysuora) palaminen pysähtyy alle 10 sekunnissa, ja tippuminen on sallittua (mutta oneiolla palava)
● 5VB (pystysuora plakkinäyte) palaminen loppuu alle 60 sekunnissa, ei tippumista; näytteeseen voi muodostua reikä.
● 5VA kuten yllä, mutta reikien muodostuminen ei ole sallittua.
Kaksi jälkimmäistä luokitusta koskisivat liimattua paneelia pikemminkin kuin liimanäytettä.
Testaus on melko yksinkertaista eikä vaadi monimutkaisia laitteita, tässä on perustestausjärjestely:
Tämän testin tekeminen yksinään joillakin liimoilla voi olla melko hankalaa. Erityisesti liimoilla, jotka eivät kovetu kunnolla suljetun liitoksen ulkopuolella. Tässä tapauksessa voit testata vain liimattujen materiaalien välillä. Epoksiliima ja UV-liimat voidaan kuitenkin kovettaa kiinteänä testinäytteenä. Aseta sitten testinäyte puristinjalustan leukoihin. Pidä hiekkaämpäri lähellä, ja suosittelemme vahvasti tekemään tämän imun alla tai vetokaapissa. Älä sytytä palovaroittimia! Varsinkaan niitä, jotka on kytketty suoraan hätäpalveluihin. Sytytä näyte tuleen ja mittaa, kuinka kauan liekin sammuminen kestää. Tarkista, ettei sen alla tippu vettä (toivottavasti sinulla on kertakäyttöinen tarjotin paikallaan; muuten hei hei, mukava työtaso).
Liimakemistit yhdistävät useita lisäaineita valmistaakseen palonestoaineita – ja joskus jopa sammuttaakseen liekkejä (vaikka tätä ominaisuutta on nykyään vaikeampi saavuttaa, koska monet tavaranvalmistajat vaativat nyt halogeenittomia koostumuksia).
Palonkestävien liimojen lisäaineisiin kuuluvat
● Orgaaniset hiiltymistä aiheuttavat yhdisteet, jotka auttavat alentamaan lämpöä ja savua sekä suojaavat alla olevaa materiaalia lisäpalamiselta.
● Lämpöä absorboivat aineet, jotka ovat normaaleja metallihydraatteja, jotka auttavat antamaan liimalle erinomaiset lämpöominaisuudet (palonkestävät liimat valitaan usein jäähdytysripojen liimaussovelluksiin, joissa vaaditaan maksimaalista lämmönjohtavuutta).
Se on huolellinen tasapainottelu, koska nämä lisäaineet häiritsevät muita liiman ominaisuuksia, kuten lujuutta, reologiaa, kovettumisnopeutta, joustavuutta jne.
Onko palonkestävien ja palonsuoja-aineiden välillä eroa?
Kyllä! On. Molempia termejä on käytetty artikkelissa, mutta on luultavasti parasta oikaista asia.
Palonkestävät liimat
Nämä ovat usein tuotteita, kuten epäorgaanisia liimasementtejä ja tiivisteitä. Ne eivät pala ja kestävät äärimmäisiä lämpötiloja. Tällaisten tuotteiden käyttökohteita ovat masuunit, uunit jne. Ne eivät estä kokoonpanon palamista. Mutta ne pitävät kaikki palavat osat erinomaisesti yhdessä.
Palosuojatut liimat
Nämä auttavat sammuttamaan liekit ja hidastamaan palon leviämistä.
Monet teollisuudenalat etsivät tämäntyyppisiä liimoja
● Elektroniikka– elektroniikan valamiseen ja kapselointiin, jäähdytyselementtien, piirilevyjen jne. liimaukseen. Elektroninen oikosulku voi helposti sytyttää tulipalon. Piirilevyt sisältävät kuitenkin palonsuoja-aineita – usein on tärkeää, että myös liimoilla on nämä ominaisuudet.
● Rakentaminen– Verhouksen ja lattian (erityisesti julkisissa tiloissa) on usein oltava palamattomia ja liimattava palonestoaineella.
● Julkinen liikenne– junavaunut, linja-autojen sisätilat, raitiovaunut jne. Palonsuoja-aineiden käyttökohteita ovat komposiittilevyjen, lattioiden ja muiden kalusteiden liimaus. Liimat eivät ainoastaan auta pysäyttämään palon leviämistä, vaan ne tarjoavat myös esteettisen liitoksen ilman rumia (ja kolinaa aiheuttavia) mekaanisia kiinnikkeitä.
● Lentokone– kuten aiemmin mainittiin, matkustamon sisämateriaaleille on asetettu tiukat määräykset. Niiden on oltava palonestoaineita, eivätkä ne saa täyttää matkustamoa mustalla savulla tulipalon aikana.
Palonsuoja-aineiden standardit ja testausmenetelmät
Palotestaukseen liittyvät standardit pyrkivät määrittämään materiaalin suorituskyvyn liekin, savun ja myrkyllisyyden (FST) suhteen. Useita testejä on käytetty laajalti materiaalien kestävyyden määrittämiseen näissä olosuhteissa.
Valittuja palonestoaineiden testejä
| Palamiskestävyys | |
| ASTM D635 | "Muovien palamisnopeus" |
| ASTM E162 | "Muovimateriaalien syttyvyys" |
| UL 94 | "Muovimateriaalien syttyvyys" |
| ISO 5657 | "Rakennustuotteiden syttyvyys" |
| BS 6853 | "Liekin leviäminen" |
| FAR 25.853 | ”Lentokelpoisuusstandardi – Osastojen sisätilat” |
| NF T 51-071 | "Happi-indeksi" |
| NF C 20-455 | "Hehkulangan testi" |
| DIN 53438 | "Liekin leviäminen" |
| Korkeiden lämpötilojen kestävyys | |
| BS 476 Osa nro 7 | "Liekin leviäminen pintaa pitkin – rakennusmateriaalit" |
| DIN 4172 | "Rakennusmateriaalien palokäyttäytyminen" |
| ASTM E648 | ”Lattiapäällysteet – Säteilypaneeli” |
| Myrkyllisyys | |
| SMP 800C | "Myrkyllisyystestaus" |
| BS 6853 | "Savupäästöt" |
| NF X 70-100 | "Myrkyllisyystestaus" |
| 1000,01 šillinkiä | "Savun tiheys" |
| Savun muodostuminen | |
| BS 6401 | "Savun ominaisoptinen tiheys" |
| BS 6853 | "Savupäästöt" |
| NES 711 | "Palamistuotteiden savuindeksi" |
| ASTM D2843 | "Muovien palamisesta aiheutuvan savun tiheys" |
| ISO CD5659 | ”Ominaisoptinen tiheys – savunmuodostus” |
| 1000,01 šillinkiä | "Savun tiheys" |
| DIN 54837 | "Savun sukupolvi" |
Palamiskestävyyden testaus
Useimmissa palamiskestävyyttä mittaavissa testeissä sopivia liimoja ovat sellaiset, jotka eivät jatka palamista merkittävää aikaa sytytyslähteen poistamisen jälkeen. Näissä testeissä kovettunut liimanäyte voidaan sytyttää riippumatta tarttuneesta materiaalista (liima testataan vapaana kalvona).
Vaikka tämä lähestymistapa ei simuloi käytännön todellisuutta, se tarjoaa hyödyllistä tietoa liiman suhteellisesta palamiskestävyydestä.
Myös sekä liimalla että liimapintaisella materiaalilla varustettuja näyterakenteita voidaan testata. Nämä tulokset voivat edustaa paremmin liiman suorituskykyä todellisessa tulipalossa, koska liimapinnan vaikutus voi olla joko positiivinen tai negatiivinen.
UL-94 pystysuora polttotesti
Se tarjoaa alustavan arvion sähkölaitteissa, elektronisissa laitteissa, kodinkoneissa ja muissa sovelluksissa käytettyjen polymeerien suhteellisesta syttyvyydestä ja tippumisesta. Se käsittelee loppukäytön ominaisuuksia, kuten syttymistä, palamisnopeutta, liekin leviämistä, polttoaineen vaikutusta, palamisintensiteettiä ja palamistuotteita.
Työskentely ja asetukset - Tässä kokeessa kalvo- tai pinnoitettu alustanäyte asennetaan pystysuoraan vedottomaan tilaan. Näytteen alle asetetaan poltin 10 sekunniksi ja liekityksen kestoa mitataan. Kaikki tippuminen, joka sytyttää näytteen alapuolelle sijoitetun 30 cm:n kirurgisen vanupuikon, kirjataan muistiin.
Testillä on useita luokituksia:
94 V-0: Yhdessäkään näytteessä ei ole liekehtivää palamista yli 10 sekuntia sytytyksen jälkeen. Näytteet eivät pala pidikkeeseen asti, tiputa ja sytytä puuvillaa, eikä niiden hehkuva palaminen jatku 30 sekuntia testiliekin poistamisen jälkeen.
94 V-1: Missään näytteessä ei saa olla liekkipalamista yli 30 sekuntia jokaisen sytytyksen jälkeen. Näytteet eivät saa palaa kiinnityskohtaan asti, tiputtaa ja sytyttää puuvillaa, eivätkä niiden jälkihehku kestä yli 60 sekuntia.
94 V-2: Tämä sisältää samat kriteerit kuin V-1, paitsi että näytteiden annetaan tippua ja sytyttää näytteen alla olevan puuvillan.
Muita strategioita palamiskestävyyden mittaamiseksi
Toinen menetelmä materiaalin palamiskestävyyden mittaamiseksi on mitata raja-happi-indeksi (LOI). LOI on hapen pienin pitoisuus ilmaistuna hapen ja typen seoksen tilavuusprosentteina, joka juuri ja juuri ylläpitää materiaalin liekillistä palamista aluksi huoneenlämmössä.
Liiman kestävyys korkeille lämpötiloille tulipalon sattuessa vaatii erityistä huomiota liekin, savun ja myrkyllisyyden vaikutusten lisäksi. Usein alusta suojaa liimaa tulelta. Jos liima kuitenkin irtoaa tai hajoaa tulipalon lämpötilan vuoksi, liitos voi pettää, mikä aiheuttaa alustan ja liiman irtoamisen. Jos näin tapahtuu, itse liima paljastuu yhdessä toissijaisen alustan kanssa. Nämä uudet pinnat voivat sitten myötävaikuttaa tulipaloon entisestään.
NIST-savutiheyskammiota (ASTM D2843, BS 6401) käytetään laajalti kaikilla teollisuuden aloilla suljetussa kammiossa pystysuoraan asennettujen kiinteiden materiaalien ja kokoonpanojen tuottaman savun määrittämiseen. Savutiheys mitataan optisesti.
Kun liima asetetaan kahden alustan väliin, alustojen palonkestävyys ja lämmönjohtavuus säätelevät liiman hajoamista ja savunmuodostusta.
Savun tiheystesteissä liimoja voidaan testata yksinään vapaana pinnoitteena pahimman mahdollisen olosuhteen aikaansaamiseksi.
Etsi sopiva palonestoaineluokka
Tutustu markkinoilla nykyään saatavilla olevien palonsuoja-aineiden laajaan valikoimaan, analysoi kunkin tuotteen tekniset tiedot, pyydä teknistä apua tai pyydä näytteitä.
TF-101, TF-201, TF-AMP
