Огнезащитные составы в пластмассах: прошлое и настоящее

Огнезащитные составы в пластмассах: прошлое и настоящее

Антипирены — это класс химикатов, специально разработанных для обеспечения пассивной огнезащиты полимеров в особых пожароопасных ситуациях.Противопожарная защита, обеспечиваемая антипиренами, может варьироваться от замедления горения, замедления роста распространения пламени/выделения тепла до снижения дыма и токсичных газов.При правильном выборе и использовании антипирены можно использовать для реализации различных мер безопасности.Важно помнить, что каждый раствор антипирена должен быть адаптирован для конкретного полимера и конкретных испытаний.Другими словами, антипирены — это химические вещества, используемые в термопластах, реактопластах, текстиле и покрытиях для предотвращения или противодействия распространению огня.

Антипирены — это тип полимерной добавки, которая добавляется к пластику в процессе производства, чтобы придать пластику определенные преимущества, которые базовый полимер не может обеспечить сам по себе (например, лучшие механические, термические или электрические свойства, цвет, кислород или УФ-излучение). защита).Важно понимать, что не существует универсального антипирена, поскольку материал, который хорошо работает с полимером в одном конкретном тесте, может не работать с тем же полимером в другом тесте или с другим полимером в том же тесте.Каждое применение огнезащитного состава должно пройти специальное испытание для конкретного полимера.Разработка новых применений огнезащитных материалов требует надлежащего исследования и тщательного наблюдения за химией полимеров, поведением термического разложения полимеров и механизмами огнезащитных свойств.

Объем мирового рынка огнезащитной продукции в 2022 году составил 7,2 миллиарда долларов США, среднегодовой темп роста составил около 5,1%, и ожидается, что к 2028 году он достигнет 9,7 миллиарда долларов США. Важные области применения включают аэрокосмическую, автомобильную, электронную и электротехническую продукцию, ковры, текстиль, массовую продукцию. транспорт (поезда, корабли и метро), строительство, военная промышленность, проводка и кабель.

Наиболее распространенными антипиренами являются бромированные антипирены, которые широко используются благодаря их высокой эффективности в широком спектре полимеров и применений, а также их низкой стоимости.Эти материалы были известны еще в 1930-х годах и доказали свою эффективность.Однако использование некоторых антипиренов вызвало проблемы окружающей среды и здоровья, и от него пришлось отказаться.Например, полихлорированные бифенилы (ПХД) были запрещены в 1977 году после того, как было обнаружено, что они токсичны.ЕС запретил несколько ПБДЭ в 2008 году, через 10 лет после того, как в Швеции было обнаружено накопление ПБДЭ в грудном молоке.

Что касается экологических проблем, два крупных экологических события привлекли внимание общественности и привели к общему отказу от химических веществ в западном мире.К ним относятся Великий смог в Лондоне (Великобритания, 1952 г.) и пожар на реке Кайахога (недалеко от Кливленда, штат Огайо, США, 1969 г.), когда неправильное обращение с химикатами привело к тому, что река «загорелась» и вызвала большое количество летальные исходы.В 2006 году последний крупный производитель пентаБДЭ и октаБДЭ (Great Lakes Chemical Company, теперь часть Chemtura) добровольно отозвал оба этих химиката с рынка.В 2006 году последний крупный производитель пентаБДЭ и октаБДЭ (Great Lakes Chemical Corporation, теперь часть Chemtura) добровольно отказался от использования обоих химикатов, а Агентство по охране окружающей среды США (EPA) жестко регулировало их использование, чтобы гарантировать, что никаких существенных новых применений для них.

Помимо этого, в мае 2012 года газета Chicago Tribune опубликовала информативную статью, призывающую запретить использование всего класса антипиренов.В статье Chicago Tribune упоминается, что токсичные химикаты, используемые в пластиковых изделиях, связаны с серьезными проблемами со здоровьем, включая рак, проблемы развития, неврологические нарушения и нарушение фертильности.

Учитывая упомянутые выше недостатки антипиренов, антипирены, которые использовались десятилетиями, такие как бромированные дифениловые эфиры (БДЭ) и гексабромциклододекан (ГБЦД), больше не будут разрешены к использованию после конца 2013 или 2014 года.

В свете всех этих проблем производители антипиренов рассматривают возможность внедрения ряда различных антипиренов, которые не наносят вреда окружающей среде и не вызывают проблем со здоровьем.

Что нового в огнезащитных средствах?

После запрета бромированных антипиренов многие компании представили новые альтернативы.Во многих случаях альтернативой является полимеризованный бромированный полимер или негалогенированный антипирен.Это связано с тем, что полимерные материалы, как правило, оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду (низкое биоаккумуляция и токсичность), чем низкомолекулярные материалы.Использование полимерных антипиренов, вероятно, будет продолжаться, поскольку производители огнезащитных средств продолжают совершенствовать эту технологию.Фактически, с производственной точки зрения, полимеризованные антипирены имеют ряд преимуществ перед антипиренами, которые они заменяют.В частности, с ними может быть легче расплавить компаунд в пластике и обеспечить лучший баланс свойств конечного пластикового продукта, который будет представлять собой смесь полимера/полимера, а не полимер с наполнителями/добавками.

Новые коммерческие негалогенированные антипирены

Первым классом новых негалогенированных антипиренов являются полимерные/изомерные фосфонатные соединения.Все эти добавки и олигомеры можно плавить, смешивать с другими полимерами или использовать непосредственно в качестве огнезащитных материалов.Они используются в широком спектре применений, таких как оптоволокно, электроника, транспорт (аэрокосмическая промышленность, поезда), строительство.Наиболее эффективными полимерами являются те, которые содержат кислород в основной цепи полимера, включая поликарбонаты, полиэфиры [ненасыщенные, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат], термопластичные полиуретаны и эпоксидные смолы.

Защитные покрытия – новые методы огнезащиты

Другим методом достижения огнезащитной защиты термопластических материалов является использование защитных покрытий.Существует два основных метода, связанных с термопластами.Во-первых, это использование на термопластах покрытий, отражающих инфракрасное излучение, чтобы материал никогда не нагревался настолько, чтобы термически разложиться и воспламениться.

Другим методом защитного покрытия является использование послойных (LbL) покрытий.Этот метод успешно использовался на тканях и пенопластах.

Антипирены для производства добавок к пластикам

В прошлом году совершенно новая технология открыла новые рынки, новые области применения и возможность привлечь к производству пластиковых изделий еще больше компаний.Технология, вызвавшая этот взрыв, — это аддитивное производство или 3D-печать.Технология аддитивного производства потенциально может сделать пластиковые детали, конструкции и формы индивидуальными, что во многом очень похоже на то, как печатный станок сделал текст более повсеместным.

Вопрос в том, как появились антипирены?

Ответ можно найти в применении печатных деталей.Более конкретно, это вопрос изучения использования напечатанных деталей и любых рисков пожара, связанных с этим использованием.

Если вы просто печатаете игрушку или аккуратную фигуру, которая будет использоваться в качестве модели, то подойдет любой пластик, совместимый с процессом 3D-печати.Однако если вы изготавливаете индивидуальный корпус или нестандартные детали для электронного приложения, может возникнуть связанный с этим риск возгорания.Если существует вероятность короткого замыкания вблизи пластиковой детали, может потребоваться огнестойкость, а обычные термопласты, используемые для 3D-печати (обычно HIPS или ABS), могут не удовлетворить эту потребность.

В дополнение ко всем этим разработкам в области антипиренов, на международном уровне проводились различные конференции, на которых эксперты в этой области собирались вместе, чтобы обсудить, как производить антипирены, не представляющие угрозы для окружающей среды и биологического здоровья.Мы все согласны с тем, что антипирены необходимы, поскольку они предотвращают пожары, но производители антипиренов должны постараться придумать составы, которые не ставят под угрозу здоровье всего живого, обеспечивая при этом экологическую безопасность.

Вышеизложенное представляет собой прошлое и настоящее содержание огнезащитного состава. Если вы хотите продолжить обсуждение с нами, свяжитесь с нами!