יישום דבק/איטום/הדבקה של מעכבי בעירה
תחום הבנייה:התקנת דלתות אש, קירות אש, לוחות אש
שדה אלקטרוני וחשמלי:מעגלים חשמליים, רכיבים אלקטרוניים
תעשיית הרכב:מושבים, לוחות מחוונים, פאנלים של דלתות
תחום התעופה והחלל:מכשירי תעופה, מבני חלליות
פריטים לבית:רהיטים, רצפות, טפטים
סרט העברה דביק מעכב בעירה:מצוין למתכות, קצף ופלסטיק כגון פוליאתילן
תפקוד מעכבי בעירה
מעכבי בעירה מעכבים או מעכבים את התפשטות האש על ידי דיכוי התגובות הכימיות בלהבה או על ידי היווצרות שכבת מגן על פני החומר.
הם עשויים להיות מעורבבים עם חומר הבסיס (מעכבי בעירה תוסף) או קשורים אליו כימית (מעכבי בעירה ריאקטיביים). מעכבי בעירה מינרליים הם בדרך כלל תוסף, בעוד שתרכובות אורגניות יכולות להיות ריאקטיביות או תוסף.
תכנון דבק מעכב בעירה
לשריפה יש למעשה ארבעה שלבים:
חניכה
צְמִיחָה
מצב יציב, ו
לִדעוֹך
השוואה בין טמפרטורות הפירוק של דבק תרמוסט טיפוסי
עם אלו שהושגו בשלבים שונים של שריפה
לכל מצב יש טמפרטורת פירוק מתאימה כפי שמוצג באיור. בתכנון דבק מעכב בעירה, על המנסחים להשקיע את מאמציהם במתן עמידות לטמפרטורה בשלב האש הנכון עבור היישום:
● בייצור אלקטרוני, לדוגמה, דבק חייב לדכא כל נטייה של הרכיב האלקטרוני להתלקח - או להתחיל - אם יש עלייה בטמפרטורה הנגרמת כתוצאה מתקלה.
● לצורך הדבקת אריחים או פאנלים, דבקים צריכים לעמוד בפני היפרדות בשלבי הצמיחה והמצב היציב, גם במגע ישיר עם הלהבה.
● עליהם גם למזער את פליטת הגזים הרעילים והעשן. מבנים נושאי עומס עשויים לחוות את כל ארבעת שלבי השריפה.
מחזור בעירה מגביל
כדי להגביל את מחזור הבעירה, יש להסיר אחד או יותר מהתהליכים התורמים לשריפה על ידי אחת מהפעולות הבאות:
● סילוק הדלק הנדיף, למשל על ידי קירור
● יצירת מחסום תרמי, כמו על ידי שריפה, ובכך ביטול דלק על ידי הפחתת העברת חום, או
● דיכוי תגובות השרשרת בלהבה, למשל על ידי הוספת חומרי ניקוי רדיקלים מתאימים
תוספים מעכבי בעירה עושים זאת על ידי פעולה כימית ו/או פיזיקלית בשלב המעובה (מוצק) או בשלב הגז על ידי מתן אחת מהפונקציות הבאות:
●יוצרי פחם:בדרך כלל מדובר בתרכובות זרחן, אשר מסירות את מקור הדלק הפחמני ומספקות שכבת בידוד מפני חום האש. ישנם שני מנגנוני יצירת פחם:
כיוון מחדש של התגובות הכימיות הכרוכות בפירוק לטובת תגובות המניבות פחמן במקום CO או CO2.
היווצרות שכבת פחם מגן על פני השטח
●סופגי חום:בדרך כלל מדובר בהידרטים של מתכת, כגון אלומיניום טריהידרט או מגנזיום הידרוקסיד, אשר מסירים חום על ידי אידוי מים ממבנה מעכב הבעירה.
●מכבי להבות:בדרך כלל מערכות הלוגן מבוססות ברום או כלור אשר מפריעות לתגובות בלהבה.
● סינרגיסטים:בדרך כלל תרכובות אנטימון, אשר משפרות את ביצועי מכבה הלהבה.
חשיבותם של מעכבי בעירה בהגנה מפני אש
מעכבי בעירה הם חלק חשוב בהגנה מפני אש, שכן הם לא רק מפחיתים את הסיכון להתפרצות שריפה, אלא גם את הסיכון להתפשטותה. זה מאריך את זמן המילוט וכך מגן על בני אדם, רכוש וסביבה.
ישנן דרכים רבות לקבוע דבק כמעכב בעירה. בואו נבין את סיווג מעכבי הבעירה בפירוט.
הדרישה לדבקים מעכבי בעירה הולכת וגוברת והשימוש בהם מתרחב למספר מגזרי תעשייה שונים, כולל תעופה וחלל, בנייה, אלקטרוניקה ותחבורה ציבורית (בפרט רכבות).
1: אז אחד הקריטריונים המרכזיים הברורים הוא להיות עמיד בפני להבות / לא בוערות, או עדיף עוד יותר, לעכב להבות - מעכב בעירה כראוי.
2: אסור שהדבק יפלוט עשן מוגזם או רעיל.
3: הדבק צריך לשמור על שלמותו המבנית בטמפרטורות גבוהות (לעמידות טובה ככל האפשר בפני טמפרטורה).
4: חומר דבק מפורק לא אמור להכיל תוצרי לוואי רעילים.
נראה שזה משימה קשה להמציא דבק שיכול לעמוד בדרישות אלו - ובשלב זה, אפילו לא נלקחו בחשבון צמיגות, צבע, מהירות ריפוי ושיטת ריפוי מועדפת, מילוי פערים, ביצועי חוזק, מוליכות תרמית ואריזה. אבל כימאי הפיתוח נהנים מאתגר גדול, אז קדימה!
תקנות סביבתיות נוטות להיות ספציפיות לתעשייה ולאזור
קבוצה גדולה של מעכבי בעירה שנחקרו נמצאה כבעלת פרופיל סביבתי ובריאותי טוב. אלה הם:
● אמוניום פוליפוספט
● אלומיניום דיאתילפוספינאט
● אלומיניום הידרוקסיד
● מגנזיום הידרוקסיד
● מלמין פוליפוספט
● דיהידרואוקספוספאפננתרן
● אבץ סטנט
● אבץ הידרוקססטנט
מעכב בעירה
ניתן לפתח דבקים שיתאימו לסולם נע של עמידות בעירה - להלן פרטים על סיווגי בדיקות המעבדה של Underwriters. כיצרני דבקים, אנו רואים בקשות בעיקר לתקן UL94 V-0 ולעיתים לתקן HB.
UL94
● HB: בעירה איטית על דגימה אופקית. קצב בעירה <76 מ"מ/דקה לעובי <3 מ"מ או הבעירה נעצרת לפני 100 מ"מ
● V-2: הבעירה (אנכית) נפסקת תוך פחות מ-30 שניות וכל טפטוף עשוי להיות בוערת.
● V-1: הבעירה (אנכית) נפסקת תוך פחות מ-30 שניות, וטפטופים מותרים (אך חייבים)לֹאלהיות בוער)
● בעירה אנכית (V-0) נפסקת תוך פחות מ-10 שניות, וטפטופים מותרים (אך חייבים)לֹאלהיות בוער)
● שריפת הדגימה בפלאק אנכי (5VB) מפסיקה תוך פחות מ-60 שניות, ללא טפטופים; ייתכן וייווצר חור בדגימה.
● 5VA כמו לעיל אך אסור לפתח חור.
שני הסיווגים האחרונים יתייחסו לפאנל מודבק ולא לדגימת דבק.
הבדיקה די פשוטה ואינה דורשת ציוד מתוחכם, הנה מבנה בדיקה בסיסי:
ביצוע בדיקה זו על דבקים מסוימים בלבד יכול להיות די מסובך. במיוחד עבור דבקים שלא מתקשחים כראוי מחוץ לחיבור סגור. במקרה זה, ניתן לבדוק רק בין מצעים מודבקים. עם זאת, דבק אפוקסי ודבקי UV ניתנים לתיקון כדגימה מוצקה. לאחר מכן, הכנס את דגימת הבדיקה ללסתות מעמד ההידוק. שמור דלי חול בקרבת מקום, ואנו ממליצים בחום לעשות זאת תחת שאיבה או בארון קטר. אל תפעילו גלאי עשן! במיוחד לא כאלה המקושרים ישירות לשירותי החירום. כבו את הדגימה באש ומדדו את הזמן שלוקח ללהבה לכבות. בדקו אם יש טפטופים מתחת (בתקווה, יש לכם מגש חד פעמי במקום; אחרת, להתראות משטח עבודה יפה).
כימאים של דבקים משלבים מספר תוספים כדי לייצר דבקים מעכבי בעירה - ולפעמים אפילו כדי לכבות להבות (אם כי תכונה זו קשה יותר להשגה כיום, כאשר יצרני מוצרים רבים מבקשים ניסוחים נטולי הלוגן).
תוספים לדבקים עמידים באש כוללים
● תרכובות אורגניות היוצרות פחם המסייעות להפחית את החום והעשן ולהגן על החומר שמתחת מפני שריפה נוספת.
● סופגי חום, אלו הם הידרטים מתכתיים רגילים המסייעים להעניק לדבק תכונות תרמיות מצוינות (לעתים קרובות, דבקים מעכבי בעירה נבחרים עבור יישומי חיבור גוף קירור בהם נדרשת מוליכות תרמית מקסימלית).
זהו איזון זהיר מכיוון שתוספים אלה יגרמו להפרעה לתכונות דבק אחרות כגון חוזק, ריאולוגיה, מהירות ייבוש, גמישות וכו'.
האם יש הבדל בין דבקים עמידים בפני אש לדבקים מעכבי בעירה?
כן! יש. שני המונחים הוזכרו במאמר, אבל כנראה שעדיף להבהיר את הסיפור.
דבקים עמידים באש
אלו הם לרוב מוצרים כמו צמנטים דביקים אנאורגניים וחומרי איטום. הם אינם נשרפים ועומדים בטמפרטורות קיצוניות. יישומים עבור מוצרים מסוג זה כוללים תנורי התכה, תנורים וכו'. הם לא עושים דבר כדי למנוע שריפה של מכלול. אבל הם עושים עבודה מצוינת בהחזקת כל החלקים הבוערים יחד.
דבקים מעכבי בעירה
אלה מסייעים בכיבוי הלהבות ומאטים את התפשטות האש.
תעשיות רבות מחפשות דבקים מסוג זה
● אלקטרוניקה– לקיבוע ואריזת אלקטרוניקה, חיבור גופי קירור, מעגלים מודפסים וכו'. קצר חשמלי אלקטרוני יכול בקלות להצית שריפה. אבל מעגלים מודפסים (PCB) מכילים תרכובות מעכבות בעירה – לעתים קרובות חשוב שגם לדבקים יהיו תכונות אלה.
● בנייה– חיפוי וריצוף (במיוחד באזורים ציבוריים) צריכים להיות לעיתים קרובות עמידים בפני שריפה ומחוברים באמצעות דבק מעכב בעירה.
● תחבורה ציבורית– קרונות רכבת, פנים אוטובוסים, חשמליות וכו'. יישומים של דבקים מעכבי בעירה כוללים הדבקה של פאנלים מרוכבים, ריצוף וגופי חשמל ואביזרים אחרים. הדבקים לא רק מסייעים במניעת התפשטות האש. אלא שהם מספקים חיבור אסתטי ללא צורך בחומרי מחבר מכניים מכוערים (ומרשרשים).
● מטוסים– כפי שצוין קודם לכן, חומרי פנים תא הנוסעים כפופים לתקנות מחמירות. עליהם להיות מעכבי בעירה ולא למלא את תא הנוסעים בעשן שחור במהלך שריפה.
תקנים ושיטות בדיקה למעכבי בעירה
תקנים הקשורים לבדיקות אש נועדו לקבוע את ביצועי החומר ביחס ללהבה, עשן ורעילות (FST). מספר בדיקות נמצאות בשימוש נרחב כדי לקבוע את עמידות החומרים לתנאים אלה.
בדיקות נבחרות למעכבי בעירה
| עמידות בפני שריפה | |
| ASTM D635 | "קצב שריפת פלסטיק" |
| ASTM E162 | "דליקות של חומרים פלסטיים" |
| UL 94 | "דליקות של חומרים פלסטיים" |
| תקן ISO 5657 | "הדלקות של מוצרי בניין" |
| תקן 6853 | "התפשטות להבה" |
| רחוק 25.853 | "תקן כשירות אווירית - פנים תאי הטיסה" |
| NF T 51-071 | "מדד חמצן" |
| NF C 20-455 | "בדיקת חוט זוהר" |
| דין 53438 | "התפשטות להבה" |
| עמידות לטמפרטורות גבוהות | |
| BS 476 חלק מס' 7 | "התפשטות להבה על פני השטח - חומרי בניין" |
| דין 4172 | "התנהגות חומרי בניין מפני אש" |
| ASTM E648 | "כיסויי רצפה - פאנל קורן" |
| רַעֲלָנוּת | |
| SMP 800C | "בדיקת רעילות" |
| תקן 6853 | "פליטת עשן" |
| NF X 70-100 | "בדיקת רעילות" |
| 1000.01 אוסטרליה | "צפיפות עשן" |
| יצירת עשן | |
| תקן 6401 | "צפיפות אופטית ספציפית של עשן" |
| תקן 6853 | "פליטת עשן" |
| NES 711 | "מדד עשן של תוצרי בעירה" |
| ASTM D2843 | "צפיפות עשן משריפת פלסטיק" |
| ISO CD5659 | "צפיפות אופטית ספציפית - יצירת עשן" |
| 1000.01 אוסטרליה | "צפיפות עשן" |
| דין 54837 | "דור העשן" |
בדיקת עמידות בפני שריפה
ברוב הבדיקות המודדות את העמידות בפני בעירה, דבקים מתאימים הם אלו שאינם ממשיכים לבעור למשך זמן משמעותי לאחר הסרת מקור ההצתה. בבדיקות אלו ניתן להצית את דגימת הדבק שהתקשה ללא קשר לכל חומר הדבקה (הדבק נבדק כשכבה חופשית).
למרות שגישה זו אינה מדמה מציאות מעשית, היא מספקת נתונים שימושיים על העמידות היחסית של הדבק לשריפה.
ניתן גם לבדוק מבנים לדוגמה עם דבק וחומר הדבקה. תוצאות אלו עשויות לייצג יותר את ביצועי הדבק בשריפה בפועל, מכיוון שהתרומה שמספק החומר הדבק יכולה להיות חיובית או שלילית.
בדיקת שריפה אנכית UL-94
הוא מספק הערכה ראשונית של דליקות יחסית וטפטוף של פולימרים המשמשים בציוד חשמלי, מכשירים אלקטרוניים, מכשירי חשמל ויישומים אחרים. הוא מתייחס למאפייני שימוש סופי כגון הצתה, קצב בעירה, התפשטות להבה, תרומת דלק, עוצמת בעירה ותוצרי בעירה.
עבודה והקמה - בבדיקה זו, דגימת סרט או מצע מצופה מותקנת אנכית במארז נטול משיכות. מבער ממוקם מתחת לדגימה למשך 10 שניות ומשך הבעירה נמדד בזמן. כל טפטוף שמצית צמר גפן כירורגי המונח 30 ס"מ מתחת לדגימה רשום.
למבחן מספר סיווגים:
94 V-0: אף דגימה לא בוערת בלהבות במשך יותר מ-10 שניות לאחר ההצתה. הדגימות אינן נשרפות עד לחיבור האחיזה, מטפטפות ומציתות את הכותנה, או שהבעירה הבוערת נמשכת 30 שניות לאחר הסרת להבת הבדיקה.
94 V-1: אסור שדגימה תבעור בלהבות במשך יותר מ-30 שניות לאחר כל הצתה. הדגימות לא יישרפו עד לחיבור האחיזה, לא יטפטפו ולא ידליקו את הכותנה, או שתהיה לה זוהר לאחר מכן של יותר מ-60 שניות.
94 V-2: זה כרוך באותם קריטריונים כמו V-1, פרט לכך שהדגימות מורשות לטפטף ולהצית את הכותנה שמתחת לדגימה.
אסטרטגיות נוספות למדידת עמידות בפני שריפה
שיטה נוספת למדידת עמידות הבעירה של חומר היא מדידת מדד החמצן המגביל (LOI). ה-LOI הוא ריכוז החמצן המינימלי, המתבטא באחוז נפחי של תערובת של חמצן וחנקן, התומך בבעירה בוערת של חומר בתחילה בטמפרטורת החדר.
עמידותו של דבק לטמפרטורות גבוהות במקרה של שריפה דורשת שיקול דעת מיוחד, מלבד השפעות הלהבה, העשן והרעילות. לעתים קרובות המצע יגן על הדבק מפני שריפה. עם זאת, אם הדבק מתרופף או מתכלה עקב טמפרטורת האש, החיבור עלול להיכשל ולגרום להפרדה בין המצע לדבק. אם זה קורה, הדבק עצמו נחשף יחד עם המצע המשני. משטחים טריים אלה עלולים לתרום עוד יותר לשריפה.
תא צפיפות העשן של NIST (ASTM D2843, BS 6401) נמצא בשימוש נרחב בכל מגזרי התעשייה לקביעת עשן הנוצר מחומרים מוצקים ומכלולים המותקנים במצב אנכי בתוך תא סגור. צפיפות העשן נמדדת באופן אופטי.
כאשר דבק מודבק בין שני מצעים, עמידות האש והמוליכות התרמית של המצעים שולטות על הפירוק ופליטת העשן של הדבק.
בבדיקות צפיפות עשן, ניתן לבדוק דבקים לבדם כציפוי חופשי כדי לכפות את תנאי המקרה הגרוע ביותר.
מצא דרגת מעכב בעירה מתאימה
צפו במגוון רחב של סוגי מעכבי בעירה הזמינים כיום בשוק, נתחו נתונים טכניים של כל מוצר, קבלו סיוע טכני או בקשו דוגמיות.
TF-101, TF-201, TF-AMP
