افزودنی تاخیر انداز شعله چیست؟
تاخیر انداز شعله (Flame Retardant) یک افزودنی مورد استفاده در پلیمرها و چوب‌‌هاست که میتواند در زمان آتش سوزی‌‌ها به خصوص آتش‌سوزی‌‌های نامحسوس مانند اتصال کوتاه دستگاه‌‌های الکتریکی، از پخش شدن شعله و انتقال سریع آتش به اجسام قابل اشتعال دیگر، جلوگیری کند.
به بیان ساده و کلی، تاخیرانداز شعله ماد‌ه‌ای است که به مواد سوختنی همچون پلیمرها و چوب، اضافه و باعث میشود که مقاومت آن ماده سوختنی نسبت به آتش افزایش یابد؛ به این معنی که آن ماده آتش نگیرد یا به سختی آتش بگیرد و اگر آتش گرفت خودش خاموش شود و اگر خاموش نشد، سرعت انتشار شعله و مقدار گرما و دود کاهش یابد. ماده بازدارنده شعله با اسامی مختلفی همچون تاخیر انداز، کندسوز کننده و ضد شعله بیان میشوند.
همچنین بخوانید: قیمت پلی کربنات
کاربرد مواد بازدارنده شعله
برای شرح تخصصی‌تر مواد تاخیر انداز شعله، ابتدا به ساز و کار ایجاد آتش می‌‌پردازیم. می‌‌دانیم که برای ایجاد آتش نیاز به سه عاملِ ماده سوختنی، گرما و اکسیژن است که به آن مثلث آتش می‌‌گویند. ماده سوختنی در حضور گرما (مانند آتش فندک)، با اکسیژن موجود در محیط واکنش می‌دهد و دود و گرما آزاد میکند که به آن، واکنش سوختن می‌‌گویند.
حال، مواد ضد شعله با مواد سوختنی مانند پلیمرها مخلوط میشوند تا در این واکنش شیمیایی اختلال ایجاد کنند؛ در نتیجه باعث خاموش شدن پلیمر شده و یا سرعت سوختن آن را به طور قابل توجهی کاهش می‌‌دهند.ساز و کار عملکرد آنها به طرق زیر است:
- اختلال در واکنش سوختن (مکانیسم شیمیایی)
- ایجاد حجم بالایی از گازهای احتراق ناپذیر برای کاهش مصرف اکسیژن ( مکانیزم حرارتی)
- ایجاد واکنش‌‌های گرماگیر و جذب گرما (مکانیزم حرارتی)
- ایجاد پوشش نفوذناپذیر در سطح برای جلوگیری از انتقال گرما و اکسیژن به پلیمر ( ترکیبی از چند مکانیزم بالا)
تاخیرانداز‌های شعله انواع مختلفی دارند و هر پلیمر، تاخیرانداز شعله مخصوص به خود را داراست. هر کدام از این تاخیرانداز‌ها از طریق یک یا چند سازوکار بالا عمل میکنند. در حقیقت، این مکانیزم‌‌ها با تاثیر بر عوامل ایجاد آتش (ماده سوختنی، حرارت و اکسیژن) منجر به افزایش مقاومت در برابر شعله ماده پلیمری می‌گردند.
کاربرد‌‌های مواد ضد شعله چیست؟
تاخیرانداز شعله در تولید انواع وسایل خانگی، قطعات خودرو، مصالح ساختمانی پلیمری، پروفیل، لوله، لوازم برقی، اتصالات الکتریکی و منسوجات استفاده میشود. این مواد کندسوز کننده را می‌‌توان در روکش کابل‌‌های برق، دیوارپوش‌‌ها یا پارکت‌‌ها به کار گرفت و هم به صورت پوشش خارجی بر روی سطوح مختلف مانند چوب اعمال کرد. اضافه کردن این افزودنی باعث دستیابی به یک یا چند خاصیت زیر می‌‌گردد:
- کاهش حرارت تولیدشده از آتش سوزی
- کم کردن دود و گازهای سمی ایجادشده در اثر آتش سوزی
- کاهش قابل توجه خطرات آتش سوزی
- کم کردن سرعت انتشار آتش
- کاهش ریزش مواد ذوب شد‌ه‌ای که میتوانند منجر به انتقال آتش شوند.
انواع دیرسوز کننده
انواع مواد ضد شعله غالبا به صورت پودر و همچنین مستربچ و کامپاند حاوی این پودر تولید و به قطعه‌سازان فروخته میشوند. برخی تاخیرانداز‌های شعله به صورت مایع نیز تولید میشوند. بر اساس ترکیبات سازنده، می‌‌توان تاخیر انداز‌های شعله را در پنج دسته زیر قرار داد:
- تاخیر انداز‌های هالوژنه که دارای برم یا کلر هستند و میتوانند در واکنش سوختن اختلال ایجاد کنند. با توجه به خطرات زیست محیطی هالوژن‌‌ها، استفاده از این نوع تاخیرانداز شعله در دنیا رو به کاهش است.
- تاخیر انداز‌های بدون هالوژن که بر پایه فسفر، نیتروژن و فسفر-نیتروژن.
- تاخیر انداز‌های بدون هالوژن بر پایه مواد معدنی مانند آلومینیوم تری هیدرات (ATH).
- تاخیر انداز‌های کم هالوژن که مخلوطی از سه نوع بالا هستند و اثر کمی بر روی خواص مکانیکی دارند.
- تاخیرانداز‌های پف کننده
معرفی استاندارد‌ها تولیدی تاخیر انداز شعله
برای جلوگیری از خسارت‌های شدید جانی و مالی که آتش‌سوزی به زندگی انسان‌ها وارد کرده است، شرایطی برای لوازم خانگی، برقی و … در نظر گرفته شده تا این خسارت‌‌ها به حداقل برسد. سازمان‌های نظارتی با وضع استاندارد‌ها مشخص میکنند که هر ماده برای استفاده در یک کاربرد خاص، چه مقاومتی در برابر آتش داشته باشد و مقاومت آن با چه روشی مورد ارزیابی قرار گیرد. نحوه ارزیابی نیز در استاندارد‌ها بیان گردیده است. برای آنکه پلیمرها استانداردهای آتش را پشت سر بگذراند نیاز به استفاده از مواد کندسوز کننده وجود دارد.
همچنین بخوانید: قیمت مواد پلی اتیلن
استاندارد UL94 پودر ضد شعله
صنایع مختلف، استانداردهای مربوط به خود را دارند. برای مثال، در لوازم الکتریکی و خانگی استاندارد UL94 از مهمترین استاندارد‌ها به شمار میرود. در استاندارد UL94، چندین روش برای آزمون قطعات پلیمری همچون افقی (HB) و عمودی (V) وجود دارد. روش عمودی (V) از پرکاربردترین و سخت‌ترین روش‌های آزمون اشتعال مواد پلیمری است.
قطعات دارای استاندارد UL94 به نحوی ساخته میشوند تا خودبه‌خود خاموش شوند. در این روش، قطعه به روش خاصی مورد آزمایش قرار می‌‌گیرد. با توجه به مدت زمان خاموش شدن قطعه و ریزش مذاب از آن، طبقه‌بندی‌‌های V0، V1 و V2 در این روش تعریف شده است. طبقه V0 بالاترین طبقه‌بندی در استاندارد UL94 است.
دیگر استانداردهای مواد کاهش دهنده شعله
آزمون سیم ملتهب (GWT) از دیگر استانداردهای بسیار مهم و پر کاربرد در لوازم الکتریکی است. به استانداردهای دیگری همچون DIN4102 و ISO 11925 می‌‌توان اشاره کرد که در صنایع ساختمانی استفاده میشوند. ما میتوانیم مستربچ‌‌های کاهنده شعله متناسب با استاندارد مورد نظر شما را فرموله و عرضه کنیم.
نکات مهم در خرید مواد تاخیر انداز شعله
برای انتخاب بهترین مواد تاخیر انداز شعله، باید خواص مورد نیازتان همچون استانداردهای اشتعال پذیری همچون UL94 و DIN4102، خواصی فیزیکی و مکانیکی قطعه نهایی را در نظر داشته باشید. علاوه بر این، برای انتخاب و خرید بازدارنده یا ضد شعله موارد زیر حائز اهمیت هستند:
- نوع پلیمر
- فرآیند تولید مانند تزریق، اکستروژن
- استفاده از پرکننده‌‌ها مانند تالک و کلسیم کربنات
- استانداردهای زیست محیطی
- محیط پیرامون پلیمر
- رنگ قطعه
قیمت مواد تاخیر انداز شعله
قیمت مواد تاخیرانداز شعله به عوامل مختلفی بستگی دارد که از اصلیترین آنها ساختار شیمیایی و کیفیت مواد اولیه است. همچنین شرایط بازار جهانی هم بر روی قیمت این محصول اثر دارد. فروش مستربچ بازدارنده یا ضد شعله در کیسه‌‌های 20 یا 25 کیلوگرمی انجام میشود؛ شما می‌‌توانید برای خرید تاخیرانداز‌های شعله مناسب برای کاربرد مورد نظرتان و در حجم دلخواه، با ما در پارت پلاست تماس بگیرید.
سوالات متداول
تاخیر انداز هالوژنه بهتر است یا بدون هالوژن؟
از آنجا که تاخیر انداز بدون هالوژن آسیب کمتری به محیط زیست وارد میکند، گزینه بهتری به شمار میرود.
از تاخیر انداز‌های شعله در چه جا‌‌هایی می‌‌توان استفاده کرد؟
در تولید انواع وسایل خانگی، قطعات خودرو، مصالح ساختمانی پلیمری، پروفیل، لوله، اتصالات الکتریکی و منسوجات از تاخیر انداز‌های شعله استفاده میشود.
آیا امکان استفاده از تاخیر انداز شعله در کامپاند‌های تقویت شده با الیاف شیشه و پرکننده‌‌هایی همچون تالک و کلسیم کربنات وجود دارد؟
بله. اگرچه پرکننده‌‌ها و تقویت‌کننده‌‌هایی مانند الیاف شیشه تأثیر معکوس بر روی بازدهی تاخیرانداز شعله دارند و دیرسوز شدن پلیمر را با مشکل جدی مواجه میکنند، اما، ما در پارت پلاست میتوانیم محصولاتی را عرضه کنیم که مقاومت کامپاند‌های حاوی فیلر و تقویت‌کننده در برابر شعله را افزایش دهد.
تاخیر انداز‌های شعله بر پایه فسفر و نیتروژن بهتر است یا تاخیرانداز‌های معدنی؟
هر دو این تاخیرانداز‌ها غیر‌هالوژنه هستند و با محیط زیست سازگارند؛ اما، پارامتر‌هایی همچون خواص فیزیکی-مکانیکی، قیمت تمام شده و نوع استاندارد آتش در انتخاب آنها موثر است.