Tehnička analiza i istraživanje primjene materijala za automatsko gašenje požara ljepila

 

U savremenoj industriji i svakodnevnom životu ljepilo, kao nezamjenjiv ljepljivi materijal, ima široku primjenu u raznim oblastima. Međutim, većina ljepila su organski polimerni materijali, koji su zapaljivi. Kada dođe do požara, vrlo je vjerovatno da će podstaći širenje požara, donoseći ozbiljne potencijalne opasnosti po sigurnost. Stoga je razvoj i upotreba automatski materijali za gašenje požara pogodni za ljepila postali su ključna mjera za poboljšanje performansi zaštite od požara. Ovaj članak će detaljno istražiti uobičajene materijale za automatsko gašenje požara pogodne za ljepila, analizirati njihove mehanizme djelovanja, karakteristike i scenarije primjene.

Usporivači gorenja

Usporivači plamena su tvari koje mogu povećati otpornost materijala na plamen, inhibirajući proces sagorijevanja fizičkim ili kemijskim djelovanjem. U oblasti ljepila, primjena usporivača plamena može efikasno smanjiti zapaljivost ljepila i smanjiti rizik od požara.

Usporivači plamena na bazi fosfora

Usporivači plamena na bazi fosfora imaju odličnu kompatibilnost s ljepilima kao što je akrilat, što ih čini važnim u otpornosti na gorenje ljepila koji se koriste u ljepljivim trakama i ljepljivim krpama za elektronske i električne proizvode. Njihov mehanizam djelovanja uglavnom uključuje niz kemijskih reakcija tokom sagorijevanja, u konačnici formirajući prekrivni sloj kao što je fosforna kiselina ili polifosforna kiselina. Ovaj pokrivni sloj je kao a automatski materijali za gašenje požara pogodni za ljepila, blisko izolirajući kontakt između kisika i ljepila. Kao što znamo, tri elementa sagorevanja su zapaljivi materijali, kiseonik i izvor toplote. Izolacijom kiseonika reakcija sagorevanja se teško može nastaviti, čime se postiže svrha inhibicije sagorevanja.

Iz mikroskopske perspektive, fosforna kiselina i druge tvari nastale termičkom razgradnjom usporivača plamena na bazi fosfora će potaknuti karbonizaciju površine ljepila, formirajući gusti sloj ugljika. Ovaj sloj ugljika ne samo da ima funkciju toplinske izolacije, već može spriječiti izlazak zapaljivih plinova, dodatno potiskujući izgaranje. U elektroničkim i električnim proizvodima, zbog svojih izuzetno visokih zahtjeva za električnim performansama, usporivači plamena na bazi fosfora neće značajno utjecati na električnu izolaciju ljepila dok ispoljavaju svoj efekat usporenja plamena, osiguravajući normalan rad elektroničkih uređaja.

Usporivači plamena na bazi halogena

Usporivači plamena na bazi halogena nekada su bili široko korišćeni zbog svoje izuzetno visoke efikasnosti usporenja plamena. Njihov princip usporavanja plamena je da prekidaju lančanu reakciju sagorevanja hvatanjem slobodnih radikala u reakciji sagorevanja. Tokom procesa sagorevanja, slobodni radikali su ključni faktori koji održavaju kontinuirani napredak reakcije sagorevanja. Usporivači plamena na bazi halogena mogu se brzo kombinirati sa slobodnim radikalima, čineći ih neaktivnim, pa se reakcija sagorijevanja ne može dalje širiti.

Međutim, uz kontinuirano poboljšanje svijesti o zaštiti okoliša, upotreba usporivača plamena na bazi halogena postepeno je ograničena. To je zato što će usporivači plamena na bazi halogena tokom sagorijevanja ispuštati toksične i štetne plinove kao što su halogenidi vodika, uzrokujući ozbiljnu štetu okolišu i ljudskom zdravlju. Ipak, u nekim industrijskim poljima ljepila s relativno niskim zahtjevima zaštite okoliša, kao što su neki građevinski zaptivači, još uvijek se koriste usporivači plamena na bazi halogena. To je zato što im u ovim scenarijima primjene njihove odlične performanse usporenja plamena i relativno niska cijena daju određene prednosti. Ali dugoročno gledano, pronalaženje zamjenskih proizvoda za usporivače plamena na bazi halogena je neizbježan trend.

Neorganska punila otporna na plamen

Neorganska punila koja usporavaju plamen kao što su aluminijum hidroksid i magnezijum hidroksid će se podvrgnuti reakcijama raspadanja na visokim temperaturama, a ovaj proces je endotermni proces. Kada temperatura površine ljepila poraste zbog požara, raspadanje neorganskih punila usporujućih plamena apsorbira veliku količinu topline, efektivno smanjujući temperaturu površine ljepila. U isto vrijeme, vodena para nastala razgradnjom može razrijediti koncentraciju zapaljivih plinova i kisika.

Uzimajući za primjer aluminijum hidroksid, njegova temperatura raspadanja je između 200 – 300°C. U ovom temperaturnom rasponu će se razgraditi na aluminij oksid i vodu. Nastala vodena para može ispuniti prostor oko ljepila, smanjujući koncentraciju zapaljivih plinova i kisika, što otežava nastavak reakcije sagorijevanja. Osim toga, aluminij oksid koji nastaje nakon raspadanja je supstanca otporna na visoke temperature, koja će formirati zaštitni film na površini ljepila, dodatno poboljšavajući otpornost na plamen ljepila. Ova vrsta neorganskog punila za usporavanje plamena često se koristi u ljepilima s visokim zahtjevima za performanse na visokim temperaturama, kao što su neki industrijski visokotemperaturni ljepila, koji mogu održati dobre efekte usporavanja plamena u okruženjima s visokim temperaturama i osigurati sigurnost industrijske proizvodnje.

Vatrootporni aditivi

Vatrootporni aditivi su posebni aditivi koji mogu poboljšati vatrootpornost ljepila, poboljšavajući zaštitnu sposobnost ljepila u slučaju požara različitim metodama djelovanja.

Intumescent Vatrootporni aditivi

Intumescentni vatrootporni aditivi će se u slučaju požara proširiti na visokim temperaturama, formirajući porozni karbonski sloj. Ovaj proces je poput izgradnje čvrstog vatrostalnog zida za ljepilo, koji igra ulogu toplinske izolacije i izolacije kisika, te sprječava širenje vatre. Intumescentni vatrootporni aditivi se široko koriste u građevinskim ljepilima i ljepilima za namještaj.

Kada dođe do požara i temperatura poraste, intumescentni vatrootporni aditivi počinju da se šire. Oni će se brzo proširiti nekoliko puta ili čak desetine puta, formirajući debeli porozni karbonski sloj. Ovaj karbonski sloj ima izuzetno nisku toplotnu provodljivost, što može efikasno sprečiti prenos toplote u unutrašnjost lepka, smanjujući temperaturu lepka i otežavajući postizanje tačke paljenja. U isto vrijeme, porozna struktura može adsorbirati veliku količinu zapaljivih plinova, smanjujući mogućnost kontakta između zapaljivih plinova i kisika i dalje inhibirajući sagorijevanje. Na primjer, nakon dodavanja ljepila koji se koriste za unutrašnju dekoraciju zgrada, nakon dodavanja intumescentnih vatrootpornih aditiva, može efikasno odgoditi širenje vatre u početnoj fazi požara, kupujući dragocjeno vrijeme za evakuaciju osoblja i spašavanje od požara.

Nano vatrootporni aditivi

Nano vatrootporni aditivi kao što je nano montmorilonit, sa svojim jedinstvenim efektom nano-veličine i odličnim svojstvima, pokazuju veliki potencijal u oblasti otpornosti na ljepilo. Nano montmorilonit je slojeviti silikatni mineral s izuzetno visokom specifičnom površinom i dobrim barijera. Kada se doda u ljepilo u maloj količini, nanomontmorilonit može biti jednoliko dispergiran u matrici ljepila, formirajući mrežnu strukturu nanorazmjera.

Ova mrežna struktura nanorazmjera ne samo da može poboljšati termičku stabilnost ljepila, već i poboljšati njegova svojstva barijere. Što se tiče termičke stabilnosti, nano montmorilonit može ograničiti termičko kretanje molekula ljepila i povećati temperaturu raspadanja ljepila. Što se tiče barijernih svojstava, lamelarna struktura nano montmorilonita može blokirati difuziju zapaljivih plinova i kisika, što otežava odvijanje reakcije sagorijevanja. Štoviše, zbog male količine dodatka, nano aditivi koji usporavaju plamen imaju mali utjecaj na druga svojstva ljepila i mogu se koristiti u raznim vrstama ljepila, posebno nekim elektroničkim ljepilima sa visokim zahtjevima za performanse. U proizvodnji elektronskih uređaja, upotreba ljepila s dodanim nano aditivima za usporavanje plamena ne samo da može osigurati performanse ljepila i električne performanse ljepila, već i poboljšati njegovu otpornost na vatru, ispunjavajući zahtjeve elektroničkih uređaja za sigurnost i visoke performanse.

Vatrootporni zaptivači

Vatrootporni zaptivači su posebna ljepila. Osim što imaju adhezivna svojstva običnih ljepila, imaju i dobru otpornost na vatru i mogu formirati efikasnu vatrostalnu barijeru u slučaju požara.

Silikonski vatrootporni zaptivači

Silikonski vatrootporni zaptivači imaju mnoga odlična svojstva, što ih čini jednim od poželjnih materijala u oblasti vatrootpornog zaptivanja. Prvo, ima dobru otpornost na vremenske uslove i može održavati stabilne performanse u raznim teškim uslovima okoline i nije lako stariti. Bilo da se radi o visokoj temperaturi, niskoj temperaturi ili ultraljubičastom zračenju, to neće imati značajan utjecaj na njegove performanse. Drugo, silikonski vatrootporni zaptivači imaju odličnu otpornost na visoke i niske temperature i mogu normalno raditi u temperaturnom rasponu od – 50°C do 200°C.

Kada dođe do požara, silikonski vatrootporni zaptivači mogu brzo formirati efikasan vatrootporni zaptivni sloj. Ima dobra adhezivna svojstva i može usko ispuniti dijelove kao što su spojevi zgrada i mjesta prodiranja cijevi, sprječavajući širenje vatre i dima. U građevinarstvu, silikonski vatrootporni zaptivači se široko koriste za zaptivanje građevinskih spojeva, kao što su spojevi između podova i zidova, te spojevi između vrata, prozora i zidova. U oblasti elektronskih uređaja može se koristiti za zaptivanje i lepljenje kućišta elektronskih uređaja sa visokim zahtevima za otpornost na vatru, obezbeđivanje sigurnosti elektronskih uređaja u slučaju požara, sprečavanje ulaska plamena i dima u unutrašnjost uređaja i oštećenja elektronskih komponenti.

Akrilne vatrootporne zaptivke

Akrilne vatrootporne zaptivke odlikuju se velikom brzinom očvršćavanja i visokom čvrstoćom ljepila. Kod vatrootpornog zaptivanja građevinskih vrata, prozora, zidova zavjesa, itd., karakteristika brzog očvršćavanja uvelike poboljšava efikasnost konstrukcije i može formirati efikasan vatrootporni zaptivni sloj za kratko vrijeme. Istovremeno, njegova visoka čvrstoća ljepila može osigurati da se zaptivač usko sjedini s osnovnim materijalom i da nije lako otpasti.

Akrilne vatrootporne zaptivke imaju dobru otpornost na vatru. U slučaju požara može izdržati djelovanje visoke temperature određeno vrijeme i spriječiti širenje plamena i štetnih plinova kroz fuge. U zaptivanje i lijepljenje industrijske opreme, akrilne vatrootporne zaptivke također igraju važnu ulogu. Na primjer, u oblastima kemijske opreme, energetske opreme itd., korištenje akrilnih vatrostalnih zaptivača za zaptivanje spojeva opreme može efikasno spriječiti curenje plamena i štetnih plinova u slučaju požara i osigurati sigurnost industrijske proizvodnje.

Postoji širok izbor automatski materijali za gašenje požara pogodni za ljepila, a svaki materijal ima svoj jedinstveni mehanizam djelovanja, karakteristike performansi i scenarije primjene. Uz kontinuirani napredak nauke i tehnologije i sve veće zahtjeve za sigurnošću od požara, buduća istraživanja o materijalima za automatsko gašenje požara za ljepila će se razvijati u pravcu ekološki prihvatljivijeg, efikasnijeg i multifunkcionalnog. Razvoj novih vrsta usporivača plamena, vatrootpornih aditiva i vatrootpornih zaptivnih masa, poboljšanje otpornosti na vatru ljepila i smanjenje rizika od požara bit će važan zadatak za osiguranje života i sigurnosti ljudi i promoviranje održivog razvoja različitih industrija. Moramo nastaviti da istražujemo i inoviramo, da u potpunosti iskoristimo prednosti raznih materijala za automatsko gašenje požara i da damo doprinos izgradnji sigurnog i pouzdanog životnog i radnog okruženja.

Za više informacija o odabiru najbolje tehničke analize i istraživanju primjene materijala za automatsko gašenje požara za ljepila, možete posjetiti DeepMaterial na adresi https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ za više informacija.