Exigences ignifuges pour les matériaux en caoutchouc expliquées : la norme derrière la sécurité

Exigences ignifuges pour les matériaux en caoutchouc expliquées : la norme derrière la sécurité

Les matériaux en caoutchouc sont largement utilisés dans l'industrie et la vie modernes, depuis les pneus et joints de voiture jusqu'aux gaines de câbles et aux équipements ménagers. Cependant, l’inflammabilité du caoutchouc constitue également un problème de sécurité important, notamment dans des domaines tels que les équipements électriques et les matériaux de construction. Pour garantir la sécurité d'utilisation, le caractère ignifuge des matériaux en caoutchouc doit souvent être rigoureusement évalué et classé. Dans cet article, nous présenterons en détail la classification, les normes de test, les facteurs d'influence de la qualité ignifuge du caoutchouc et son importance dans les applications pratiques.

I. Aperçu de l'ignifugation du caoutchouc

Le caractère ignifuge du caoutchouc fait référence au comportement de combustion des matériaux en caoutchouc sous l'action d'une source d'inflammation, y compris la facilité d'inflammation du matériau, la flamme

vitesse de propagation, les résidus après brûlage et leur contribution à la propagation du feu. Le caractère ignifuge du caoutchouc est important pour l’isolation électrique, la prévention des incendies dans les bâtiments et la sécurité automobile. Afin d'évaluer le caractère ignifuge des matériaux en caoutchouc, une série de méthodes et de normes d'essai sont généralement utilisées, classées en fonction des caractéristiques de combustion des matériaux en caoutchouc dans différentes conditions.

Ⅱ.Les normes communes de qualité et de test ignifuges en caoutchouc

1. Norme UL94 (Laboratoires des assureurs)

La norme UL94 est l'une des normes de test de retard de flamme largement utilisées dans le monde, en particulier dans le domaine des matériaux en plastique et en caoutchouc. UL94 classe principalement les matériaux en plusieurs niveaux de retard de flamme en testant leurs caractéristiques de combustion dans les directions verticales et horizontales. Les principales notations comprennent :

- V-0 : Lorsque le matériau est enflammé, la flamme s'éteint dans les 10 secondes sans gouttes de combustibles. v-0 est l'indice de retardateur de flamme le plus élevé, indiquant que le matériau s'éteindra rapidement à des températures élevées et n'enflammera pas une source d'inflammation secondaire.

- V-1 : Lorsque le matériau est enflammé, la flamme s'éteint dans les 30 secondes et les gouttes ne doivent pas enflammer le coton. v-1 est légèrement inférieur à v-0, mais présente toujours un bon pouvoir ignifuge.

- V-2 : Une fois le matériau enflammé, la flamme s'éteint dans les 30 secondes et les gouttes peuvent enflammer le coton. v-2 est un niveau inférieur à v-1 et convient aux applications où le retardateur de flamme n'est pas trop exigeant.

- HB (Horizontal Burning) : Lorsque les matériaux sont placés horizontalement, la flamme se dilate plus lentement avant de brûler. la classification HB est généralement appliquée aux matériaux en caoutchouc ayant des exigences inférieures en matière de retardateur de flamme.

Les niveaux V-0, V-1 et V-2 du test UL94 sont couramment utilisés pour évaluer les performances des matériaux dans des conditions de combustion verticale, tandis que le niveau HB est utilisé pour évaluer la combustion horizontale. Les résultats des tests de différents niveaux ont une valeur de référence importante pour la sélection des matériaux dans les applications pratiques.

2. Méthode de l'indice d'oxygène (OI)

La méthode de l'indice d'oxygène (OI) est une méthode courante pour évaluer le caractère ignifuge des matériaux, principalement en mesurant la concentration minimale d'oxygène requise pour maintenir la combustion du matériau afin d'évaluer son caractère ignifuge. Plus l'indice d'oxygène est élevé, plus il est difficile pour le matériau d'entretenir une combustion dans l'air, et donc meilleur est son caractère ignifuge. Sur la base de la valeur de l'indice d'oxygène, les matériaux peuvent être classés comme suit :

- En dessous de 21% : Matières inflammables. Ces matériaux sont extrêmement inflammables dans l'air (concentration d'oxygène de 21 %) et ne conviennent pas pour une utilisation dans des applications où une protection incendie est requise.

- 21% à 28% : Matériaux incombustibles. Ce type de matériau est difficile à brûler dans l'air, possède un certain degré de propriétés ignifuges et convient à une utilisation dans des occasions nécessitant des exigences modérées en matière de protection contre les incendies.

- Supérieur à 28% : matériaux ignifuges. Ces matériaux sont presque impossibles à entretenir une combustion dans l’air et conviennent aux applications nécessitant des exigences élevées en matière de résistance au feu.

En raison de sa simplicité et de son intuition, la méthode de l'indice d'oxygène est largement utilisée dans les tests d'ignifugation du caoutchouc, du plastique et d'autres matériaux, en particulier dans les cas où une évaluation quantitative du comportement au feu des matériaux est requise.

3. Norme DIN 4102 (Allemagne)

DIN 4102 est une norme allemande pour les tests de retardateur de flamme des matériaux de construction, largement utilisée dans les pays européens. La norme classe les matériaux en plusieurs classes en fonction de leur comportement en cas d'incendie, notamment :

- Classe B1 (matériaux ignifuges) : matériaux qui présentent de bonnes propriétés ignifuges en cas d'incendie, sont difficiles à enflammer et ont une vitesse de propagation lente de la flamme, et sont généralement utilisés pour des matériaux de construction très exigeants.

- Classe B2 (matériaux combustibles ordinaires) : le matériau peut brûler dans certaines conditions, la vitesse de propagation de la flamme est rapide, adaptée aux exigences moyennes de l'application.

- Classe B3 (matériaux hautement combustibles) : le matériau est extrêmement inflammable, la vitesse de propagation de la flamme est rapide et il n'est généralement pas adapté aux applications nécessitant une protection incendie.

La norme DIN 4102 est largement utilisée dans le secteur de la construction, notamment lors de l'évaluation des matériaux ignifuges pour l'intérieur et l'extérieur des bâtiments.

4. Norme EN 13501-1 (Europe)

EN 13501-1 est la norme européenne pour la performance au feu des matériaux de construction et couvre les classes de résistance au feu de la classe A1 (matériaux non combustibles) à la classe F (matériaux inflammables). Cette norme est largement utilisée pour évaluer la performance des matériaux de construction au feu. Les définitions spécifiques de chaque classe sont les suivantes :

- Classe A1 : Matériaux incombustibles. Ils ne produisent pas de flammes, de fumée ou de matières brûlantes significatives lors d'un incendie.

- Classe A2 : Matériau pratiquement incombustible qui présente une légère combustion mais ne produit pas de fumées toxiques ni de flammes importantes.

- Classe B : Performances de combustion inférieures avec un certain retardateur de flamme. Convient aux matériaux de construction nécessitant une résistance au feu modérée.

- Classe CF : De réfractaire à inflammable, les performances de combustion du matériau augmentent progressivement à mesure que la classe diminue, adaptée aux applications avec différentes exigences de protection incendie.

La norme EN 13501-1 fournit un système complet de classification ignifuge grâce à une évaluation complète des performances des matériaux dans des conditions d'incendie réelles, ce qui convient à la sélection de matériaux pour différents scénarios d'application dans l'industrie de la construction.

Ⅲ.Facteurs affectant le caractère ignifuge du caoutchouc

Le caractère ignifuge des matériaux en caoutchouc est affecté par divers facteurs, notamment la composition chimique, les additifs, la structure physique, etc. Comprendre ces facteurs est essentiel pour améliorer le caractère ignifuge du caoutchouc.

1. Composition chimique

La composition chimique du caoutchouc affecte directement ses caractéristiques de combustion. Le caoutchouc naturel (NR) et la plupart des caoutchoucs synthétiques (par exemple SBR, BR) contiennent un grand nombre d'hydrocarbures dans leur structure, ce qui les rend sujets à la décomposition et au dégagement de gaz inflammables à haute température, favorisant ainsi la combustion. En revanche, certains caoutchoucs spéciaux, tels que le caoutchouc chloroprène (CR) et le fluoroélastomère (FKM), ont une stabilité thermique et un caractère ignifuge élevés en raison de la présence d'éléments halogènes dans leur structure moléculaire.

2. Application de retardateurs de flamme

L’ajout de retardateurs de flamme est une méthode courante pour améliorer le caractère ignifuge du caoutchouc. Les retardateurs de flamme couramment utilisés comprennent les composés halogènes, les composés du phosphore, l'hydroxyde d'aluminium, l'hydroxyde de magnésium, etc. Ces retardateurs de flamme inhibent la combustion du caoutchouc par différents mécanismes tels que :

- Isolation physique : par exemple l'hydroxyde d'aluminium et l'hydroxyde de magnésium, qui génèrent de la vapeur d'eau par absorption de chaleur et décomposition pendant le processus de combustion, refroidissant la zone de combustion et diluant les gaz combustibles.

- Inhibition chimique : par exemple, les retardateurs de flamme halogénés libèrent de l'halogénure d'hydrogène gazeux pendant le processus de combustion, inhibant ainsi la réaction en chaîne de la combustion.

- Formation de carbone : par exemple, les composés du phosphore forment une couche de carbone stable à haute température pour isoler l'oxygène et protéger la structure interne du matériau.

La sélection et le dosage des retardateurs de flamme doivent être ajustés en fonction des exigences d'application spécifiques du caoutchouc, afin d'améliorer les propriétés ignifuges tout en minimisant les effets néfastes sur les propriétés mécaniques et les performances de traitement des matériaux en caoutchouc.

3. Structure physique

La structure physique des matériaux en caoutchouc, telle que le poids moléculaire, le degré de réticulation, la cristallinité, etc., a également un impact sur leur caractère ignifuge. Un degré de réticulation et une cristallinité plus élevés améliorent généralement la stabilité thermique du matériau, le rendant plus difficile à décomposer et à brûler à haute température. En outre, l’introduction de nanomatériaux, tels que la nanosilice et la nano-alumine, peut également améliorer le caractère ignifuge des matériaux en améliorant leur stabilité thermique et leur résistance physique.

Ⅳ.L'application pratique de l'ignifugation du caoutchouc

Dans les applications pratiques, le caractère ignifuge du caoutchouc affecte directement sa sécurité et sa durée de vie. Dans les domaines suivants, la propriété ignifuge du caoutchouc est particulièrement importante :

1. Gaine du câble

Les matériaux de gaine des câbles doivent avoir une bonne isolation et un bon caractère ignifuge pour empêcher la propagation du feu en cas de panne de l'équipement électrique. Le caoutchouc ignifuge à faible teneur en fumée et sans halogène (LSZH) est actuellement le matériau préféré pour la gaine des câbles, qui ne produit pas de fumées toxiques pendant la combustion et se caractérise par une propagation lente des flammes.

2. Industrie automobile

Dans l'industrie automobile, les matériaux en caoutchouc sont largement utilisés dans les pneus, les joints d'étanchéité et d'autres composants. Ces pièces fonctionnent sous des températures élevées, des frottements et d'autres conditions difficiles, elles doivent donc avoir de bonnes propriétés ignifuges, en particulier pour les joints des batteries des véhicules électriques, les exigences ignifuges sont plus strictes.

3. Matériaux de construction

L'application de matériaux en caoutchouc dans l'industrie de la construction comprend principalement les revêtements de sol, les matériaux d'étanchéité, les couches imperméables, etc. La performance au feu des matériaux de construction est directement liée à la sécurité globale du bâtiment, c'est pourquoi les exigences ignifuges pour les matériaux en caoutchouc sont élevées, en particulier dans les immeubles de grande hauteur et les installations publiques.

4. Aérospatiale

Dans le domaine aérospatial, les matériaux en caoutchouc sont utilisés pour les joints, les matériaux isolants, etc. Ces matériaux fonctionnent à des températures et des pressions élevées, ils doivent donc avoir d'excellentes propriétés ignifuges pour garantir la sécurité des avions et des engins spatiaux.

Le caractère ignifuge des matériaux en caoutchouc est l’un des facteurs clés déterminant leur application dans de nombreux domaines. En étudiant divers aspects de la composition chimique, des additifs et de la structure physique des matériaux en caoutchouc, leur caractère ignifuge peut être considérablement amélioré. Pour les matériaux en caoutchouc destinés à des applications spécifiques, ils doivent être sélectionnés en fonction de leur niveau d'ignifugation et de leurs besoins réels, afin de garantir la sécurité et la fiabilité de l'utilisation des matériaux. À l'avenir, avec les progrès de la science et de la technologie, des retardateurs de flammes plus efficaces et plus respectueux de l'environnement et de nouveaux matériaux en caoutchouc continueront d'apparaître, offrant des solutions plus complètes pour la sécurité incendie dans diverses industries.

Ⅴ.Retardateurs de flamme en caoutchouc de YINSU Flame Retardant Corporation

YINSU Flame Retardant Company s'engage à fournir des solutions ignifuges complètes en caoutchouc pour répondre aux exigences strictes de sécurité et de performance des applications industrielles. Nos produits comprennent :

Mélange maître de phosphore rouge XJ-85M : Il s'agit d'un mélange maître ignifuge sans halogène conçu spécifiquement pour les matériaux en caoutchouc, qui offre une excellente ignifuge pendant le processus de vulcanisation tout en conservant les propriétés physiques du matériau.

Poudre de composé de phosphore rouge XJ-A2 : Ce retardateur de flamme en poudre non halogéné convient à une large gamme de formulations de caoutchouc, réduisant efficacement le taux de combustion du matériau et améliorant sa sécurité dans des conditions difficiles.

Notre gamme de retardateurs de flamme en caoutchouc, notamment XJ-85M et XJ-A2, représente un retardateur de flamme très efficace qui garantit que les matériaux en caoutchouc répondent aux normes de retardateur de flamme nécessaires tout en tenant compte de l'impact environnemental et de la facilité de traitement. Les produits ignifuges en caoutchouc de YINSU Flame Retardant sont le choix idéal lorsque vous recherchez des solutions ignifuges fiables et hautes performances.