Guide d'une minute pour déconstruire quatre principales technologies ignifuges
La technologie moderne des retardateurs de flammes a dépassé le stade de l’utilisation isolée de retardateurs de flammes et est entrée dans une nouvelle étape de synergie profonde avec des techniques avancées. Grâce à la conception précise et à la transformation de leurs formes et modes d'action, nous conduisons collectivement l'évolution de l'efficacité des retardateurs de flamme vers une haute efficacité, un respect de l'environnement et des performances élevées.
I. Nanotechnologie
En 1976, des brevets japonais ont signalé pour la première fois que les nanocomposites possédaient des propriétés ignifuges. Cependant, ce n’est que ces dernières années, avec de nombreuses études menées par de nombreux chercheurs internationaux sur la stabilité thermique des nanocomposites, que les recherches sur leurs performances ignifuges ont véritablement commencé.
Des études ont montré que lorsque les nanocomposites de silicate en couches contiennent moins de 5 % de silicate en couches (argile), ils présentent une bonne stabilité thermique, avec un taux de dégagement de chaleur (HRR) maximal réduit de plus de 50 % par rapport au matériau de base, sans compromettre les autres propriétés du matériau. Cela indique que les nanocomposites polymères possèdent de bonnes propriétés thermiques et peuvent être utilisés dans la technologie ignifuge.
Une méthode courante consiste à utiliser des retardateurs de flamme nano-inorganiques. Il s'agit généralement de matériaux nanocomposites composés de silicates en couches, de graphite, d'hydroxydes doubles en couches, de nanotubes de carbone, etc., tels que des résines époxy à l'échelle nanométrique, du polystyrène et des composites de polypropylène.
Leur avantage réside dans le fait qu’il suffit d’un petit ajout de matériaux tels que les silicates en couches pour maintenir une stabilité thermique et une sécurité élevées de l’ensemble du matériau, offrant ainsi d’excellents effets ignifuges. Bien que les performances des retardateurs de flamme s'améliorent, le compromis peut être une réduction potentielle de la suppression de la fumée, et le respect de l'environnement des nano retardateurs de flamme justifie toujours des recherches plus approfondies.
II. Microencapsulation
La microencapsulation consiste à enfermer des retardateurs de flamme dans de minuscules récipients mesurant de plusieurs micromètres à des centaines de micromètres, remplissant des fonctions telles que la protection et la libération contrôlée. Actuellement, la microencapsulation constitue également une tendance majeure dans les nouvelles technologies ignifuges.
Une caractéristique clé des microcapsules est que le matériau de l'enveloppe ne réagit pas chimiquement avec le retardateur de flamme encapsulé. Lorsque le produit rencontre un incendie ou une température élevée, la paroi de la capsule fond ou se rompt, libérant le retardateur de flamme. Son principe est similaire à celui des capsules médicinales.
Les matériaux de coque se répartissent principalement en deux catégories :
Matériaux polymères naturels : Colle animale, protéines diverses, amidon, cellulose...
Matériaux polymères synthétiques : Alcool polyvinylique, chlorure de polyvinyle, polyamide, polyester, résine époxy...
Une application actuellement populaire est le retardateur de flamme au phosphore rouge microencapsulé. Grâce à des méthodes de revêtement utilisant des composés inorganiques ou des résines organiques, le phosphore rouge est isolé de l'environnement externe, surmontant ainsi des problèmes tels qu'une oxydation facile et une absorption d'humidité, et évitant la génération de gaz toxiques ou nocifs pendant le traitement.
Il est désormais largement utilisé dans les caoutchoucs, les résines thermoplastiques (ABS, PA, PP, PC, PET, PBT, EVA, etc.) et les résines thermodurcissables (époxy, phénoliques, etc.), souvent associées à l'hydroxyde de magnésium ou à l'hydroxyde d'aluminium comme synergistes ignifuges pour améliorer encore la capacité ignifuge.
III. Technologie intumescente
Le développement de la technologie intumescente et des retardateurs de flamme intumescents (IFR) dans les systèmes ignifuges a été très rapide ces dernières années, connus pour leurs faibles émissions de fumée, l'absence de gouttes et leurs gaz non toxiques pendant la combustion...
Les systèmes ignifuges intumescents sont généralement composés d'un agent carbonisant (formateur de charbon), d'un catalyseur de carbonisation et d'un agent gonflant (spumifique). Parmi eux, les retardateurs de flamme intumescents sont les plus largement utilisés dans l’industrie des revêtements.
Les retardateurs de flamme intumescents (IFR) sont principalement classés en retardateurs de flamme phosphore-azote et graphite expansible. Les retardateurs de flamme phosphore-azote sont divisés en types monomères et mixtes.
La couche de charbon résultante rend difficile la pénétration de la chaleur dans la phase condensée, empêche l'oxygène de se diffuser depuis l'environnement vers le matériau polymère dégradant et empêche également la fuite de produits de dégradation gazeux ou liquides de la surface du matériau.
IV. Technologies de modification par greffage et réticulation
Le greffage et la réticulation étaient à l'origine des techniques utilisées pour modifier les matériaux polymères, notamment en termes de conductivité, de rigidité élevée et de résistance. Ces dernières années, ils ont été progressivement adoptés pour améliorer les propriétés ignifuges des matériaux.
Généralement, l'amélioration du caractère ignifuge du matériau via une copolymérisation par greffage est obtenue en favorisant la formation de charbon pour obtenir l'effet ignifuge.
Étant donné que le monomère greffé peut former une couche isolante inorganique adhérente sur la surface du polymère, il permet l'ignifugation du polymère. De plus, provoquer une réticulation au sein du matériau polymère lui-même, ou au sein de la phase condensée de ses produits de décomposition thermique, peut simultanément réduire la génération de substances volatiles inflammables, améliorant ainsi les performances ignifuges du matériau.
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Du premier sac de phosphore rouge à la « boîte à outils » actuelle de quatre technologies ignifuges majeures, Yinsu a été témoin du passage de l'industrie de « l'ajout aveugle » à la « réaction précise ».
Aujourd'hui, nous avons transformé les technologies évoquées dans cet article (charification intumescente, inhibition de la phase gazeuse, scellement par réticulation, nano-barrières...) en « modules » personnalisables, intégrés dans chaque formulation ignifuge adaptée à nos clients :
Dans les câbles, les retardateurs de flamme au phosphore rouge peuvent atteindre LOI > 34
Charge d'additif ignifuge réduite de 15 %
Sans halogène, faible dégagement de fumée, sans floraison, conforme à REACH/ROHS en une seule fois
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