Aditivos ignífugos para la dispersión de estireno-butadieno?

Por supuesto, existen aditivos para hacer que las dispersiones de SB sean ignífugas. Sin embargo, empezar con un copolímero de etileno y acetato de vinilo suele tener más sentido: menos aditivos, mayor rendimiento y ahorro de costes. Especialmente a medida que los aditivos FR se vuelven más complicados y costosos.

La forma habitual de añadir aditivos FR

Puede hacer que las dispersiones de estireno-butadieno (SBR) sean ignífugas incorporando aditivos ignífugos específicos en la mezcla de látex líquido. Este proceso suele implicar la adición del retardante de llama como una fina dispersión o polvo durante la fase de composición.

Los principales enfoques implican el uso de diferentes tipos de retardantes de llama, a menudo en combinaciones sinérgicas:

1. Sistemas que contienen halógenos (tradicionales)

Estos sistemas son muy eficaces para suprimir las llamas en fase gaseosa, pero cada vez están más restringidos debido a las preocupaciones medioambientales y a la producción de humo denso y gases tóxicos/corrosivos cuando se queman.

• Donantes halógenos: Compuestos que contienen Cloro (Cl) o Bromo (Br), como parafinas cloradas o compuestos orgánicos bromados (por ejemplo, fosfato bromado, bromuros aromáticos o polioles bromados específicos).
• Sinergistas: A menudo se combina con Trióxido de antimonio (Sb2O3) o Borato de zinc. El sinergista potencia significativamente la acción retardadora de llama del compuesto halógeno.

2. Sistemas sin halógenos (alternativas preferidas/ecológicas)

Éstos se ven favorecidos por su menor emisión de humos y toxicidad, y actúan principalmente en la fase condensada (formando una carbonilla protectora) o enfriando y diluyendo los gases de combustión.

A. Retardantes de llama inorgánicos

Se basan en un mecanismo físico, como la descomposición endotérmica (absorción de calor) y la liberación de gases no combustibles (como el vapor de agua) para diluir el combustible.

• Hidróxido de aluminio (ATH): Una opción muy común, no tóxica y de baja emisión de humos. Se descompone al calentarse, liberando vapor de agua y absorbiendo una gran cantidad de calor.
• Hidróxido de magnesio (MDH): Similar al ATH, pero con una temperatura de descomposición más alta, lo que lo hace adecuado para temperaturas de procesado más elevadas.
• Nanopolvos: Materiales como nano-polvos (a menudo compuestos con ATH o MDH) pueden utilizarse como aditivos rentables, no tóxicos y respetuosos con el medio ambiente, con un buen efecto ignífugo.

B. Sistemas ignífugos intumescentes (IFR)

Los IFR se hinchan al calentarse y forman una carbonilla voluminosa y aislante (una capa de carbono espumado) en la superficie del material. Esta capa de carbón actúa como barrera física para reducir la transferencia de calor y evitar el escape de gases combustibles.

Un sistema IFR típico para la dispersión de SBR consta de tres componentes principales:

• Fuente de ácido: Normalmente Polifosfato de amonio (APP). Este se descompone para producir ácido polifosfórico, que cataliza la formación de carbón.
• Fuente de carbono (agente de carbonización): A menudo un poliol como pentaeritritol (PER) o derivados del almidón. Estos reaccionan con el ácido para formar una carbonilla.
• Agente espumante (Spumific): Normalmente Melamina o un derivado. Esto libera gases no inflamables (como el nitrógeno) para espumar la capa de carbón.

Nota: A veces puede ser necesario microencapsulado para mejorar su solubilidad en agua y compatibilidad con la dispersión de látex SBR a base de agua. Agentes sinérgicos como el borato de zinc u óxidos metálicos específicos para mejorar el rendimiento de la IFR y la estabilidad del carbón.

Las dispersiones de EAU son menos inflamables

Las dispersiones de VAE (acetato de vinilo-etileno) se consideran a menudo una solución mejor y más moderna que las dispersiones de SBR (caucho de estireno-butadieno) cuando la seguridad contra incendios es un requisito crítico.

He aquí un desglose de por qué las dispersiones de VAE tienen ventajas inherentes sobre el SBR en términos de retardancia de llama y seguridad general:

1. Inflamabilidad inherente y formación de carbonilla

• VAE (Acetato de vinilo-etileno): Los copolímeros EAU tienen un menor inflamabilidad intrínseca en comparación con el SBR. Cuando el VAE arde, el componente de acetato de vinilo (similar al EVA, o etilvinilacetato) tiene una vía de degradación diferente a la del SBR. La descomposición térmica del VAE puede dar lugar a la formación de un capa de carbonilla y la liberación de ácido acético, que ayuda a ralentizar el proceso de combustión.
  • Resultado: Las películas a base de VAE suelen arder ligeramente, producen humos menos densos y de color más claro (blanco), o pueden ser autoextinguible en algunas pruebas.
• SBR (caucho de estireno butadieno): El SBR se basa en monómeros de alto poder calorífico (estireno y butadieno). Cuando el SBR arde, tiende a degradarse de forma más agresiva, lo que conlleva una elevada tasa de liberación de calor y la producción de humo negro y denso.

2. Menor necesidad de aditivos

Debido a la menor inflamabilidad inherente del VAE, la cantidad de aditivos ignífugos externos (FR) necesaria para cumplir una norma ignífuga específica (como DIN ISO 9239 o LOI) es a menudo reducido significativamente en comparación con las formulaciones SBR.

• Esto supone una gran ventaja para coste, estabilidad del proceso y calidad del producto final, En algunos casos, una carga elevada de relleno puede comprometer las propiedades físicas del producto (por ejemplo, la flexibilidad o la adherencia).

3. Beneficios para la salud y el medio ambiente

Además de un mejor comportamiento frente al fuego, el VAE aborda varios problemas medioambientales y sanitarios clave asociados al SBR tradicional:⁶