Na família dos retardantes de chama, o MCA tem se destacado nos últimos anos, chegando inclusive a apresentar escassez em alguns períodos. Mas o que é o retardante de chama MCA ? O princípio de funcionamento dos retardantes de chama está claro? Vamos analisar juntos!
O que são retardantes de chama à base de nitrogênio?
Atualmente, os retardantes de chama à base de nitrogênio incluem principalmente três categorias: melamina, dicianoamida, sais de guanidina (carbonato de guanidina, fosfato de guanidina, fosfato de guanidina condensado e sulfamato de guanidina) e seus derivados, especialmente os derivados de fosfato.
- Melamina
A melamina é frequentemente utilizada como componente espumante na fabricação de revestimentos intumescentes à prova de fogo, apresentando bom efeito espumante e formação densa de carbono. Além de ser utilizada como retardante de chama isoladamente, a espécie retardante de chama mais comum é um sal derivado, produzido pela reação com ácido, e amplamente empregado em plásticos como PE, PP e PVC, bem como em outros plásticos termoplásticos e termofixos. Combinada com fosfato líquido, a melamina é amplamente utilizada em espumas de poliuretano retardantes de chama.
- Dicianodiamida
A dicianoamida é usada principalmente na fabricação de retardantes de chama à base de sais de guanidínio, que podem substituir a melamina ou ser combinados com ela. Patentes europeias relatam que a adição de 5% de dicianoamida em proporções iguais confere à poliamida o efeito retardante de chama UL94 V-0, com pouco impacto na resistência ao rasgo do material. Além disso, a dicianoamida pode ser usada na fabricação de cola à prova de fogo para madeira.
- sais de guanidina
Além de serem usados como intermediários para medicamentos e corantes, os sais de guanidina são frequentemente utilizados como retardantes de chama para materiais à base de celulose, como madeira, papel e papelão. Esses retardantes de chama possuem propriedades de longa duração, são muito menos higroscópicos do que os retardantes de chama inorgânicos e apresentam boas propriedades decorativas, sendo amplamente utilizados na fabricação de madeira decorativa de alta qualidade. Além disso, também podem ser usados como componente do agente espumante em revestimentos intumescentes à prova de fogo.
O MCA é um aditivo retardante de chamas produzido a partir de melamina e ácido cianúrico, sintetizados a uma determinada temperatura e utilizando água como meio. É atóxico, inodoro e insípido, e possui alta temperatura de decomposição (muito estável a 300 °C, decompondo-se acima de 600 °C). Além de apresentar excelente efeito retardante de chamas, produz pouca fumaça durante o processamento, possui boa compatibilidade com materiais poliméricos e não apresenta migração superficial. É utilizado principalmente como retardante de chamas em náilon, PBT, PP, resina epóxi, organosilício, poliuretano, borracha e outros materiais poliméricos. Seu efeito retardante de chamas é bom e pode apresentar sinergia com retardantes de chamas à base de fósforo, bromo e antimônio, podendo também ser utilizado em combinação com outros aditivos para obter um efeito retardante de chamas ainda melhor. Do ponto de vista econômico, é o retardante de chamas mais eficaz para materiais de náilon. A literatura científica relata que a adição de 10% em fração de massa de MCA ao nylon 6, nylon 66 ou suas misturas pode atingir o padrão de retardamento de chama UL94 V-0.
Mecanismo retardador de chama
Geralmente se acredita que os retardantes de chama nitrogenados tendem a emitir gases não inflamáveis, como amônia, nitrogênio, óxidos de nitrogênio e vapor de água, quando decompostos pelo calor. A geração desses gases e a decomposição dos retardantes de chama absorvem a maior parte do calor, reduzindo significativamente a temperatura da superfície do polímero.
Esses gases não inflamáveis, como o nitrogênio, não apenas desempenham um papel na diluição do oxigênio no ar e na concentração de gases inflamáveis produzidos pela decomposição térmica de polímeros, mas também reagem com o oxigênio do ar para produzir nitrogênio, água e óxidos profundos, consumindo oxigênio na superfície do material e, ao mesmo tempo, alcançando um bom efeito retardante de chamas.
vantagens retardantes de chama
- Baixa toxicidade
Experimentos biológicos demonstram que o índice de toxicidade dos retardantes de chama halogenados necessários para atingir o mesmo desempenho retardante de chama é cinco vezes maior que o dos retardantes de chama nitrogenados, e a emissão de fumaça de materiais poliméricos tratados com retardantes de chama nitrogenados é baixa, perdendo apenas para cargas retardantes de chama inorgânicas à base de metal. Em particular, a densidade da fumaça no início do incêndio é baixa, dando às pessoas a oportunidade de escapar e facilitando o trabalho de combate ao fogo em seus estágios iniciais.
- Alta eficiência retardante de chamas
Através dos haletos, óxidos metálicos, retardantes de chama fosfatados, hidratos inorgânicos, compostos hidroxilados, boridos, silicatos, compostos carbonáticos e compostos nitrogenados, o teste demonstra que a eficiência dos retardantes de chama nitrogenados é a mais alta.
- Menos corrosivo
- Os gases produzidos por compostos nitrogenados durante a combustão são altamente corrosivos e não apresentam um efeito corrosivo significativo em produtos elétricos. Experimentos demonstraram que condutores ou componentes elétricos tratados com retardantes de chama à base de nitrogênio podem continuar sendo utilizados após um incêndio.
- Não há conflito com estabilizadores de luz nos materiais.
Os retardantes de chama à base de nitrogênio não possuem grupos que possam gerar radicais livres com facilidade, como os haletos, e, portanto, não consomem os estabilizadores de luz em alguns materiais.
- Alta temperatura de decomposição térmica
Não há necessidade de se preocupar com a decomposição do retardante de chamas durante o processamento do material, o que poderia levar à falha da sua propriedade retardante de chamas. O material mantém boas propriedades mecânicas e retardância à chama mesmo após a extrusão por uma extrusora de múltiplos efeitos.
- Amigável ao meio ambiente
Os resíduos não causam poluição ambiental.
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