Ochrona przeciwpożarowa pozostaje kluczowym wymaganiem w wielu gałęziach przemysłu, a kleje odgrywają w niej istotną, choć często niedocenianą rolę. To właśnie formulacje klejowe pomagają ograniczać ryzyko zapłonu, spowalniać rozprzestrzenianie płomienia oraz redukować uwalnianie ciepła w trakcie pożaru. Przez dekady standardem w uniepalnianiu klejów był tlenek antymonu w połączeniu z halogenowymi środkami uniepalniającymi. Obecnie jednak rynek oraz otoczenie regulacyjne wywierają presję na odejście od takich rozwiązań i poszukiwanie bardziej zrównoważonych alternatyw.
Segment klejów mierzy się obecnie z bezprecedensowymi wyzwaniami związanymi z tlenkiem antymonu. W ostatnich latach nastąpił wielokrotny, szacowany na 6–10 razy wzrost ceny ATO. Równolegle zaostrzają się wymagania regulacyjne dotyczące tradycyjnych chemii uniepalniających, a klienci końcowi coraz częściej oczekują alternatywnych rozwiązań umożliwiających dywersyfikację portfela surowców. W efekcie producenci klejów stoją przed pilną potrzebą wdrażania nowych systemów, które pozwolą utrzymać parametry przeciwpożarowe przy jednoczesnym spełnieniu kryteriów kosztowych, regulacyjnych i środowiskowych.
Skutki rynkowe i sektorowe problemów z ATO
Konsekwencje rosnących kosztów i presji regulacyjnej dotyczącej tlenku antymonu są odczuwalne w wielu sektorach, w których kleje pełnią krytyczną funkcję konstrukcyjną lub funkcjonalną. Dotyczy to zarówno budownictwa, motoryzacji, jak i lotnictwa, gdzie wymagania w zakresie niepalności, dymotwórczości oraz stabilności eksploatacyjnej materiałów są szczególnie rygorystyczne.
W budownictwie innowacyjne materiały stosowane w przegrodach, systemach podłogowych czy elementach wykończeniowych często bazują na wyspecjalizowanych klejach zapewniających trwałe łączenie, montaż paneli oraz instalację podłóg. Odporne ogniowo kleje muszą w tych zastosowaniach spełniać nie tylko wymagania użytkowe, ale także rosnące wymagania przepisów budowlanych oraz wymogi certyfikacji środowiskowych. Jednocześnie rosnące koszty tradycyjnych dodatków uniepalniających komplikują kalkulację ekonomiczną inwestycji.
W motoryzacji producenci pojazdów dążą do łączenia zaostrzonych wymagań bezpieczeństwa z dalszym obniżaniem masy konstrukcji. Kleje stosowane na różnych etapach montażu pojazdu muszą zapewniać odpowiednią odporność ogniową, a jednocześnie unikać związków budzących zastrzeżenia środowiskowe, takich jak tradycyjne systemy oparte na ATO w połączeniu z halogenami. Dodatkowym problemem jest wrażliwość kosztowa branży na duże wahania cen tlenku antymonu, co utrudnia utrzymanie stabilnej rentowności projektów.
Szczególnie wysokie wymagania stawia przed klejami przemysł lotniczy, w którym właściwości uniepalniające materiałów są elementem krytycznym dla dopuszczenia do eksploatacji. Systemy klejowe stosowane w konstrukcjach i zabudowie wnętrz statków powietrznych muszą przechodzić rozbudowane procedury certyfikacyjne, a każdy komponent formulacji, w tym środek uniepalniający, podlega szczegółowej ocenie.
Fosfiniany Clariant jako alternatywa dla tlenku antymonu
W odpowiedzi na opisane wyżej wyzwania rynkowe Clariant opracował zaawansowane, oparte na fosfinianach środki uniepalniające będące alternatywą dla tlenku antymonu w formulacjach klejowych. Są to rozwiązania wynikające z wieloletnich prac badawczo-rozwojowych, ukierunkowanych na opracowanie bardziej zrównoważonych technologii bez obniżania efektywności ochrony ogniowej.
W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów uniepalniających bazujących na halogenach oraz tlenku antymonu, technologie fosfinianowe Clariant wykorzystują odmienne mechanizmy działania w warunkach pożaru. Pod wpływem oddziaływania cieplnego formulacje te mogą tworzyć warstwy ochronne ograniczające rozprzestrzenianie się płomieni oraz redukujące tempo uwalniania ciepła, a dodatkowo pomagają zapobiegać zapłonowi lub go opóźniać poprzez wygaszanie palnych gazów w strefie płomienia.
Kluczowe zalety fosfinianów w klejach
Środki uniepalniające Clariant oparte na fosfinianach wyróżniają się kilkoma istotnymi cechami z punktu widzenia producentów klejów i użytkowników końcowych.
- Formulacje są wolne od halogenów, co wpisuje się w realizację Celów Zrównoważonego Rozwoju ONZ, między innymi poprzez promowanie bezpieczniejszych materiałów (SDG 3) oraz wspieranie gospodarki o obiegu zamkniętym i recyklingu (SDG 12). Zgodność ta wiązana jest również z inicjatywami takimi jak GlobalABC, ukierunkowanymi na ograniczanie wpływu materiałów budowlanych na środowisko.
- Szeroka kompatybilność z różnymi systemami polimerowymi umożliwia zastosowanie fosfinianów w wielu typach klejów, co ułatwia wdrażanie jednej rodziny dodatków w różnych liniach produktowych.
- Porównywalne poziomy dozowania względem systemów bazujących na ATO upraszczają proces reformulacji i ograniczają konieczność głębokich zmian konstrukcji receptur.
- Konkurencyjna pozycja kosztowa, szczególnie w zestawieniu z drastycznie rosnącymi cenami tlenku antymonu, pozwala ograniczać presję cenową w łańcuchu dostaw.
- Zwiększone bezpieczeństwo dostaw dzięki rozbudowanej sieci produkcyjnej Clariant, co ma znaczenie w kontekście zmiennej sytuacji na rynkach surowcowych.
Parametry użytkowe i badania właściwości ogniowych
Przejście z układów opartych na antymonie na systemy fosfinianowe nie musi wiązać się z pogorszeniem parametrów użytkowych. Rozwiązania Clariant wykazują w badaniach wyniki co najmniej porównywalne, a w wielu przypadkach lepsze od tradycyjnych układów z ATO w kluczowych testach przeciwpożarowych.
Dotyczy to między innymi ograniczania szybkości rozprzestrzeniania się płomienia, redukcji maksymalnej i całkowitej ilości wydzielanego ciepła, zmniejszania ilości i gęstości dymu oraz zwiększania tworzenia się zwęglonej warstwy ochronnej. Te charakterystyki pozwalają producentom klejów na spełnianie lub przekraczanie obowiązujących norm bezpieczeństwa pożarowego, przy jednoczesnym ograniczaniu niekorzystnych aspektów stosowania tradycyjnych układów z tlenkiem antymonu.
Obszary zastosowania w klejach i poza nimi
Fosfinianowe środki uniepalniające Clariant wykazują szeroką przydatność w różnych aplikacjach klejowych. W budownictwie mogą być stosowane w systemach montażu podłóg, formulacjach do klejenia paneli oraz w klejach konstrukcyjnych do elementów z drewna inżynieryjnego. W motoryzacji znajdują zastosowanie w klejach do elementów wnętrz, w klejach konstrukcyjnych do łączenia materiałów o zróżnicowanej naturze, a także w systemach klejowych do lekkich kompozytów.
W przemyśle lotniczym rozwiązania te są wykorzystywane w wysokowytrzymałych klejach konstrukcyjnych, systemach montażu paneli wewnętrznych oraz wyspecjalizowanych formulacjach do łączenia elementów krytycznych z punktu widzenia bezpieczeństwa i funkcjonalności. Zastosowania fosfinianów nie ograniczają się jednak do samego segmentu klejów. Środki te są stosowane również do ochrony tworzyw konstrukcyjnych w przemyśle elektrycznym i elektronicznym, w systemach kablowych i przewodowych, w komponentach motoryzacyjnych oraz w kompozytach wzmacnianych włóknami.
Budownictwo. Fot. Clariant
Kierunki rozwoju i zmiana paradygmatu w uniepalnianiu klejów
Wraz z zaostrzaniem się ram regulacyjnych oraz rosnącym znaczeniem kryteriów zrównoważonego rozwoju w doborze materiałów, odchodzenie od tlenku antymonu staje się nie tylko koniecznością, ale również szansą na modernizację formulacji klejowych. Fosfinianowe środki uniepalniające Clariant stanowią propozycję, która jednocześnie odpowiada na aktualne wyzwania oraz przygotowuje producentów na przyszłe wymagania rynku i legislacji.
Połączenie porównywalnych parametrów użytkowych, konkurencyjności kosztowej oraz korzystniejszego profilu środowiskowego tworzy argument za reformulacją systemów klejowych w kierunku rozwiązań bezhalogenowych. Dodatkowo, kwestia bezpieczeństwa dostaw staje się istotnym kryterium w niestabilnym otoczeniu łańcuchów dostaw, a możliwości produkcyjne Clariant w tym zakresie łagodzą ryzyko przerw w dostępności dodatków uniepalniających.
Perspektywy dla technologii uniepalniających w klejach
Dynamiczne wzrosty cen tlenku antymonu oraz rosnące obciążenia regulacyjne dla tradycyjnych systemów ATO stworzyły punkt zwrotny dla producentów klejów. Opracowane przez Clariant środki uniepalniające na bazie fosfinianów stanowią aktualną odpowiedź na te wyzwania, umożliwiając jednocześnie przejście na systemy ochrony przeciwpożarowej wolne od halogenów.
Zapewnienie rozwiązań bezhalogenowych, które są konkurencyjne zarówno pod względem kosztów, jak i parametrów użytkowych, pozwala producentom działającym w sektorach budownictwa, motoryzacji i lotnictwa utrzymać wymagane standardy bezpieczeństwa pożarowego przy równoczesnym wspieraniu celów środowiskowych. Kierunek rozwoju technologii uniepalniających w klejach odchodzi od tradycyjnych materiałów, takich jak tlenek antymonu, w stronę innowacyjnych systemów równoważących wymagania dotyczące właściwości ogniowych, potrzeby bardziej zrównoważonych rozwiązań oraz wymogi opłacalności ekonomicznej.
Dlaczego antymon przestaje się sprawdzać w nowoczesnych klejach. Fot. AI-generated, Clariant
Tekst opracowano na podstawie materiału firmowego. Autor oryginalnego artykułu: Sebastian Moschel, Application Development Manager Passive Fire Protection w Clariant.
