RETARDATEURS DE FLAMME

Les ignifuges font référence à une variété de substances qui sont ajoutées aux matériaux combustibles pour empêcher les incendies de se déclencher ou pour ralentir la propagation du feu et fournir un temps d'évacuation supplémentaire.

Le terme «ignifuge» fait référence à une fonction et non à une famille de produits chimiques.
Une variété de chimies différentes, avec des propriétés et des structures moléculaires différentes, agissent comme des retardateurs de flamme et ces produits chimiques sont souvent combinés pour leur efficacité.

Les produits ignifuges sans halogène sont préférés sur le marché.
Les retardateurs de flamme aident à sauver des vies en ralentissant ou en arrêtant la propagation du feu ou en réduisant son intensité.
Aussi appelés ignifuges, ils sont utilisés dans tout, des téléphones et rideaux aux sièges d'auto et aux bâtiments.
Si un incendie se déclare, ils pourront peut-être l'arrêter complètement - ou le ralentir et ainsi fournir un temps supplémentaire précieux pour s'échapper.

Avec nos retardateurs de flamme non halogénés à base de phosphore, vous ajoutez plus qu'une résistance au feu fiable aux matériaux, produits et revêtements


Des retardateurs de flamme sans halogène ont été développés pour réduire la toxicité de la fumée et empêcher la migration des additifs.

Comment les retardateurs de flamme réduisent-ils l'impact des incendies sur les personnes, les biens et l'environnement?
À un stade précoce du processus d'allumage, les retardateurs de flamme peuvent contribuer substantiellement à l'extinction d'un feu couvant (par exemple, un appareil électrique surchauffé). À un stade ultérieur du feu - ou lorsque le feu se propage trop fort ou trop rapidement - les retardateurs de flamme ne peuvent plus arrêter le contournement d'un feu.

Cependant, ils peuvent limiter l'impact et les dommages (par exemple, les rideaux ignifuges ne prennent pas feu rapidement). Et, offrant un avantage très important, ils peuvent sauver des vies humaines en augmentant le temps dont disposent les gens pour échapper au feu (par exemple, les plastiques équipés d'ignifugeants dans les transports en commun).

Quels sont les avantages des ignifugeants sans halogène par rapport aux alternatives halogènes?
Les ignifuges halogénés conventionnels font leur travail. Il est clair. Mais le «talon d'Achille» de ces produits chimiques est leur toxicité et leurs effets secondaires: d'une part, certains de ces additifs sont répertoriés comme substances extrêmement préoccupantes (SVHC).
D'un autre côté, un incendie peut libérer de nombreuses substances toxiques à partir de retardateurs de flamme halogénés, comme les dioxines bromées et les furanes.
De plus, les ignifugeants halogènes sont couramment utilisés avec le trioxyde d'antimoine.
Des retardateurs de flamme sans halogène ont été développés pour réduire la toxicité de la fumée et empêcher la migration des additifs.
De plus, il n'y a aucun compromis en matière d'ignifugation et peu d'impact sur les paramètres techniques de l'application finale.
En attendant, repenser conduit à une grande variété de retardateurs de flamme sans halogène, le plus souvent conçus sur mesure pour des polymères et des applications individuels.


Lorsqu'ils sont ajoutés à différents matériaux, les retardateurs de flamme peuvent aider à empêcher les incendies de se déclencher ou à limiter leur propagation.

Selon l'administration américaine des incendies et la National Fire Protection Association (NFPA), en 2019, environ 1,3 million d'incendies ont été signalés aux États-Unis, causant 3700 morts par les incendies civils, 16600 blessés civils et 14,8 milliards de dollars de dommages matériels.
L’utilisation de produits ignifuges est particulièrement importante aujourd’hui, car le grand volume d’équipements électriques et électroniques dans les bâtiments d’aujourd’hui, associé à un plus grand volume de matériaux combustibles, peut accroître le risque d’incendie.

Les retardateurs de flamme fournissent aux consommateurs une couche critique de protection contre les incendies et peuvent être vitaux pour réduire les risques associés au feu.
Aujourd'hui, les retardateurs de flamme sont généralement utilisés dans quatre domaines principaux: l'électronique et les appareils électriques, les matériaux de construction et de construction, l'ameublement et les transports.

Électronique et appareils électriques
Les retardateurs de flamme peuvent permettre aux équipements électroniques modernes, comme les téléviseurs et les ordinateurs, de répondre aux normes de sécurité incendie et peuvent être vitaux pour la sécurité de centaines de ces produits.

Matériaux de construction et de construction
Les retardateurs de flamme utilisés dans une variété de matériaux de construction et de construction dans les maisons, les bureaux et les bâtiments publics, y compris les écoles et les hôpitaux, peuvent offrir une protection accrue contre les incendies.

Ameublement
L'ajout de retardateurs de flamme aux matériaux de remplissage et aux fibres utilisés dans les meubles contribue à fournir aux individus une couche supplémentaire de protection contre les incendies et peut augmenter le temps d'évacuation critique en cas d'incendie.

Transport
Des avions aux voitures en passant par les trains, les retardateurs de flamme peuvent jouer un rôle clé dans la protection des voyageurs contre les ravages du feu.
Après le crash de la compagnie aérienne Asiana en juillet 2013 à San Francisco, par exemple, les experts ont attribué aux matériaux ignifuges le fait d'aider les passagers à survivre à l'accident.
Comme l'ancien directeur de la FAA, Steven Wallace, l'a déclaré au New York Times, «les matériaux ignifuges à l'intérieur de l'avion, y compris le film plastique sous les sièges, ont très probablement aidé à protéger de nombreux passagers.

Catégories de retardateurs de flamme
Les matériaux et produits qui doivent être résistants au feu peuvent être chimiquement et physiquement différents, et ont des utilisations différentes nécessitant le besoin d'une variété de retardateurs de flamme.

Le chlore et le brome sont des exemples de retardateurs de flamme halogénés.

Les retardateurs de flamme halogénés ont un atome de carbone lié à un atome d'halogène et sont utilisés pour protéger de nombreux types de plastiques et de textiles.

Le tétrabromobisphénol-A (TBBPA) est un retardateur de flamme halogéné utilisé comme matière première pour fabriquer des cartes de circuits imprimés.
Il est également utilisé dans les boîtiers en plastique qui entourent les composants électriques et électroniques.
Le phosphore est utilisé pour produire des ignifugeants organiques ou inorganiques liquides et solides.
Ces types de retardateurs de flamme sont largement utilisés dans les mousses de polyuréthane pour fabriquer des meubles, des matelas et des matériaux d'isolation thermique résistant au feu.
Le phosphore est couramment utilisé dans les revêtements ignifuges et le polychlorure de vinyle flexible (PVC).
Il est également appliqué dans l'électronique et dans les plastiques à haute température utilisés pour la fabrication d'interrupteurs et de connecteurs, et il est utilisé pour les boîtiers en certains plastiques moins inflammables.
Les retardateurs de flamme à base d'azote sont utilisés dans les nylons, les polyoléfines, les mousses de polyuréthane et les peintures, textiles et papiers peints ignifuges.
Divers composés inorganiques et minéraux sont combinés avec du brome, du phosphore ou de l'azote et utilisés comme retardateurs de flamme ou comme éléments de systèmes ignifuges.
Les composés inorganiques comprennent ceux à base d'azote, de graphite, de silice et de phosphates inorganiques tels que le phosphate d'ammonium et le polyphosphate.
Les composés minéraux comprennent certains phosphates, oxydes métalliques, hydroxydes et autres produits métalliques tels que l'aluminium, le zinc et le magnésium.
Les composés inorganiques et minéraux utilisés avec d'autres éléments peuvent contribuer à assurer la sécurité incendie dans les plastiques, les mousses, les textiles et les produits en bois.


Le terme retardateurs de flamme englobe un groupe diversifié de produits chimiques qui sont ajoutés aux matériaux manufacturés, tels que les plastiques et les textiles, ainsi qu'aux finitions de surface et aux revêtements.
Les retardateurs de flamme sont activés par la présence d'une source d'inflammation et sont destinés à empêcher ou à ralentir le développement ultérieur de l'inflammation par une variété de méthodes physiques et chimiques différentes. Ils peuvent être ajoutés sous forme de copolymère pendant le processus de polymérisation, ou ultérieurement ajoutés au polymère lors d'un processus de moulage ou d'extrusion ou (en particulier pour les textiles) appliqués comme apprêt topique.

Les ignifugeants minéraux sont généralement additifs tandis que les composés organohalogénés et organophosphorés peuvent être réactifs ou additifs.


Des classes
Les types de retardateurs de flamme réactifs et additifs peuvent être séparés en plusieurs classes différentes:

Minéraux tels que l'hydroxyde d'aluminium (ATH), l'hydroxyde de magnésium (MDH), la huntite et l'hydromagnésite, divers hydrates, le phosphore rouge et les composés du bore, principalement des borates.
Composés organohalogénés.
Cette classe comprend les organochlorés tels que les dérivés d'acide chlorendique et les paraffines chlorées;

les organobromines tels que le décabromodiphényléther (décaBDE), le décabromodiphényléthane (un substitut du décaBDE), les composés polymériques bromés tels que les polystyrènes bromés, les oligomères de carbonate bromé (BCO), les oligomères époxy bromés (BEO), le tétrabromhydrate de polyphénol (BEO) et le tétrabromisbrophthalPA (HBCD).
La plupart des retardateurs de flamme halogénés, mais pas tous, sont utilisés en conjonction avec un synergiste pour améliorer leur efficacité.
Le trioxyde d'antimoine est largement utilisé mais d'autres formes d'antimoine telles que le pentoxyde et l'antimonate de sodium sont également utilisées.
Composés organophosphorés.

Cette classe comprend les organophosphates tels que le triphényl phosphate (TPP), le résorcinol bis (diphénylphosphate) (RDP), le bisphénol A diphényl phosphate (BADP) et le tricrésyl phosphate (TCP); les phosphonates tels que le diméthylméthylphosphonate (DMMP); et des phosphinates tels que le diéthylphosphinate d'aluminium.

Dans une classe importante de retardateurs de flamme, les composés contiennent à la fois du phosphore et un halogène. Ces composés comprennent le phosphate de tris (2,3-dibromopropyle) (tris bromé) et les organophosphates chlorés tels que le tris (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate (tris chloré ou TDCPP) et le tétrakis (2-chloréthyl) dichloroisopentyldiphosphate (V6). ).[7]
Composés organiques tels que l'acide carboxylique [9] et l'acide dicarboxylique
Les retardateurs de flamme minéraux agissent principalement comme retardateurs de flamme additifs et ne se fixent pas chimiquement au système environnant. La plupart des composés organohalogénés et organophosphorés ne réagissent pas non plus de manière permanente pour se fixer dans leur environnement, mais des travaux supplémentaires sont actuellement en cours pour greffer d'autres groupes chimiques sur ces matériaux afin de leur permettre de s'intégrer sans perdre leur efficacité retardatrice.

Cela rendra également ces matériaux non émissifs dans l'environnement.

Certains nouveaux produits non halogénés, aux caractéristiques réactives et non émissives, arrivent sur le marché depuis 2010, en raison du débat public sur les émissions ignifuges. Certains de ces nouveaux matériaux réactifs ont même reçu l'approbation de l'US-EPA pour leurs faibles impacts environnementaux.

Mécanismes de retard
Les mécanismes de base de l'ignifugation varient en fonction du retardateur de flamme spécifique et du substrat.
Les produits chimiques ignifuges additifs et réactifs peuvent tous deux fonctionner en phase vapeur (gazeuse) ou condensée (solide).

Dégradation endothermique
Certains composés se décomposent de manière endothermique lorsqu'ils sont soumis à des températures élevées. Les hydroxydes de magnésium et d'aluminium en sont un exemple, ainsi que divers carbonates et hydrates tels que des mélanges de huntite et d'hydromagnésite.
La réaction élimine la chaleur du substrat, refroidissant ainsi le matériau.
L'utilisation d'hydroxydes et d'hydrates est limitée par leur température de décomposition relativement basse, qui limite la température de traitement maximale des polymères (généralement utilisés dans les polyoléfines pour les applications de fils et câbles).

Blindage thermique (phase solide)
Un moyen d'arrêter la propagation de la flamme sur le matériau est de créer une barrière d'isolation thermique entre les parties brûlées et non brûlées.
Des additifs intumescents sont souvent employés; leur rôle est de transformer la surface du polymère en charbon, qui sépare la flamme du matériau et ralentit le transfert de chaleur vers le combustible non brûlé.
Les ignifuges phosphatés inorganiques et organiques non halogénés agissent typiquement par ce mécanisme en générant une couche polymère d'acide phosphorique carbonisé.

Dilution de la phase gazeuse
Les gaz inertes (le plus souvent le dioxyde de carbone et l'eau) produits par la dégradation thermique de certains matériaux agissent comme des diluants des gaz combustibles, abaissant leurs pressions partielles et la pression partielle de l'oxygène, et ralentissant la vitesse de réaction.

Trempe radicalaire en phase gazeuse
Les matériaux chlorés et bromés subissent une dégradation thermique et libèrent du chlorure d'hydrogène et du bromure d'hydrogène ou, s'ils sont utilisés en présence d'un synergiste comme le trioxyde d'antimoine, des halogénures d'antimoine.
Ceux-ci réagissent avec les radicaux H · et OH · hautement réactifs de la flamme, entraînant une molécule inactive et un radical Cl · ou Br ·.

Le radical halogène est beaucoup moins réactif que H · ou OH ·, et a donc un potentiel beaucoup plus faible pour propager les réactions d'oxydation radicalaire de la combustion.

Utilisation et efficacité
Normes de sécurité incendie
Les retardateurs de flamme sont généralement ajoutés aux produits industriels et de consommation pour répondre aux normes d'inflammabilité des meubles, des textiles, de l'électronique et des produits de construction comme l'isolation.

En 1975, la Californie a commencé à mettre en œuvre le Bulletin technique 117 (TB 117), qui exige que des matériaux tels que la mousse de polyuréthane utilisée pour remplir les meubles soient capables de résister à une petite flamme nue, équivalente à une bougie, pendant au moins 12 secondes.

Dans la mousse de polyuréthane, les fabricants de meubles rencontrent généralement le TB 117 avec des additifs ignifuges organiques halogénés.
Bien qu'aucun autre État américain n'ait une norme similaire, la Californie ayant un marché si vaste, de nombreux fabricants rencontrent le TB 117 dans des produits qu'ils distribuent aux États-Unis.
La prolifération des retardateurs de flamme, et en particulier des retardateurs de flamme organiques halogénés, dans les meubles à travers les États-Unis est étroitement liée à la tuberculose 117.

En réponse aux préoccupations concernant les effets sur la santé des produits ignifuges dans les meubles rembourrés, la Californie a proposé en février 2013 de modifier la TB 117 pour exiger que les meubles rembourrés recouvrant le tissu satisfassent à un test de combustion lente et pour éliminer les normes d'inflammabilité de la mousse.

Le gouverneur Jerry Brown a signé le TB117-2013 modifié en novembre et il est entré en vigueur en 2014.
Le règlement modifié n'impose pas de réduction des retardateurs de flamme.

Cependant, ces questions d'élimination des émissions dans l'environnement des retardateurs de flamme peuvent être résolues en utilisant une nouvelle classification des retardateurs de flamme très efficaces, qui ne contiennent pas de composés halogènes, et qui peuvent également être intégrés en permanence dans la structure chimique des mousses utilisées dans les industries du meuble et de la literie.
Les mousses résultantes ont été certifiées pour ne produire aucune émission ignifuge.

Cette nouvelle technologie est basée sur une "chimie verte" entièrement nouvellement développée avec la mousse finale contenant environ un tiers en poids d'huiles naturelles. L'utilisation de cette technologie dans la production de mousses California TB 117 permettrait une protection continue du consommateur contre l'inflammation à flamme nue tout en fournissant la protection nouvellement reconnue et nouvellement nécessaire, contre les émissions chimiques dans les environnements domestiques et de bureau.
 Des travaux plus récents en 2014 avec cette «chimie verte» ont montré que des mousses contenant environ cinquante pour cent d'huiles naturelles peuvent être fabriquées qui produisent beaucoup moins de fumée lorsqu'elles sont impliquées dans des situations d'incendie. La capacité de ces mousses à faibles émissions à réduire les émissions de fumée jusqu'à 80% est une propriété intéressante qui aidera à échapper aux situations d'incendie et réduira également les risques pour les premiers intervenants, c'est-à-dire les services d'urgence en général et le personnel des pompiers en particulier.

En Europe, les normes ignifuges pour les meubles varient et sont les plus strictes au Royaume-Uni et en Irlande.
En général, le classement des différents tests ignifuges courants dans le monde entier pour les meubles et les tissus d'ameublement indiquerait que le test californien Cal TB117 - 2013 est le test le plus simple à réussir, il y a de plus en plus de difficultés à passer Cal TB117 -1975 suivi du test britannique BS 5852 et suivi de Cal TB133. L'un des tests d'inflammabilité les plus exigeants au monde est probablement le test de la Federal Aviation Authority des États-Unis pour les sièges d'avion, qui implique l'utilisation d'un brûleur au kérosène qui projette une flamme sur l'éprouvette. L'étude Greenstreet Berman de 2009, menée par le gouvernement britannique, a montré que, entre 2002 et 2007, les réglementations britanniques sur la sécurité incendie des meubles et des meubles représentaient 54 morts de moins par an, 780 de moins de victimes non mortelles par an et 1065 de moins d'incendies. chaque année après l'introduction de la réglementation britannique sur la sécurité des meubles en 1988. [17]

Efficacité
L'efficacité des produits chimiques ignifuges pour réduire l'inflammabilité des produits de consommation dans les incendies domestiques est contestée.

Les défenseurs de l'industrie des produits ignifuges, comme l'American Chemistry Council's North American Flame Retardant Alliance, citent une étude du National Bureau of Standards indiquant qu'une pièce remplie de produits ignifuges (une chaise rembourrée en mousse de polyuréthane et plusieurs autres objets, y compris les armoires et les appareils électroniques) offrait aux occupants une fenêtre de temps 15 fois plus longue pour s'échapper de la pièce qu'une pièce similaire sans ignifugeants.

Cependant, les critiques de cette position, y compris l'auteur principal de l'étude, soutiennent que les niveaux de retardateur de flamme utilisés dans l'étude de 1988, bien que trouvés dans le commerce, sont beaucoup plus élevés que les niveaux requis par TB 117 et largement utilisés aux États-Unis dans les meubles rembourrés. .[dix]

Une autre étude a conclu que les retardateurs de flamme sont un outil efficace pour réduire les risques d'incendie sans créer d'émissions toxiques.

Plusieurs études dans les années 1980 ont testé l'allumage dans des meubles entiers avec différents types de rembourrage et de remplissage, y compris différentes formulations ignifuges.

En particulier, ils se sont penchés sur le dégagement maximal de chaleur et le temps nécessaire au dégagement maximal de chaleur, deux indicateurs clés du danger d'incendie.
Ces études ont montré que le type de revêtement en tissu avait une grande influence sur la facilité d'allumage, que les garnitures en coton étaient beaucoup moins inflammables que les garnitures en mousse de polyuréthane et qu'un matériau de doublure réduisait considérablement la facilité d'allumage. [21] [22] Ils ont également constaté que même si certaines formulations ignifuges réduisaient la facilité d'allumage, la formulation la plus basique qui rencontrait le TB 117 avait très peu d'effet. [22] Dans l'une des études, les garnitures en mousse qui répondaient à la TB 117 avaient des temps d'allumage équivalents à celles des mêmes garnitures en mousse sans ignifugeants. [21] Un rapport des Actes de la Polyurethane Foam Association n'a également montré aucun avantage dans les tests à la flamme nue et à la cigarette avec des coussins en mousse traités avec des retardateurs de flamme pour répondre à la TB 117.

Cependant, d'autres scientifiques soutiennent ce test à flamme nue.

Par rapport au coton, les ignifuges augmentent la toxicité du feu.
Ils ont un effet important sur les essais d'inflammabilité à l'échelle du laboratoire, mais un effet négligeable sur les essais au feu à grande échelle.
Les meubles en matériaux naturellement ignifuges sont beaucoup plus sûrs que la mousse avec des produits ignifuges.

Problèmes environnementaux et sanitaires
Le comportement environnemental des retardateurs de flamme est étudié depuis les années 1990.

Des ignifugeants principalement bromés ont été trouvés dans de nombreux compartiments environnementaux et organismes, y compris les humains, et certaines substances individuelles se sont avérées avoir des propriétés toxiques. Par conséquent, des alternatives ont été demandées par les autorités, les ONG et les fabricants d'équipements. Le projet de recherche collaboratif ENFIRO financé par l'UE (projet de recherche de l'UE FP7: 226563, conclu en 2012) est parti de l'hypothèse que l'on ne connaissait pas suffisamment de données environnementales et sanitaires sur des alternatives aux ignifuges bromés établis. Afin de rendre l'évaluation entièrement complète, il a été décidé de comparer également les performances des matériaux et du feu ainsi que de tenter une évaluation du cycle de vie d'un produit de référence contenant des ignifuges sans halogène par rapport à des ignifuges bromés. Environ une douzaine de retardateurs de flamme sans halogène ont été étudiés, représentant une grande variété d'applications, des plastiques techniques, des cartes de circuits imprimés, des encapsulants aux revêtements textiles et intumescents. Un grand groupe de retardateurs de flamme étudiés se sont avérés avoir un bon profil environnemental et sanitaire: polyphosphate d'ammonium (APP), diéthylphosphinate d'aluminium (Alpi), hydroxyde d'aluminium (ATH), hydroxyde de magnésium (MDH), polyphosphate de mélamine (MPP), dihydrooxaphosphaphénanthrène (DOPO), stannate de zinc (ZS) et hydroxstannate de zinc (ZHS). Dans l'ensemble, on a constaté qu'ils avaient une tendance beaucoup plus faible à se bioaccumuler dans les tissus adipeux que les ignifugeants bromés étudiés.

Les tests sur le comportement au feu de matériaux avec différents retardateurs de flamme ont révélé que les retardateurs de flamme sans halogène produisent moins de fumée et d'émissions toxiques au feu, à l'exception des phosphates d'aryle RDP et BDP dans les polymères styréniques.
Les expériences de lixiviation ont montré que la nature du polymère est un facteur dominant et que le comportement de lixiviation des retardateurs de flamme sans halogène et bromés est comparable.

Plus un polymère est poreux ou «hydrophile», plus il peut libérer d'agents ignifuges.
Cependant, les plaques moulées qui représentent des produits en plastique du monde réel ont montré des niveaux de lixiviation beaucoup plus faibles que les granules de polymère extrudé.
Les études d’évaluation d’impact ont reconfirmé que le traitement inapproprié des déchets et du recyclage des produits électroniques avec des ignifugeants bromés peut produire des dioxines, ce qui n’est pas le cas avec les solutions de remplacement sans halogène. En outre, l'Agence américaine de protection de l'environnement (US-EPA) a mené une série de projets liés à l'évaluation environnementale des ignifuges alternatifs, les projets de «conception pour l'environnement» sur les ignifugeants pour les circuits imprimés et les alternatives aux décabromodiphényléthers. et l'hexabromocyclododécane (HBCD).

Mécanismes de toxicité
Exposition directe
De nombreux retardateurs de flamme halogénés avec des anneaux aromatiques, y compris la plupart des retardateurs de flamme bromés, sont probablement des perturbateurs des hormones thyroïdiennes.

L'EPA a noté que les PBDE sont particulièrement toxiques pour le cerveau en développement des animaux. Des études évaluées par des pairs ont montré que même une dose unique administrée à des souris pendant le développement du cerveau peut provoquer des changements permanents de comportement, y compris une hyperactivité.

D'après des études de laboratoire in vitro, plusieurs retardateurs de flamme, y compris les PBDE, le TBBPA et le BADP, imitent probablement aussi d'autres hormones, notamment les œstrogènes, la progestérone et les androgènes.
Les composés de bisphénol A avec des degrés de bromation inférieurs semblent présenter une plus grande œstrogénicité.

Certains retardateurs de flamme halogénés, y compris les PBDE moins bromés, peuvent être des neurotoxiques directs dans les études de culture cellulaire in vitro:

En modifiant l'homéostasie et la signalisation du calcium dans les neurones, ainsi que la libération et l'absorption des neurotransmetteurs au niveau des synapses, ils interfèrent avec la neurotransmission normale.
Les mitochondries peuvent être particulièrement vulnérables à la toxicité des PBDE en raison de leur influence sur le stress oxydatif et l'activité calcique dans les mitochondries.
L'exposition aux PBDE peut également modifier la différenciation et la migration des cellules neurales au cours du développement.

Produits de dégradation
De nombreux retardateurs de flamme se dégradent en composés également toxiques et, dans certains cas, les produits de dégradation peuvent être le principal agent toxique:

Les composés halogénés avec des cycles aromatiques peuvent se dégrader en dioxines et composés de type dioxine, en particulier lorsqu'ils sont chauffés, comme pendant la production, un incendie, un recyclage ou une exposition au soleil.
Les dioxines chlorées font partie des composés hautement toxiques répertoriés par la Convention de Stockholm sur les polluants organiques persistants.
Les diphényléthers polybromés avec un plus grand nombre d'atomes de brome, comme le décaBDE, sont moins toxiques que les PBDE avec un plus petit nombre d'atomes de brome, comme le pentaBDE.
Cependant, à mesure que les PBDE d'ordre supérieur se dégradent biotiquement ou abiotiquement, les atomes de brome sont éliminés, ce qui entraîne des congénères PBDE plus toxiques.
Lorsque certains retardateurs de flamme halogénés tels que les PBDE sont métabolisés, ils forment des métabolites hydroxylés qui peuvent être plus toxiques que le composé d'origine.
Ces métabolites hydroxylés, par exemple, peuvent rivaliser plus fortement pour se lier à la transthyrétine ou à d'autres composants du système thyroïdien, peuvent être des imitateurs d'œstrogènes plus puissants que le composé d'origine et peuvent affecter plus fortement l'activité des récepteurs des neurotransmetteurs. [43] [46] [ 47]
Le diphényl phosphate de bisphénol-A (BADP) et le tétrabromobisphénol A (TBBPA) se dégradent probablement en bisphénol A (BPA), un perturbateur endocrinien préoccupant.


Exposition environnementale
Des retardateurs de flamme fabriqués pour être utilisés dans des produits de consommation ont été rejetés dans des environnements à travers le monde.

L'industrie des produits ignifuges a développé une initiative volontaire de réduction des émissions dans l'environnement (VECAP) en promouvant les meilleures pratiques pendant le processus de fabrication.

Les communautés proches des usines d'électronique et des installations d'élimination, en particulier les zones où la surveillance ou le contrôle de l'environnement est limité, développent des niveaux élevés d'ignifugeants dans l'air, le sol, l'eau, la végétation et les personnes. [69] [72]

Des ignifugeants organophosphorés ont été détectés dans les eaux usées en Espagne et en Suède, et certains composés ne semblent pas être complètement éliminés pendant le traitement de l'eau.


Disposition
Lorsque les produits contenant des retardateurs de flamme atteignent la fin de leur durée de vie utile, ils sont généralement recyclés, incinérés ou mis en décharge.

Le recyclage peut contaminer les travailleurs et les communautés à proximité des usines de recyclage, ainsi que de nouveaux matériaux, avec des retardateurs de flamme halogénés et leurs produits de dégradation.

Les déchets électroniques, les véhicules et autres produits sont souvent fondus pour recycler leurs composants métalliques, et un tel chauffage peut générer des dioxines et furanes toxiques.

Lors du port d'un équipement de protection individuelle (EPI) et lorsqu'un système de ventilation est installé, l'exposition des travailleurs à la poussière peut être considérablement réduite, comme le montrent les travaux menés par l'usine de recyclage Stena-Technoworld AB en Suède. [77] Les retardateurs de flamme bromés peuvent également modifier les propriétés physiques des plastiques, entraînant une performance inférieure des produits recyclés et un «downcycling» des matériaux. Il semble que les plastiques contenant des ignifuges bromés se mélangent aux plastiques sans ignifugeants dans le flux de recyclage et un tel recyclage est en cours. [10]

De même, une incinération de mauvaise qualité génère et libère de grandes quantités de produits de dégradation toxiques.
L'incinération contrôlée de matériaux avec des retardateurs de flamme halogénés, bien que coûteuse, réduit considérablement la libération de sous-produits toxiques.

De nombreux produits contenant des retardateurs de flamme halogénés sont envoyés dans des décharges.

Les additifs, par opposition aux agents ignifuges réactifs, ne sont pas liés chimiquement au matériau de base et se lessivent plus facilement.
Des ignifugeants bromés, y compris des PBDE, ont été observés par lessivage des décharges dans les pays industrialisés, notamment le Canada et l'Afrique du Sud.
Certaines conceptions de décharges permettent la capture des lixiviats, qui devraient être traités. Ces dessins se dégradent également avec le temps.

Opposition réglementaire
Peu de temps après que la Californie a modifié le TB117 en 2013 pour n'exiger que des revêtements de meubles ignifuges (sans restriction sur les composants intérieurs), les fabricants de meubles à travers les États-Unis ont entendu une demande accrue de meubles sans ignifugation. Il est à noter que les tissus ignifuges utilisés dans les revêtements ignifuges ne contiennent pas de PBDE, d'organophosphates ou d'autres produits chimiques historiquement associés à des effets néfastes sur la santé humaine.
Un certain nombre de décideurs du secteur de la santé - qui représente près de 18% du PIB américain [76] - se sont engagés à acheter de tels matériaux et meubles.


Parmi les premiers à adopter cette politique, mentionnons Kaiser Permanente, Advocate Health Care, Hackensack University Hospital et University Hospitals.
Au total, le pouvoir d'achat de meubles de ces hôpitaux a totalisé 50 millions de dollars.

Tous ces hôpitaux et systèmes hospitaliers souscrivent à l'Initiative des hôpitaux plus sains, qui compte plus de 1 300 hôpitaux membres, et promeut la durabilité environnementale et la santé communautaire dans le secteur de la santé.

Une nouvelle législation en Californie a servi à éduquer le public sur les retardateurs de flamme dans leurs maisons, réduisant ainsi la demande des consommateurs pour des produits contenant ces produits chimiques. Selon une loi (projet de loi du Sénat, 1019) signée par le gouverneur Jerry Brown en 2014, tous les meubles fabriqués après le 1er janvier 2015 doivent contenir une étiquette d'avertissement indiquant s'ils contiennent ou non des produits chimiques ignifuges.

En septembre 2017, le sujet a attiré l'attention de la réglementation fédérale au sein de la Commission de la sécurité des produits de consommation, qui a voté pour la constitution d'un groupe consultatif sur les risques chroniques axé sur la description de certains risques de divers produits de consommation, en particulier les produits pour bébés et enfants (y compris la literie et les jouets) meubles de maison rembourrés, matelas et matelas et surmatelas, et enveloppes en plastique entourant l'électronique. Ce comité consultatif est chargé spécifiquement de traiter les risques liés aux ignifugeants organohalogénés (OFR) additifs et non polymères.

Bien que ces produits chimiques n'aient pas été interdits, cette décision lance une enquête approfondie sur la sécurité des consommateurs qui pourrait éventuellement conduire à l'élimination complète de ces substances de la fabrication par les consommateurs. [79]

Conformément à la loi de 1976 sur le contrôle des substances toxiques, l'Agence de protection de l'environnement évalue également activement l'innocuité de divers ignifugeants, notamment les esters de phosphate chlorés, le tétrabromobisphénol A, les bromures aliphatiques cycliques et les phtalates bromés.
D'autres réglementations dépendent des conclusions de l'EPA issues de cette analyse, bien que tout processus réglementaire puisse prendre plusieurs années.

Bureau national des essais de normes
Dans un programme d'essais de 1988, mené par l'ancien Bureau national des normes (NBS), maintenant l'Institut national des normes et de la technologie (NIST), pour quantifier les effets des produits chimiques ignifuges sur le risque d'incendie total.
Cinq types de produits différents, chacun fabriqué à partir d'un type de plastique différent, ont été utilisés.
Les produits ont été fabriqués dans des variantes ignifuges (FR) et non retardées (NFR) analogues.

L'impact des matériaux FR (ignifuges) sur la survie des occupants du bâtiment a été évalué de deux manières:

Premièrement, comparer le temps jusqu'à ce qu'un espace domestique ne soit pas apte à être occupé dans la pièce en feu, ce que l'on appelle «intenabilité»; ceci est applicable aux occupants de la pièce en feu. Deuxièmement, comparer la production totale de chaleur, de gaz toxiques et de fumée provenant du feu; cela s'applique aux occupants du bâtiment éloignés de la pièce d'origine du feu. [81]

Le temps d'indisponibilité est jugé par le temps dont disposent les occupants avant que
(a) un contournement de la pièce se produit, ou
(b) une intenabilité due à la production de gaz toxiques se produit.

Pour les essais FR, le temps moyen d'évacuation disponible était plus de 15 fois supérieur à celui des occupants de la pièce sans produits ignifuges.

Ainsi, en ce qui concerne la production de produits de combustion,

La quantité de matière consommée dans le feu pour les essais ignifuges (FR) était inférieure à la moitié de la quantité perdue dans les essais non ignifuges (NFR).
Les tests FR ont indiqué une quantité de chaleur dégagée par le feu qui était 1/4 de celle dégagée par les tests NFR.
Les quantités totales de gaz toxiques produits lors des essais au feu des locaux, exprimées en «équivalents CO», étaient de 1/3 pour les produits FR, par rapport aux NFR.
La production de fumée n'était pas significativement différente entre les essais au feu de salle utilisant des produits NFR et ceux avec des produits FR.
Ainsi, dans ces essais, les additifs ignifuges ont diminué le risque d'incendie global.

La demande globale
En 2013, la consommation mondiale de retardateurs de flamme était de plus de 2 millions de tonnes.
Le domaine d'application le plus importé sur le plan commercial est le secteur de la construction.
Il a besoin de produits ignifuges, par exemple pour les tuyaux et les câbles en plastique.

En 2008, les États-Unis, l'Europe et l'Asie ont consommé 1,8 million de tonnes, d'une valeur de 4,20 à 4,25 milliards de dollars EU.

Selon Ceresana, le marché des retardateurs de flamme augmente en raison de l'augmentation des normes de sécurité dans le monde et de l'utilisation accrue de retardateurs de flamme.

On s'attend à ce que le marché mondial des ignifuges génère 5,8 milliards de dollars américains.

En 2010, l'Asie-Pacifique était le plus grand marché pour les retardateurs de flamme, représentant environ 41% de la demande mondiale, suivie de l'Amérique du Nord et de l'Europe occidentale.

Les retardateurs de flamme sont des produits chimiques appliqués aux matériaux pour empêcher le début ou ralentir la croissance du feu.

Ils ont été utilisés dans de nombreux produits de consommation et industriels depuis les années 1970, pour diminuer la capacité des matériaux à s'enflammer.

Des retardateurs de flamme sont souvent ajoutés ou appliqués aux produits suivants.

Mobilier, comme la mousse, les tissus d'ameublement, les matelas, les tapis, les rideaux et les stores en tissu.
Les appareils électroniques et électriques, tels que les ordinateurs, les ordinateurs portables, les téléphones, les téléviseurs et les appareils ménagers, ainsi que les fils et les câbles.
Matériaux de construction et de construction, y compris les fils et câbles électriques, et matériaux d'isolation, tels que les mousses isolantes en polystyrène et polyuréthane.
Produits de transport, tels que sièges, housses de siège et garnitures, pare-chocs, compartiments supérieurs et autres pièces d'automobiles, d'avions et de trains.
De nombreux retardateurs de flamme ont été retirés du marché ou ne sont plus produits. Cependant, comme ils ne se décomposent pas facilement, ils peuvent rester persistants dans l'environnement pendant des années. Ils peuvent également se bioaccumuler ou s'accumuler chez les humains et les animaux au fil du temps.

Existe-t-il différents types de retardateurs de flamme?
Il existe des centaines de retardateurs de flamme différents. Ils sont souvent divisés en catégories basées sur la structure et les propriétés chimiques.

En général, les retardateurs de flamme sont regroupés selon qu'ils contiennent du brome, du chlore, du phosphore, de l'azote, des métaux ou du bore.

Ignifugeants bromés - Contiennent du brome et sont les ignifuges les plus utilisés.

Utilisé dans de nombreux biens de consommation, y compris l'électronique, les meubles, les matériaux de construction, etc. et a été lié à des perturbations endocriniennes entre autres effets.

Les polybromodiphényléthers (PBDE) - Les PBDE ne se lient pas chimiquement aux produits auxquels ils sont ajoutés (meubles, électronique, etc.) de sorte qu’ils se libèrent facilement de ces produits et pénètrent dans l’air et la poussière. Les PBDE peuvent réduire le poids / la taille des enfants à la naissance et nuire au développement neurologique.

Tétrabromobisphénol A (TBBPA) - Largement utilisé pour fabriquer des circuits imprimés et des composants électroniques.

Également utilisé dans certains textiles et papiers, ou comme additif dans d'autres ignifugeants.

Hexabromocyclododécane (HBCD) - Un additif principalement utilisé dans les matériaux de construction en mousse de polystyrène.

Le principal risque pour les humains est le lessivage des produits et la pénétration dans la poussière intérieure. De faibles niveaux d'HBCD ont également été trouvés dans certains produits alimentaires.

Ignifugeants organophosphorés (OPFR) - Avec l'élimination progressive des PBDE, certains OPFR ont été identifiés comme remplaçants.

Les chercheurs soutenus par le NIEHS étudient également les effets sur la santé des nouvelles alternatives ignifuges qui sont mises sur le marché.

Les retardateurs de flamme sont des produits chimiques qui sont ajoutés aux matériaux manufacturés (par exemple, les textiles et les plastiques) et aux finitions et revêtements de surface pour empêcher la combustion ou retarder la propagation du feu après l'allumage (van der Veen et de Boer, 2012)

Les retardateurs de flamme halogénés sont une grave préoccupation pour les scientifiques de la santé et de l'environnement

Les produits chimiques ignifuges sont utilisés dans les produits commerciaux et de consommation (tels que les meubles et l'isolation des bâtiments) pour répondre aux normes d'inflammabilité.

Tous les ignifuges ne présentent pas de problèmes, mais les types suivants le font souvent:
(1) les retardateurs de flamme halogénés, également connus sous le nom de retardateurs de flamme organo-halogènes qui contiennent du chlore ou du brome lié au carbone et
(2) ignifugeants organophosphorés contenant du phosphore lié au carbone.

Les ignifugeants inhibent ou retardent la propagation du feu en supprimant les réactions chimiques dans la flamme ou en formant une couche protectrice à la surface d'un matériau.

Ils peuvent être mélangés avec le matériau de base (additifs ignifuges) ou liés chimiquement à celui-ci (ignifuges réactifs).
Les ignifugeants minéraux sont généralement additifs, tandis que les composés organohalogénés et organophosphorés peuvent être réactifs ou additifs.

De nombreux retardateurs de flamme, tout en ayant une toxicité mesurable ou considérable, se dégradent en composés qui sont également toxiques et, dans certains cas, les produits de dégradation peuvent être le principal agent toxique. Par exemple, les composés halogénés avec des cycles aromatiques peuvent se dégrader en dérivés de dioxine, en particulier lorsqu'ils sont chauffés, comme pendant la production, un incendie, un recyclage ou une exposition au soleil. De plus, les diphényléthers polybromés avec un plus grand nombre d'atomes de brome, comme le décabromodiphényléther (décaBDE), sont moins toxiques que les dérivés du pentabromodiphényléther avec un plus petit nombre d'atomes de brome (tableau 4.4). Cependant, comme les dérivés de pentabromodiphényléther d'ordre supérieur se dégradent biotiquement ou abiotiquement, les atomes de brome sont éliminés, ce qui donne des dérivés de pentabromodiphényléther plus toxiques.

De plus, lorsque certains des retardateurs de flamme halogénés tels que les dérivés de pentabromodiphényléther sont métabolisés, ils forment des métabolites hydroxylés qui peuvent être plus toxiques que le composé d'origine. Ces métabolites hydroxylés, par exemple, peuvent rivaliser plus fortement pour se lier à la transthyrétine ou à d'autres composants du système thyroïdien, peuvent être des imitateurs d'œstrogènes plus puissants que le composé d'origine et peuvent affecter plus fortement l'activité des récepteurs des neurotransmetteurs.

Lorsque les produits contenant des retardateurs de flamme atteignent la fin de leur durée de vie utile, ils sont généralement recyclés, incinérés ou mis en décharge.

Le recyclage peut contaminer les travailleurs et les communautés à proximité des usines de recyclage, ainsi que de nouveaux matériaux, avec des retardateurs de flamme halogénés et leurs produits de dégradation. Les déchets électroniques, les véhicules et autres produits sont souvent fondus pour recycler leurs composants métalliques, et un tel chauffage peut générer des dioxines et furanes toxiques.

Les ignifugeants bromés peuvent également modifier les propriétés physiques des plastiques, entraînant une performance inférieure des produits recyclés.

De même, une incinération de mauvaise qualité génère et libère de grandes quantités de produits de dégradation toxiques.
L'incinération contrôlée de matériaux avec des retardateurs de flamme halogénés, bien que coûteuse, réduit considérablement la libération de sous-produits toxiques.

De nombreux produits contenant des retardateurs de flamme halogénés sont envoyés dans des décharges.

Les additifs, par opposition aux agents ignifuges réactifs, ne sont pas liés chimiquement au matériau de base et se lessivent plus facilement.

Des ignifugeants bromés, y compris des dérivés de pentabromodiphényléther, ont été observés par lessivage des décharges dans certains pays.

La conception des décharges doit permettre la capture des lixiviats, qui devraient être traités, mais ces conceptions peuvent se dégrader avec le temps.


Les retardateurs de flamme sont des produits chimiques qui sont ajoutés à de nombreux matériaux pour augmenter leur sécurité incendie.

Par exemple, de nombreux plastiques sont hautement inflammables et, par conséquent, leur résistance au feu est augmentée par l'ajout de retardateurs de flamme afin de réduire le risque d'incendie.

Les retardateurs de flamme sont des produits chimiques qui sont ajoutés aux matériaux inflammables - comme le bois, le plastique, le papier, le caoutchouc ou les fibres - pour les rendre moins susceptibles de s'enflammer ou pour empêcher la propagation du feu.
Certains matériaux utilisés dans les bâtiments, les articles ménagers, les produits de première nécessité et les appareils électroniques tels que les appareils électroménagers peuvent être des sources d'incendies ou entraîner la propagation du feu.

Si nous voulons vivre une vie saine et sûre, nous devons rendre ces matériaux moins inflammables et réduire la production de gaz ou de substances toxiques.
«Ignifuge» est le nom générique des produits chimiques utilisés pour répondre à ces objectifs et exigences.

Types de retardateurs de flamme

Ignifuges organiques
Composés de brome
Composés chlorés
Composés phosphoreux, etc.


Ignifugeants inorganiques
Composés d'antimoine
Hydroxydes métalliques
Composés azotés
Composés de bore, etc.
Les retardateurs de flamme sont parfois appelés retardateurs de flamme additifs ou retardateurs de flamme réactifs, selon leur fonction.


Mécanismes ignifuges
Création d'une couche isolant l'oxygène.
Supplémentation et stabilisation des radicaux actifs générés et suppression de la génération de gaz combustibles.
Élimination de la chaleur des combustibles (réactions endothermiques).
Carbonisation des parties en feu pour les immobiliser et isoler la chaleur et l'oxygène.
Génération de gaz inactifs et dilution de gaz combustibles.


Publié en septembre 2020

Les ignifuges sont des matériaux ou des produits chimiques utilisés pour dissuader ou éteindre la propagation de la flamme dans les résines, les élastomères, les textiles, les revêtements, les adhésifs et les mastics.

Les catégories de produits les plus importantes sont les composés bromés, les composés organophosphorés, les composés chlorés, le trihydroxyde d'aluminium, l'oxyde d'antimoine, les composés du bore, l'hydroxyde de magnésium et les «autres» produits ignifuges. En 2019, les types de produits ignifuges les plus importants en volume étaient le trihydroxyde d'aluminium, avec 38% du marché total, suivi des composés organophosphorés (18%), des composés bromés (17%) et des oxydes d'antimoine (9%). La gamme de produits varie considérablement selon les régions.

L'industrie des produits ignifuges est fortement affectée par les réglementations et normes régionales (et les différences) pour la construction et les applications électriques / électroniques.

Une augmentation des incendies de grande hauteur dans le monde a montré la nécessité d'améliorer les normes de sécurité pour les revêtements de panneaux composites en aluminium utilisés dans les parements de bâtiments (ou une méthode pour mettre à niveau des matériaux de construction plus anciens [avec des normes plus anciennes] vers des normes plus récentes) en utilisant des ignifuges pour améliorer sécurité. Certains retardateurs de flamme, en particulier les retardateurs de flamme bromés, ont une production et une consommation limitées. Par exemple, l'hexabromocyclododécane (HBCD) n'est plus autorisé au Japon (2014), dans l'Union européenne (2015) et au Canada (fin 2016).

Les retardateurs de flamme jouent un rôle important dans la prévention et la suppression des incendies. Des normes de sécurité incendie strictes réduisent les effets néfastes des incendies sur les personnes, les biens et l'environnement.

Les retardateurs de flamme empêchent non seulement les incendies de se déclencher, mais si un incendie se produit, ils ralentissent la propagation du feu et augmentent les chances de s'échapper en toute sécurité.

Ils peuvent faire la différence entre la vie et la mort.

Les retardateurs lamellaires sont des substances ou des composés qui sont ajoutés à d'autres matériaux, tels que les plastiques, les revêtements et les textiles pour empêcher ou retarder la propagation du feu.

Les premières applications de retardateurs de flamme sont antérieures au calendrier grégorien.

Les Egyptiens ont trempé du bois dans de l'alun (sulfate de potassium et d'aluminium) vers 450 av. et les bois ont été peints avec du vinaigre autour de 360 ​​av. pour augmenter leur résistance au feu.
Depuis lors, de nombreux autres matériaux ont été utilisés comme retardateurs de flamme, notamment l'argile, les cheveux et le gypse.
En 1735, Obadiah Wilde a reçu le brevet britannique 551 pour son mélange d'alun, de borax (borate de sodium) et de sulfate ferreux, qu'il a utilisé pour améliorer l'ignifugation du papier et du textile.
Son invention a d'abord été appliquée pour améliorer la sécurité des toiles utilisées dans les théâtres et les bâtiments publics.

Aujourd'hui, la demande mondiale de retardateurs de flamme dépasse les 2 millions de tonnes par an. Une grande partie de cette demande provient des industries mondiales du plastique.

Étant donné que tous les matériaux à base de carbone sont combustibles et que l'utilisation des plastiques est si répandue, il est nécessaire de réduire le risque d'accidents liés aux incendies.

S'il n'est pas possible de sélectionner un polymère qui est intrinsèquement ignifuge (par exemple polyamide), l'ajout d'un retardateur de flamme est une solution.

L'ignifuge peut être mélangé avec le matériau de base ou lié chimiquement à celui-ci. D'une manière générale, les retardateurs de flamme peuvent être divisés en trois groupes,

(1) les retardateurs de flamme inorganiques ou minéraux et
(2) composés halogénés. Alors que les performances de l'ignifugation halogéné sont excellentes, bon nombre de ces produits chimiques sont associés à des problèmes de santé et d'environnement.

En conséquence, plusieurs retardateurs de flamme bromés et chlorés ont été interdits dans le passé.
Des exemples de composés interdits comprennent les polychlorobiphényles (PCB), les polybromodiphényléthers (PBDE) et le décabromodiphényléther (DecaBDE).

Les entreprises à la recherche de produits moins toxiques essaient souvent de modifier les matériaux et la conception des articles ou de sélectionner des produits chimiques (inorganiques) plus sûrs.

Des exemples de tels produits chimiques comprennent le trihydroxyde d'aluminium (ATH), un mélange de huntitite et d'hydromagnésite et de (di) hydroxyde de magnésium (MDH).

Ces ignifugeants minéraux sont non toxiques et fonctionnent en se décomposant de manière endothermique.

Cela signifie qu'à une certaine température, les composés se désagrègent, adsorbant ainsi la chaleur et libérant de la vapeur d'eau.

Les oxydes formés donnent une couche protectrice qui fournit un effet de suppression de fumée.

Malgré les avantages évidents des ignifuges minéraux, il n'est pas toujours possible de remplacer les agents ignifuges halogénés.

Pour atteindre les normes d'inflammabilité dans les applications exigeantes, des ignifuges minéraux doivent être ajoutés à des doses très élevées (jusqu'à 80% en poids / poids).

L'une des principales classes de retardateurs de flamme utilisés pour les textiles plastiques, le papier et le bois est celle des composés phosphore, phosphore-azote et phosphore-halogène, représentant plus d'un tiers des revenus globaux du marché des retardateurs de flamme et avec la plus forte croissance.

Les ignifugeants commerciaux à base de phosphore comprennent certains composés inorganiques ainsi que des systèmes de phosphore organique à la fois additifs et réactifs.

Ces matériaux vont des simples sels aux composés oligomères et englobent à la fois les liquides et les solides

Des examens de ce sujet se trouvent dans les références générales déjà citées, et plus de détails sont donnés pour un certain nombre de composés individuels discutés dans cet article.

Les ignifugeants au phosphore ont une multiplicité de modes d'action, à la fois condensés et en phase vapeur, que nous examinerons brièvement.

Certains ignifugeants à base de phosphore se sont avérés avoir des modes d'action à la fois en phase vapeur et en phase condensée.

La science est dans un état évolutif avec de nombreuses questions non résolues

Polyphosphate d'ammonium insoluble Lorsque les phosphates d'ammonium sont chauffés seuls sous pression d'ammoniaque ou de préférence en présence d'urée, un polyphosphate d'ammonium relativement insoluble dans l'eau [68333-79-9] est produit.

Il existe deux formes cristallines, selon les conditions de chauffage. La forme I, vendue sous le nom de Phoschek P30 d'ICL et principalement utilisée dans les revêtements, est de faible poids moléculaire linéaire, avec un début de perte de poids d'environ 240 ° C et relativement plus soluble dans l'eau. La forme II, vendue sous le nom d'Exolit AP422 de Clariant et par plusieurs autres fabricants européens et asiatiques, a un poids moléculaire plus élevé, probablement réticulé, avec un début de perte de poids d'environ 270 ° C et beaucoup plus résistant à l'eau.

Les produits commerciaux, disponibles auprès d'un certain nombre de fabricants, sont disponibles avec une variété de tailles de particules et de revêtements de surface ou d'encapsulants tels que la mélamine-formaldéhyde ou d'autres résines thermodurcissables pour empêcher l'hydrolyse. Ces solides finement divisés sont les principaux ingrédients des peintures et mastics ignifuges intumescents .

Dans de telles formulations, le polyphosphate d'ammonium est considéré comme jouant le rôle de catalyseur.

Ainsi, lorsque le revêtement intumescent est exposé à une température élevée, le polyphosphate d'ammonium donne un acide phosphoreux qui interagit ensuite avec un composant organique tel qu'un pentaérythritol pour former un charbon carboné. La chimie a été décrite en détail.

Un agent gonflant (générateur de gaz), tel que la mélamine ou le chlorowax, est également présent pour conférer un caractère expansé au charbon, formant ainsi une barrière isolante ignifuge pour protéger le substrat.
De plus, les formulations intumescentes contiennent typiquement des liants résineux, des pigments et d'autres charges.

Les mastics sont des formulations apparentées mais généralement plus visqueuses, destinées à être appliquées en couches épaisses sur des poutres, des fermes et des platelages; ceux-ci contiennent généralement des fibres minérales pour augmenter la cohérence.

Outre les applications de revêtement bien établies, de nombreuses études ont été menées et une certaine commercialisation a abouti à des formulations intumescentes pour thermoplastiques, en particulier pour les polyoléfines, l'éthylène-acétate de vinyle et les élastomères uréthanes.

La résine carbonifère peut être un polymère de condensation éthylène-urée-formaldéhyde, un isocyanurate d'hydroxyéthyle ou une résine pipérazine-triazine.

Dans les polymères non rechargeables tels que le polypropylène, le mélange de polymères carbonisables tels que les polyuréthanes thermoplastiques peut permettre au polyphosphate d'ammonium de jouer le rôle d'ignifuge.
Les produits triazine-pipérazine-morpholine récemment développés offrent une formation de charbon améliorée avec du polyphosphate d'ammonium dans des polyoléfines.

Le polyphosphate d'ammonium est également utilisé comme retardateur de flamme dans les mousses de polyuréthane rigides


Les retardateurs de flamme font référence à une variété de composés chimiques ajoutés à des matériaux autrement combustibles pour créer une couche de protection contre l'inflammabilité, donnant plus de temps pour s'échapper et pour les premiers intervenants pour sauver des vies et minimiser les dommages matériels.

 

Parce que la nécessité de réduire le risque d'incendie est essentielle pour de nombreuses applications papier et textile, les retardateurs de flamme sont répandus dans les produits allant de l'ameublement (meubles rembourrés, rideaux, matelas, etc.) au transport (sièges en tissu, filtration de l'air et des liquides, etc.) et autres composants) aux matériaux de construction et de construction (tapis et murs) et plus encore.

Chaque application a ses propres besoins inhérents en matière d'ignifugation, présentant des défis uniques aux formulateurs.

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