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EuroWire – Mars 2008
Nouveau suppresseur
de fumées au molybdate
pour PVC
Par J Ken Walker, Wai-Kwong Ho, de Sherwin-Williams Chemicals
1. Introduction
Le polychlorure de vinyle (PVC) est par
nature un polymère retardeur de flamme
souvent utilisé dans les applications
exigeant un faible taux de propagation
de la flamme. La NFPA (Association
Nationale de Protection contre l’Incendie)
a également établi des normes rigoureuses
en matière de fumées pour certaines
applications. Dans le cas de gainages
en PVC du type plénum, les câbles de
télécommunication doivent passer le
test du Tunnel Steiner (norme NFPA
262). Pour obtenir la qualification pour
l’utilisation, la propagation de la flamme
ne doit pas dépasser 5 pieds. En outre, la
valeur maximale des fumées ne doit pas
être supérieure à 0,5 unités et la valeur
moyenne des fumées produites au cours
du test doit être inférieure à 0,15 unités.
Les molybdates inorganiques sont des
composés standard en ce qui concerne
la suppression des fumées dans le PVC.
Cela est dû à une capacité intrinsèque
des molybdates de favoriser la formation
de résidu charbonneux
1-3
. Le composé
chimique à base de molybdate le plus
amplement reconnu pour la suppression
des fumées dans le PVC est l’octamolyb-
date d’ammonium (AOM). Du fait du coût
élevé du molybdène et du pourcentage
élevé de molybdène présent dans le AOM
(61% basé sur l’oxyde de molybdène), les
fabricants de PVC sont à la recherche d’une
nouvelle technologie pour augmenter
l’efficacité des suppresseurs de fumée.
L’octamolybdate d’ammonium existe sous
deux formes isomériques dénommées
alpha et bêta. En général, l’alpha est
la forme disponible sur le marché. Elle
est produite à travers la décomposition
thermique partielle du dimolybdate
d’ammonium (ADM) selon la réaction
suivante:
4 (NH
4
)
2
Mo
2
O
7
➞
(NH
4
)
4
M
8
O
26
+ 4 NH
3
+ 2 H
2
O
L’AOM a été également obtenu par acidifi-
cation à partir d’une solution de ADM
4-5
2 (NH
4
)
2
Mo
2
O
7
+ 4 MoO
3
➞
α -(NH
4
)
4
Mo
8
O
26
Selon la littérature des brevets, les
changements dans les conditions de
traitement peuvent influencer la structure
cristalline. Il a été découvert un nouvel
isomère (dénommé X-AOM) offrant des
caractéristiques de suppression des fumées
améliorées
5
. En plus des molybdates purs,
le groupe Sherwin-Williams Chemicals
produit
et
commercialise
plusieurs
suppresseurs
de
fumée
spécifiques
(KEMGARD). Généralement basés sur les
molybdates de zinc et de calcium, ces
produits sont préparés par précipitation en
présence d’un noyau inerte
6-7
. Le principe
général de ces matériaux spécifiques est
que la précipitation sur la surface d’un
minéral inerte va accroître la surface de la
chimie active et réduit la demande totale
de molybdène dans le composé de PVC.
En
considérant
le
prix
croissant
du molybdène sur le marché, les
suppresseurs
de
fumée
spécifiques
deviennent évidemment de plus en plus
intéressants. Le présent article porte
sur le développement d’une nouvelle
technologie spécifique pour la suppression
des fumées basée sur la chimie de l’ AOM. Il
a été découvert que la précipitation d’AOM
en présence de charge minérale permet de
produire un nouveau suppresseur
de fumée à base de AOM à grande
surface. La grande surface augmente
considérablement les performances anti-
fumée par rapport à l’octamolybdate
d’ammonium traditionnel. Ce progrès qui
associe la technologie de traitement de
surface de Sherwin-Williams et la chimie
de l’AOM représente un développement
significatif dans la suppression des fumées
basée sur l’AOM.
2. Matériaux
Cette
étude
a
analysé
plusieurs
suppresseurs de fumée à base de AOM
commercial. Ces derniers ont été broyés
finement pour en réduire davantage les
dimensions et ont été inclus dans le test.
Le tableau 1
montre les dimensions des
particules et la surface des matériaux
de contrôle soumis au test. L’AOM à
grande surface, (Kemgard STA), a été
préparé par réaction entre le dimolybdate
d’ammonium et l’oxyde de molybdène
en présence d’un talc inerte. Le processus
est décrit dans un brevet déposé aux
États-Unis
8
.
Plusieurs matériaux inertes de bourrage
normalement utilisés dans les composés
de PVC ont été examinés.
Figure 1
:
Analyse par microscopie électronique à
balayage de surface (SEM) du Climax WA AOM
▲
Figure 2
:
Analyse par microscopie électronique à
balayage de surface (SEM) du Kemgard STA
▲