EoW March 2008

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EuroWire – Marzo 2008 230
italiano
In termini di massima densità di fumo,
il KG-STA mostra le migliori prestazioni
alle concentrazioni inferiori. In effetti
le prestazioni del KG-STA a 5phr sono
paragonabili alle prestazioni del migliore
AOM commerciale a 10phr. Si tratta di
un risultato importante e suggerisce un
utilizzo di gran lunga più efficace della
chimica dell’AOM.
Le Figure 6-8 illustrano i risultati della
camera NBS ottenuti con la formula
contenente la quantità di ATH più elevata
(60phr). Nuovamente, la densità dei
fumi è espressa come funzione della
concentrazione dei vari composti. Come
nel caso del sistema precedente, le
comparazioni sono state effettuate a 5,
10 e 15phr AOM totale, con livelli di talco
adattati per mantenere stabile il contenuto
del materiale di riempimento. La Figura 6
evidenzia il fumo a 90 secondi, la Figura 7
mostra lo sviluppo del fumo a 4 minuti e
la Figura 8 mostra lo sviluppo massimo del
fumo per i diversi composti.
Analogamente al sistema con contenuto
ridotto di ATH, i dati evidenziano nuova-
mente che con qualsiasi concen-trazione
e in qualsiasi intervallo di tempo il KG-STA
supera notevolmente le prestazioni del
ClimaxWA 011GA. Paragonando solamente
questi due sistemi, le prestazioni KG-
STA a 5phr risultano superiori a quelle di
WA 011GA a 10phr. Ciò vale in qualsiasi
momento della prova. Il KG-STA ha inoltre
dimostrato prestazioni superiori a quelle
del campione commerciale con particelle
di dimensioni inferiori, il A2017I, ai livelli
5phr e 15phr. A 10phr, le prestazioni erano
comparabili.
Sulla base di questi risultati, s è concluso
che il KG-STA dimostrava un utilizzo molto
più efficace rispetto a quello della chimica
AOM in due diverse formule del PVC
flessibile e con diverse concentrazioni.
4.2 Calorimetro a cono
L’efficacia della soppressione dei fumi del
KG-STA e dei due campioni commerciali
di AOM è stata ulteriormente comparata
utilizzando la prova con il calorimetro
a cono (ASTM E-1354). Nel presente
studio sono state utilizzate le medesime
due formule di PVC flessibile (Tabella 4,
illustrata precedentemente).
Sono state ancora effettuate comparazioni
dei prodotti a 5, 10 e 15phr dell’AOM
totale, con quantità di talco modificate
per mantenere stabile il contenuto totale
del materiale di riempimento. Le prove
effettuate con il calorimetro a cono sono
state effettuate ad una irradiazione di
70kW/m².
Le Figure 9 e 10 presentano i fumi totali
generati dalla combustione di diversi
campioni di PVC come funzione della
concentrazione dei composti. I risultati si
sono dimostrati analoghi a quelli ottenuti
con la camera NBS.
Nel sistema ATH di 30phr, il KG-STA ha
superato di gran lunga le prestazioni
del WA 011GA Climax a qualsiasi
concentrazione. I fumi totali ottenuti con
5phr di KG-STA erano praticamente gli
stessi di quelli ottenuti con 10phr di WA
011GA Climax.
Il KG-STA ha inoltre superato le prestazioni
del migliore AOM commerciale, il A2017I
Climax. In questo caso, i fumi totali ottenuti
con 10phr di KG-STA erano quasi identici a
quelli ottenuti con 15phr di A2017I Climax.
Vantaggi quasi identici dal punto di vista
delle prestazioni sono stati rilevati nel
sistema di ATH a 60phr. Le prestazioni del
KG-STA nuovamente superano di molto
le prestazioni del WA 011GA Climax a
qualsiasi concentrazione.
I valori totali dei fumi ottenuti con 5phr
di KG-STA erano comparabili con quelli
ottenuti con 10phr di WA 011GA Climax.
Evidentemente, i fumi totali ottenuti
con 10phr di KG-STA erano quasi identici
a quelli ottenuti con 15phr de A2017I
Climax.
I risultati del calorimetro a cono e quelli
della camera NBS dimostrano che nel
PVC flessibile, il KG-STA offre vantaggi in
termini di prestazioni superiori a quelli
dell’AOM commerciale. A seconda del
sistema applicato, sembra che l’utilizzo del
KG-STA permette una riduzione dal 25%
al 50% dell’AOM totale, mantenendo se
non migliorando la soppressione dei fumi.
Questo risultato potrebbe rappresentare
un vantaggio significativo per i formulatori
di PVC flessibile a bassa emissione di fumi.
5. Conclusioni
Allo scopo di conformarsi alle rigorose
specifiche in materia di fumi imposte dalla
norma NFPA 262, il composto della guaina
di PVC del tipo plenum richiede l’utilizzo
di soppressori di fumo. Per la soppressione
dei fumi è stato utilizzato un certo
numero di materiali a base di molibdato.
Questi materiali agiscono durante la fase
condensata aumentando la formazione del
residuo carbonioso.
La società Sherwin-Williams Chemicals ha
sviluppato un processo per la precipitazione
dell’AOM con superficie estesa. La presenza
di alcuni materiali di riempimento al talco
influenza la morfologia dell’AOM precipitato
e favorisce la formazione di un prodotto con
una superficie estesa. Le prove effettuate
con il metodo NBS e con il calorimetro a
cono hanno dimostrato un miglioramento
delle prestazioni associate ad un aumento
della superficie del molibdato. I dati
suggeriscono che al momento della
comparazione con l’AOM tradizionale, il
Kemgard STA può essere utilizzato a parità
di caricamento con prestazioni migliorate
o a livelli ridotti con prestazioni equivalenti.
Considerando i prezzi sempre più elevati
del molibdeno, la capacità di ridurre la
concentrazione variando le dimensioni
delle particelle e la morfologia rappresenta
un risultato tecnico significativo. n
6. Ringraziamenti
Gli autori desiderano ringraziare Charlie
Simpson e Dave Klimovich per l’assistenza
tecnica prestata.
7. Referenze
[1] W H Starnes Jr and E Edelson, Macromolecules
12(5) 797-802 (1979).
[2] W H Starnes Jr, ‘Mechanism of Polyvinyl Chloride
Flame Retardance by Molybdenum (VI) Oxide’ in
Polymer Additives, J E Kresta (ed) Plenum Press,
New York (1984).
[3] J D Innes and A W Cox, ‘The Mechanism of
Smoke Suppression and Synergism of Molybdate
Compounds’ 23rd International Conference of Fire
Safety, January 1996.
[4] US Patent 4,762,700.
[5] US Patent 6,235,261.
[6] J K Walker, ‘Influence of Molybdates on Char
Formation and Smoke Suppression in PVC.’
Additives 2001, Hilton Head SC.
[7] J K Walker, ‘W-K, Ho and M Mittleman, ‘Smoke
Suppression in PVC Plenum Cable Jackets.’ Wire
Focus 2005, Providence, RI.
[8] US Patent Applied.
Figura 9:Fumi totali riferiti al KG-STA e l’AOM
commerciale a 30phr ATH e 70k/W/m².
▲ Figura 10: Fumi totali riferiti al KG-STA e all’AOM
commerciale a 60phr ATH e 70k/W/m².
▲
Calorimetro a cono: PVC Flessibile w/30phr ATH Calorimetro a cono: PVC Flessibile w/60phr ATH
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Densità media
dei fumi
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