Retardantes de Chamas para Plásticos – Aditivos, até nos halogenados

Pressão regulatória abre caminho para mudanças nos aditivos, até nos halogenados

A mudança de um ensaio de avaliação da resistência ao fogo de móveis estofados no Estado da Califórnia (EUA) colocou mais lenha na fogueira do debate sobre o uso de compostos halogenados como retardantes de chama para plásticos.

A revisão do Boletim Técnico (TB) 117 retirou da lista de ensaios aplicados a esse tipo de mobília o teste de chama aberta, que simularia o contato da chama de uma vela com o material.

Esse teste, considerado muito exigente em relação à proteção oferecida, era apontado como justificativa para a adição de compostos halogenados, derivados do bromo, aos tecidos e ao material de enchimento dos estofados, geralmente feito de espuma de poliuretano.

O governo da Califórnia afirmou que a mudança foi feita porque a incidência desse tipo de acidente se tornou rara e, por isso, a nova redação do TB-117, aprovada em 2013 para entrar em vigor em janeiro deste ano, deveria dar mais atenção aos ensaios que simulam ponta de cigarros acesas como fonte de inflamação.Plástico Moderno, Retardantes de chamas para Plásticos - Lei muda na Califórnia - Sofas e estofados com novas leis anti fogo: Pressão regulatória abre caminho para mudanças nos aditivos, até nos halogenados

Ressalte-se que o TB-117 se aplica apenas a móveis estofados, não abrangendo, por exemplo, roupas de cama, colchões e travesseiros.

Além disso, a norma concede prazo até janeiro de 2015 para adaptação dos fabricantes e fornecedores dessas peças, incluindo a realização de ensaios e a revisão das etiquetas.

A Califórnia é o único estado americano a ter norma de inflamabilidade para mobília de sala e, por isso e pelo tamanho do mercado, é referência naquele país.

A mudança da norma, embora restrita a um determinado item, reavivou uma discussão antiga, sobre a necessidade do uso de retardantes de chama que contenham compostos halogenados.

Essa classe de aditivos é usada em vários materiais, como plásticos, tecidos, tintas protetivas, entre outros.

No Brasil, a Associação Brasileira da Indústria de Retardantes de Chama (Abichama) aborda temas relacionados à reação de materiais ao fogo e ao desenvolvimento de padrões de inflamabilidade.

A entidade ratifica o posicionamento contrário à alteração dos ensaios de resistência ao fogo promovidos pelo TB-117 emitidos por outros especialistas em segurança contra incêndio.

Plástico Moderno, Lilian Salim, diretora da associação, cujos sócios são ICL, Albemarle e Chemtura
Lilian: mudança na Califórnia colocou população sob risco

“A ação do California Department of Consumer Affairs Bureau of Electronic and Appliance Repair, Home Furnishings and Thermal Insulation eliminou um importante nível de proteção que beneficiou a população da Califórnia nos últimos 35 anos”,

criticou Lilian Salim, diretora da associação, cujos sócios são ICL, Albemarle e Chemtura.

Em conformidade com a Associação Nacional de Segurança contra Incêndio (Nafra, dos EUA), a Abichama ressalta que velas, isqueiros e fósforos são grandes causas de incêndios em móveis estofados, enquanto o número de incêndios causados por cigarros está em declínio.

“A comissão não deveria ter removido a necessidade do teste de chama aberta para móveis estofados sem considerar os resultados de um estudo de no mínimo dois anos sobre a resistência ao fogo nos materiais utilizados e outras tecnologias existentes”, afirmou Lilian.

O papel da associação é alertar e conscientizar os órgãos governamentais, empresariado e a população sobre a importância da segurança contra incêndio e prover soluções seguras para a proteção dos consumidores.

“Neste sentido, temos atuado em diversos Comitês de Estudos da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e Comissões de Estudos do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro)”, disse Lilian.

Atualmente, na ABNT, a Abichama atua nos comitês CB-10:

  • Comitê Brasileiro de Química – Comissão de Estudos de Poliuretanos;
  • CB-15: Comitê Brasileiro do Mobiliário; CB-24:
  • Comitê Brasileiro de Segurança Contra Incêndio; CB-55:
  • Comitê Brasileiro de Refrigeração, Ar-Condicionado, Ventilação e Aquecimento
  • CB-155: Comissão de Estudo Especial de Materiais Isolantes Térmicos e Acústicos.

“A ABNT cita como importante a adoção de padrões internacionais, como ISO e as normas europeias, que já são reconhecidos mundialmente, e a Abichama acredita que esse é o melhor caminho para aumentarmos a segurança contra incêndio no País”, comentou a diretora da entidade.

Como explicou, ainda há muito espaço para o crescimento da segurança contra incêndio no Brasil.

“Com base em referências internacionais de regulamentações, legislações e normas, o que a Abichama propõe para o País é a adoção de padrões de segurança contra incêndio que incluam o controle de inflamabilidade de materiais.

Por exemplo, o tipo de material a ser usado em uma determinada construção deve ser definido respeitando normas e regulamentações em vigor para cada tipo de aplicação”, ressaltou.

Além dos materiais de construção, todo o ambiente deve ser observado e adequado às normas de segurança contra incêndio, incluindo decoração, revestimentos, móveis etc.

No caso de artigos inerentemente inflamáveis, como cortinas, espumas de isolamento acústico e térmico, carpetes, colchões, poltronas e outros, o fundamental é que esses itens sejam tratados para que tenham uma baixa taxa de propagação de chama. “O objetivo final é aumentar o tempo que as pessoas teriam para sair de forma segura de uma propriedade, em caso de incêndio, salvando vidas”, apontou.

Ainda está na memória dos brasileiros o incêndio da boate Kiss, em Santa Maria-RS, ocorrido em 27 de janeiro de 2013, no qual morreram 242 pessoas e 116 sofreram ferimentos.

Um dos motivos para a rápida propagação do fogo foi o uso de espumas de poliuretano sem a devida incorporação de retardantes de chama como revestimento acústico das paredes.

A queima do PU resulta na emissão de uma fumaça altamente tóxica, contendo gás cianídrico, resultante da decomposição do polímero, fato que contribuiu para a elevada letalidade do incêndio.

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A gravidade do caso chamou a atenção das autoridades brasileiras.

Nos meses seguintes, várias casas noturnas e espaços públicos foram fiscalizados, muitos fechados para adequação às normas de segurança. A procura por retardantes de chama aumentou significativamente, embora ainda faltem normas no país que obriguem a sua aplicação.

“O caso de Santa Maria deu uma grande visibilidade para o problema da segurança em ambientes confinados e desencadeou a elaboração de vários projetos de lei sobre medidas protetivas, inclusive sobre a composição química dos materiais usados nesses locais”, comentou Selena Mendonça, gerente de negócios da Chemtra (Metachem). A empresa distribui os produtos da israelense ICL no país há 26 anos.

Ela elogiou o trabalho desenvolvido pela Abichama e classificou como um retrocesso a mudança do TB-117, na Califórnia. “É possível que, no futuro, eles voltem atrás nessa questão”, comentou.

Quanto às normas brasileiras, ela mencionou o fato de os colchões de espuma de poliuretano não serem ainda obrigados a conter retardantes. “Só quando o cliente exige, caso de redes de hotéis e de imposição de seguradoras, é que esses aditivos são incluídos no produto”, criticou.

Mercado em evolução – Retardantes de Chama para Plásticos

No campo dos plásticos, o retardante de chama com maior participação no mercado mundial é a alumina tri-hidratada (ATH), com 40,4% em 2011, segundo levantamento da Townsend Solutions (2012), seguida pelos halogenados (19,7%) e organofosforados (14,6%).

A guerra atual é travada entre as duas últimas classes de materiais, pois a alumina não deve perder posições de mercado.

“A alumina é um material de baixo custo e sempre será preferida quando puder ser usada”, afirmou Paulo Ghidetti, coordenador técnico da unidade de negócios de aditivos da Clariant para a América Latina.

A Clariant nunca relacionou halogenados em seu portfólio de retardantes de chama, possuindo aditivos da linha dos fosfatos (linha Exolit) e dos amínicos (Hals – hindered amine light stabilizers, linha Hostavin).

Plástico Moderno, Ghidetti: aditivo dá proteção a materiais em camada delgada
Ghidetti: aditivo dá proteção a materiais em camada delgada

O especialista também advertiu para a necessidade de incorporar uma quantidade muito grande de alumina para se obter um efeito retardante adequado.

“A dose pode ser tão elevada que compromete as propriedades mecânicas do polímero”, comentou.

No caso da aditivação de poliolefinas, os derivados fosforados são aplicados em doses que variam de 23% a 25% em peso, não muito distantes das indicações dos halogenados, de 18% a 19%, segundo informou.

A alumina hidratada libera água quando aquecida e, dessa forma, produz efeito retardante de chama. “A temperatura de processamento da maioria das resinas se situa acima de 120°C, limitando o uso desse aditivo”, avaliou Ghidetti.

Como explicou, atualmente existem alternativas para oferecer proteção antichama sem recorrer aos compostos halogenados. “Tecnicamente isso é possível, mas depende de uma avaliação econômica em cada caso”, afirmou.

Por exemplo, a linha de produtos da Clariant cobriria quase todas as aplicações, exceto as resinas estirênicas.

A linha Exolit possui um grande emprego na produção de eletroeletrônicos.

Os aditivos da linha que são formulados com polifosfato de amônio são indicados para proteger poliolefinas, enquanto os derivados de organofosforados geralmente beneficiam os plásticos de engenharia.

Ghidetti aponta outro mercado para os retardantes, formado por aplicações em materiais de espessura delgada, a exemplo de filmes e não-tecidos. “Os retardantes em geral precisam de uma espessura maior para funcionar bem, mesmo os fosforados, nos quais o calor provoca a liberação de ácido fosfórico que degrada o polímero e forma uma espuma carbonizada e incombustível na superfície, impedindo que o fogo continue a consumir o material”, explicou. Em espessuras delgadas, a recomendação da Clariant é o Hostavin Now, capaz de manter o desempenho nessa condição.

Ghidetti salienta que a maioria das aplicações e resinas já são bastante conhecidas pela Clariant, que possui dados suficientes para produzir uma recomendação de retardantes de chama e sua dosagem para cada caso. “Os clientes sempre testam os produtos antes de usá-los na linha de produção e, caso seja desejável mudar a formulação, podemos estudar casos isolados em nossos laboratórios daqui e da matriz”, afirmou.

Ele citou o avanço dos polímeros especiais, que são transformados a altas temperaturas, como demandantes de soluções específicas. “Esse campo sempre exige vendas técnicas, é preciso avaliar a resina, a aplicação, e a necessidade de atender a normas locais ou internacionais antes de fechar um negócio”, explicou.

Ghidetti não vê uma guerra entre os diversos tipos de retardantes, mas uma atuação complementar, considerando sinergias. “Muitas vezes combinamos nossos fosfóricos com melamina, que é um nitrogenado, aproveitando a sua capacidade de intumescimento, útil para formar camada protetora contra fogo”, afirmou. “Também combinamos nossos aditivos com alumina e outros inorgânicos, isso é muito comum, por exemplo, nos compósitos.”

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Ele salientou que o Brasil ainda há uma escassez normativa quanto ao uso de retardantes de chama. “O México e o Chile já possuem normas de proteção por pintura intumescente muito avançadas, oferecendo mais proteção aos seus cidadãos”, afirmou.

Plástico Moderno, Angela Baccarin, da área de vendas técnicas de Functional Chemicals da Lanxess - Retardantes de Chama para Plásticos
Angela: novo Disflamoll atende resinas flexíveis e elastômeros

Angela Baccarin, da área de vendas técnicas de Functional Chemicals da Lanxess, concorda com Ghidetti.

“Ainda há muito para se desenvolver neste setor, especialmente em termos de legislação e fiscalização do seu cumprimento”, apontou.

Embora reconheça que o mercado nacional ainda se oriente pelo preço dos aditivos, ela identifica uma lenta evolução nesse campo.

A Lanxess oferece produtos com base no fósforo, associando capacidade de proteção à facilidade de processamento.

Os produtos da Lanxess são utilizados em diversas aplicações, como espumas de poliuretano, placas para isolamento térmico e acústico, estofados, colchões, pisos, laminados sintéticos, borrachas de isolamento, peças técnicas, entre outros. Seu é dividido em duas linhas principais: Disflamoll e Levagard.

Os aditivos Disflamoll são ésteres fosfatados aromáticos que combinam propriedades de retardantes à chama com capacidade de plastificação, com excelente compatibilidade com polímeros polares. São indicados para PVC, PUR, NBR, borracha clorada, resina fenólica, EPDM e outras borrachas sintéticas.

Por sua vez, a linha Levagard, formada por ésteres fosfatados halogenados e não-halogenados, é muito focada para espumas de poliuretano.

Mercado de PU, PVC flexível e outros elastômeros

A especialista da Lanxess aponta como sua mais recente inovação o Disflamoll TP 51092, fosfato de trifenilbutila.

“Ele atende o mercado de PU, PVC flexível e outros elastômeros, oferecendo excelente performance técnica e custo competitivo”, salientou.

“Atualmente, existe um aumento nas exigências a respeito do uso de retardantes à chama, isso representa um bom sinal no que se refere à segurança de produtos e instalações, principalmente para os usuários”, ponderou José Roberto Capozzi Junior, gerente de negócios de aditivos para plásticos downstream da Basf. O consumo acompanha a evolução dessas exigências.

Capozzi não vê problemas para substituir os halogenados, pois existem várias opções disponíveis. A Basf, por exemplo, oferece o Flamestab NOR 116, que além de ser um estabilizante à luz do grupo dos NOR Hals, também propicia retardância à chama em algumas aplicações.

“Com a nossa tecnologia, é possível diminuir a carga de retardantes halogenados mediante o uso conjunto com o Flamestab NOR 116”, informou.

Esse aditivo é indicado para fibras, filamentos e filmes de poliolefinas usados em construção civil e tecidos automotivos, requerendo dosagem bem menor do que os retardantes à chama usuais.

Além dele, a companhia também possui a linha Melapur, com base em melamina, com aplicações em PA, PBT e TPU, admitindo várias colorações. “A melamina produz menos densidade de fumaça em caso de queima”, explicou, salientando que os retardantes da Basf são livres de halogênios e indicados para algumas aplicações industriais e técnicas específicas.

Halogênios avançam – Os produtores de compostos halogenados com função retardante de chamas mantêm seus avanços, apresentando novas alternativas aos usuários.

Os três produtores mundiais desse tipo de retardantes – Albemarle, ICL e Chemtura – decidiram, voluntariamente, encerrar suas atividades com o decabromo difeniléter (decaPBDE) até dezembro de 2013 (exceto usos militares), concluindo uma sequência de encerramento de produtos da família PBDE nos últimos dez anos, casos das formas penta e octa.

A linha de halogenados da Albemarle Corporation é representada no Brasil há 22 anos pela Neotrade. “Trabalhamos com a linha Saytex (halogenados) por importação direta e mantemos estoque local dos Saytex 8010, 4010 e BT93-W”, comentou Sylvio Moreira do Carmo, diretor da Naeotrade.

A distribuidora Jacotrade gerencia os negócios no Brasil com o Martinal OL 104-LEO (hidróxido de alumínio), fabricado pela mesma companhia e também usado como retardante de chama. “A Neotrade está avaliando outros aditivos, como o trióxido de antimônio, os ésteres fosfatados e os polifosfatos de amônia, para complementar o portfólio”, afirmou.

Retardantes de chama mais eficientes e seguros

Moreira comentou que a Albemarle está buscando retardantes de chama mais eficientes e seguros. “Podemos citar o GreenArmor, retardante de chama polimérico e ecologicamente amigável, desenvolvido para diversas aplicações, tais como resinas estirênicas (PS de alto impacto e ABS), plásticos de engenharia e poliolefinas”, mencionou.

A companhia criou também o GreenCrest, retardante polimérico especificamente desenvolvido para substituir o hexabromociclododecano (HBCD) nas aplicações em poliestireno expandido (EPS) e extrudado (XPS), informou Moreira. “Também temos os retardantes da linha dos poliestirenos bromados (BPS), como o Saytex 7010 e o 3010, indicados para aditivar poliamidas e poliésteres (PET, PBT e PCT), por exemplo”, explicou.

Também a ICL se preparou para oferecer alternativas ao HBCD. “A ICL oferece o FR-122, um retardante polimérico não-halogenado que é aplicado da mesma forma e na mesma dosagem do HBCD, ou seja, com fácil substituição”, afirmou Selena Mendonça, da Chemtra.

Nesse caso, o alvo é o mercado de poliestireno expandido (EPS). “O HBCD será banido, nos mercados do exterior, em 2015 e 2016, e já notamos uma demanda no Brasil por esse aditivo substituto”, comentou.

Ela comentou que as poliolefinas, entre todas as resinas, terão mais dificuldade para substituir os halogenados. “As doses dos produtos substitutos são muito altas nesse caso”, afirmou.

A ICL também atua com derivados de fósforo, além dos retardantes halogenados, feitos de bromo.

“A pressão contra os halogenados é bem mais intensa no exterior do que no Brasil, mas a Diretiva Rohs pegou firme por aqui também”, afirmou Selena.

Essa diretiva de origem europeia para restrição de algumas substâncias perigosas levou ao abandono do óxido de difenil decabromo (DBDPO), insumo muito apreciado pelas poliolefinas. “O decabromo difenil etano atende as exigências da Diretiva Rohs e tem excelentes resultados contra chamas”, comentou.

Há outras alternativas para suprir as necessidades poliolefínicas, como informou, em especial os derivados de fósforo e de magnésio.

Coadjuvante

Nem só de ingredientes principais vivem os retardantes de chama.

O trióxido de antimônio é usado há décadas como agente complementar de segurança contra fogo quando combinado com halogenados.

Plástico Moderno, Colavita: antimônio melhora desempenho dos halogenados
Colavita: antimônio melhora desempenho dos halogenados

No Brasil, o maior mercado está nas formas flexíveis do PVC, usadas em fios e cabos elétricos e laminados. “O PVC rígido é inflamável, pois já tem um halogênio – o cloro – em sua molécula, o que pega fogo é a plastificante”, explicou Wagner Colavita, diretor da Oxy Química e Metalúrgica, fabricante nacional de trióxido de antimônio.

Embora tenha verificado uma queda de vendas em 2013 e 2014, igualmente sentida pelos demais entrevistados e atribuída aos problemas econômicos nacionais que afetam sobremaneira a atividade industrial, Colavita informa que a demanda pelo trióxido se revela crescente em âmbito mundial.

“Tanto assim que seus preços estão estáveis”, disse, salientando que não há nenhuma restrição ao insumo.

O modo de ação do insumo ainda é discutido, sendo a explicação mais aceita a formação, sob alta temperatura, de um oxi-halogeneto de antimônio, substância de alto poder ignífugo, como informou a Oxy.

Dessa forma, a associação tem efeito sinergético, permitindo usar menor quantidade de halogenados para retardar chamas em poliolefinas, ABS, PBT, poliéster insaturado e poliuretano.

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Ataque e defesa

Na busca por mais segurança das pessoas e do ambiente, algumas vezes as avaliações acabam sendo feitas com base em dados não apoiados por estudos científicos.

A queima de matérias orgânicos, como os plásticos, com halogenados levaria à formação de fumaça densa, escura e tóxica, comprometendo a saúde das pessoas envolvidas em casos de incêndio, entre elas os bombeiros.

Em contrapartida, pode ser alegado que os retardantes halogenados são muito eficientes e, por isso, impediriam a maior parte da combustão dos materiais protegidos, diminuindo a formação de fumaça.

E, ao menos no caso dos poliuretanos, a sua queima libera gases altamente tóxicos, mais ainda do que os halogenados.

É preciso considerar todo o ciclo de vida de um produto.

O bromo, assim como o cloro, é apontado como uma substância persistente no ambiente, além de apresentar bioacumulação.

Assim, sua presença em materiais plásticos pós-consumo poderia representar um risco ambiental, caso sejam aterrados.

Também a reciclagem desses materiais se torna mais problemática pela presença dos halogenados.

Como observa Lilian, da Abichama, bromo, antimônio, fósforo, nitrogênio e cloro são os elementos químicos mais comumente usados em retardantes de chama.

“Esses produtos não são facilmente intercambiáveis, já que sua aplicação é frequentemente muito específica”, considerou.

Ela considera importante observar a avaliação cientifica de cada substância. “Todos os produtos químicos utilizados pelos membros da Abichama são regulamentados pelo Reach, o sistema integrado europeu de registro, avaliação, autorização e restrição de substâncias químicas, e são aprovados para aplicação no mercado nacional, com segurança”, finalizou.

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