Melhoria da retardância ao fogo de materiais de cortiça

Abstract

Esta dissertação consistiu no desenvolvimento de soluções de retardância ao fogo para aplicação em aglomerados de base cortiça e cortiça/espuma de poliuretano com a finalidade de serem aplicados no setor da construção, nomeadamente como underlays. Actualmente a Amorim Cork Composites apresenta um aglomerado com características ignifugas provenientes do agente ligante utilizado. Como particularidade, este produto detem a classe E no sistema de Euroclasses, mas a um custo elevado. Deste modo, recorreu-se à incorporação de diferentes tipos de retardantes (fosforados, minerais e azotados) que, misturados ou aplicados separadamente, igualassem ou até mesmo até mesmo elevassem a classificação já obtida mas a um custo mais reduzido e competitivo. A aglomeração de cortiça com novos materiais provenientes na sua maioria de subsprodutos de outras indústrias, bem como a substituição do agente ligante por aglutinantes com características mais ignífugas, foram outras das vias abordadas. As possiveis dificuldades encontradas aquando da realização de um processo de scale-up também são referenciadas neste trabalho. A fim de se analisar o comportamento e as propriedades demostradas pelas soluções desenvolvidas, submeteram-se as diferentes formulações preparadas a uma fonte de ignição e realizaram-se alguns ensaios mecânicos. Relativamente aos testes ignífugos, conclui-se que a adição de retardantes minerais apenas proporcionam as propriedades desejadas no produto final quando adicionados em grandes quantidades, destacando-se os retardantes à base de fósforo que introduzem características mais promissoras mas mesmo assim insuficientes para se obter uma classificação superior a E, segundo as normas europeias. Para os aglomerados de cortiça/espuma de poliuretano, a presença deste último dificulta o processo de retardância devido à sua natureza inflamável. Para este aglomerado a melhor solução baseia-se na aplicação de um coating (revestimento) que protege o material aquando da sua exposição direta a uma chama. A adição de novos materias na sua maioria já com características retardantes incorporadas, bem como a substituição do agente ligante revelaram também alguns resultados positivos. Em relação aos ensaios mecânicos realizados, a grande maioria das formulações testadas encontram-se dentro dos limites de especificação fornecidos.

The present work had the purpose of developing fire retardants solutions to be applied on cork based and cork/ polyurethane foam agglomerates to be use on the construction sector, namely as underlays. Actualy, Amorim Cork Composites has an agglomerate with fire proprieties deriving from the glue that is used. This product has the particularly of having class E on the Eurosystem, but at a high price. So, the incorporation of different types of retardants (phosphorus, minerals and nitrogens), that separately or applied together, provided a good fire retardancy (equal or exceeding class E) at a lower price, was the first path followed. The agglomeration of cork with new products coming from other industries, as well as the substitution of the glue agent for another with fire retardant properties, were other approaches that were taken into consideration. The difficulties of an eventually scale-up process are also referred in the present work. As to disclose the behavior and the properties of the developed products, these samples were submitted to several fire proofs and mechanical tests. Regarding the fire retardancy tests, the addition of minerals only provided good results when present in considerable amounts. Also, although the phosphorus based fire retardants were the ones that provided the best results, they were not sufficient to obtain the desired classification on the Euroclass system. For the cork/ polyurethane foams agglomerations, the presence of the last one turns the retardancy process more difficult due to its flammable nature. For that type of agglomerate the best solution is the application of a coating that protects the material when this is exposed to an ignition source. The addition/substitution by new materials already with fire retardancy properties as well as the change of the glue agent reviles also some good results. Relatively to the mechanical tests, the majority of the tested samples were inside of the provided specifications.