Alüminyum Eloksal Atıklarının Yangın Geciktirici Olarak Değerlendirilmesi

Öz

Bu araştırmada alüminyum eloksal atıkları sunta türü kompozit panel malzemelerinde kullanılarak potansiyel alev geciktirme etkisi incelendi.Toz haline getirilen alüminyum eloksal atığına sıcak sudaki %10’luk polimerik bağlayıcı katılarak oluşturulan karışımlarda, kalsiyum karbonat (CaCO₃) başta olmak üzere %1’lik çinkoborat (%45ZnO-%36B₂O₃) ve atık miktarı kadar sodyum bikarbonat (NaHCO₃) sırasıyla kütle oranlarında katıldıktan sonra bağlayıcı eşliğinde sunta yüzeylere uygulandı ve kaplamalar 50ºC’de 24 saat kurumaya bırakıldı. ASTM D 2863’e göre %27-38 O₂ besleme aralığında sınırlayıcı oksijen indeksi (LOİ) testi uygulandı, 180-200 saniye aralığında alev gecikme süreleri gözlendi. En uzun alev gecikme süresi %38 O₂ beslemesiyle 200 saniye olarak bulundu. LOİ testine göre yapılan sınıflandırmada bu değerin ekstra alev geciktirici olduğu belirlendi. Ayrıca bu kaplamalar -18°C ve 50°C’lik uç sıcaklıklarda 3 ay bekletildi, fiziksel görünümlerinde bir değişiklik olmadığı gözlendi. Kaplamalarda yapılan XRD analizinde her iki karışımda da yoğun olarak Al(OH)₃, Al₂O₃ ve eser düzeyde SiO₂, CaO ve MgO gözlendi. Burada alüminyum bileşiklerinin alev geciktirici etkiye sahip olduğu tespit edildi. TG-DTA analizlerinde 568–778°C aralığında çinko borat içeren karışımda %38, sodyum bikarbonat içeren karışımda %37’lik kütle kayıpları gözlendi. Alüminyum eloksal atıklarının yangın geciktirici üretiminde kullanılabilirliğinin yanısıra insan sağlığı için zararsız ve çevre dostu olan kompozit paneller elde edildi. 

Anahtar Kelimeler

• Eloksal atığı,kostik,sunta,yangın geciktirici,LOİ

Evaluation of Aluminum Anodic Wastes as Flame Retardant

Öz

In this study, the effects of potential flame retardation were investigated using aluminum anodic waste in chipboard type composite panel materials. In the blends formed by adding a 10% polymeric binder in hot water to the powdered aluminum anodizing wastes, 1%  zincborate (45% ZnO - 36% B₂O₃), mainly calcium carbonate (CaCO₃), and sodium bicarbonate (NaHCO₃) as much as waste were respectively in mass ratios added to the chipboard coats and the coatings were left to dry at 50ºC, 24 hours. A limiting oxygen index (LOI) test was performed at a feed rate of 27-38% O₂ according to ASTM D 2863 and flame retardance times of 180-200 seconds were observed. The longest flame retardance time was found to be 200 seconds with 38% O₂ feed. In the classification according to the LOI test it was determined that this value is an extra flame retardant. In addition, these coatings were held for 3 months at extreme temperatures of -18°C and 50°C, and there was no change in their physical appearance. In the XRD analysis of the coatings, intensely of Al(OH)₃ and Al₂O₃, trace amount of SiO₂, CaO and MgO were observed in both mixtures. It has been found here that aluminum compounds have flame retardant effect. In the TG-DTA analysis, mass loss of 38% in the mixture of containing zinc borate and 37% in the mixture of containing sodium bicarbonate was observed between 568-778°C. Aluminum anodized waste can be used in fire retardant production as well as harmless for human health and environmentally friendly composite panels were obtained.

Anahtar Kelimeler

• Eloxal waste,caustic,chipboard,flame retarder,LOI

Kaynakça

1. [1] Günay, D. “Alüminyum Sektörü Hakkında Bir Değerlendirme”, Ekonomik ve Sosyal Araştırmalar Müdürlüğü, GA-06-07-08, Ankara,( Eylül 2006).
2. [2] “Alüminyum Yüzey _İşlemleriyle İlgili Genel Tanıtıcı Bilgiler”, AYİD / İstanbul,( 2000).
3. [3] Uluca, T., “Alüminyum Ürün Çeşitleri, Kullanımları Geri Kazanılması”, Alüminyum ve Çevre, İstatiksel Bilgiler, İstanbul,(2000).
4. [4] “Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik”, Resmi Gazete, 9 Eylül 2009-sayı 27344.
5. [5] “Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği”, Resmi Gazete, 5 Aralık 2008- sayı 27075.
6. [6] “Binalarda Isı Yalıtımı Yönetmeliği”, Resmi Gazete, 9 Ekim 2008- sayı 27019.
7. [7] Zhang, Y. Y., Xue, L., and Liu, Z. H., “Preparation of cluster-like nanostructure and nanoribbon for 4ZnO·B2O3·H2O and the evaluation of their flame retardant properties by a thermal analysis method”, Thermochimica Acta, 506(1): 52-56, (2010).
8. [8] Laoutid, F., Bonnaud, L., Alexandre, M., Lopez-Cuesta, J. M., and Dubois, P., “New prospects in flame retardant polymer materials: from fundamentals to nanocomposites”, Materials Science and Engineering: R: Reports, 63(3): 100-125, (2009).

9. [9] Formicola, C., De Fenzo, A., Zarrelli, M., Frache, A., Giordano, M., and Camino, G., “Synergistic effects of zinc borate and aluminiumtrihydroxide on flammability behaviour of aerospaceepoxy system”, Express Polymer Letters, 3(6): 376-384, (2009).
10. [10] Ramazani, S. A., Rahimi, A., Frounchi, M., and Radman, S., “Investigation of flame retardancy and physical–mechanical properties of zinc borate and aluminum hydroxide propylene composites”, Materials & Design, 29(5): 1051-1056, (2008).
11. [11] Sidebotham, G. W., Cross, J. A., and Wolf, G. L., “A Test Method for Measuring the Minimum Oxygen Concentration to Support an Intraluminal Flame”, In Flammability and Sensitivity of Materials in Oxygen-Enriched Atmospheres: Sixth Volume, ASTM International, (1993).
12. [12] Schmidt, R., “In the line of fire, flame retardants overview”, Industrial Minerals, 37-41, (1999).
13. [13] Murathan, H.B., Murathan, A.,” Low cost flame retarder in interior wall paints” Paint İstanbul, Turkcoat, İstanbul Kongre Merkezi, 23-26 Mart 2016.
14. [14] ASTM D 2863, Standard Test Method for Measuring the Minimum Oxygen Concentration to Support Candle-Like Combustion of Plastics (Oxygen Index), 2009.