Otimização da taxa de combustibilidade nos materiais de revestimento de base TPE

Abstract

A crescente procura por veículos mais leves e eficientes em termos de consumo de combustível tem impulsionado a aplicação extensiva de plásticos em toda a estrutura automóvel. No interior do veículo, onde o plástico já predomina, essa tendência fomenta o desenvolvimento de componentes mais finos, com o objetivo de reduzir o uso de material, diminuir os custos e facilitar a reciclagem. No entanto, a redução da espessura aumenta a propagação da chama, uma vez que há menos material para absorver energia sob a forma de calor, permitindo que este se dissipe mais facilmente. Para possibilitar o desenvolvimento de componentes de menor espessura, são, portanto, necessários avanços na área de retardância à chama. A norma FMVSS 302 (Federal Motor Vehicle Safety Standard 302) estabelece os requisitos de segurança para materiais aplicados em interiores automóveis, aprovando apenas aqueles cuja propagação da chama é inferior a 100 mm/min. Neste contexto, o trabalho desenvolvido na TMG Automotive, em Guimarães, incide sobre o estudo de retardantes de chama, as suas propriedades e o efeito na matéria-prima base. Inicialmente, foram selecionados quatro retardantes de chama, alguns em forma de masterbatch e outros em pó, a formulação a ser utilizada para os testes. Foram então extrudidas treze composições para teste, sendo que a V1 consistiu em 100% de matéria-prima, enquanto as restantes 12 incluíram 5%, 10% e 20% de cada retardante de chama. Posteriormente, foi elaborado um plano de caracterização para avaliar a aplicabilidade de cada retardante de chama nos interiores automóveis. Este plano focou-se no teste de combustibilidade. Constatou-se, no entanto, que a abordagem inicial não era a mais adequada. A etapa seguinte consistiu na extrusão de uma nova série de composições (14, 15, 16 e 17), agora com retardantes de chama e condições de processamento distintos, estabelecidos a partir das conclusões da primeira fase de caracterização. Na fase final de caracterização, mantiveram-se os ensaios, mas seguiu-se uma metodologia diferente. O ensaio de combustibilidade deixou de ser usado como critério de seleção, enquanto os restantes testes foram aplicados para corroborar os resultados. Concluídas todas as etapas de caracterização, foram extraídas conclusões específicas para cada retardante de chama, avaliando a sua potencial aplicabilidade em interiores automóveis.

The increasing demand for lighter and more fuel-efficient vehicles has driven the extensive application of plastics throughout automotive structures. Within the vehicle interior, where plastics are already predominant, this trend encourages the development of thinner components to reduce material usage, lower costs, and facilitate recycling. However, reducing thickness increases flame propagation, as there is less material to absorb energy in the form of heat, allowing it to dissipate more easily. To enable the development of thinner components, advancements in flame retardancy are therefore essential. The FMVSS 302 (Federal Motor Vehicle Safety Standard 302) establishes safety requirements for materials used in automotive interiors, approving only those with flame propagation rates below 100 mm/min. In this context, the work developed at TMG Automotive, in Guimarães, focuses on studying flame retardants, their properties, and their effects on the base raw material. Initially, four flame retardants— some in masterbatch form and others in powder form—were selected for formulating the test samples. Thirteen formulations were then extruded for testing, with version V1 consisting of 100% raw material, while the remaining 12 incorporated 5%, 10%, and 20% of each flame retardant. Subsequently, a characterization plan was devised to evaluate the applicability of each flame retardant in automotive interiors, with a particular focus on combustibility testing. However, it was found that the initial approach was not the most suitable. The next stage involved extruding a new series of formulations (versions 14, 15, 16, and 17), now featuring distinct flame retardants and processing conditions, determined based on the conclusions drawn from the first characterization phase. In the final characterization phase, the tests were continued, but a different methodology was adopted. Combustibility testing was no longer used as a selection criterion, while the remaining tests were applied to corroborate the results. Upon completing all characterization stages, specific conclusions were drawn for each flame retardant, assessing their potential applicability in automotive interiors.