Uutiset

Johdanto: Suurten kuormien ATH/MDH-palonsuoja-aineiden polyolefiiniyhdisteiden käsittelyhaasteiden ratkaiseminen

Kaapeliteollisuudessa tiukat palonestovaatimukset ovat olennaisia ​​henkilöstön ja laitteiden turvallisuuden varmistamiseksi tulipalon sattuessa. Alumiinihydroksidia (ATH) ja magnesiumhydroksidia (MDH) käytetään halogeenittomina palonestoaineina laajalti polyolefiinikaapeliyhdisteissä niiden ympäristöystävällisyyden, alhaisen savunmuodostuksen ja korroosiokyvyn puuttumisen vuoksi. Vaaditun palonestokyvyn saavuttaminen edellyttää kuitenkin usein suurten ATH- ja MDH-pitoisuuksien – tyypillisesti 50–70 painoprosenttia tai enemmän – lisäämistä polyolefiinimatriisiin.

Vaikka tällainen korkea täyteainepitoisuus parantaa merkittävästi palonestokykyä, se aiheuttaa myös vakavia prosessointihaasteita, kuten lisääntynyttä sulan viskositeettia, heikentynyttä virtaavuutta, heikentyneitä mekaanisia ominaisuuksia ja heikkoa pinnanlaatua. Nämä ongelmat voivat merkittävästi rajoittaa tuotannon tehokkuutta ja tuotteen laatua.

Tässä artikkelissa pyritään systemaattisesti tarkastelemaan kaapelisovelluksissa käytettävien, suuren kuormituksen omaavien ATH/MDH-palonsuoja-aineiden polyolefiiniyhdisteiden käsittelyhaasteita. Markkinapalautteen ja käytännön kokemusten perusteella siinätunnistaa tehokaskäsittelylisäaineetvartennäihin haasteisiin vastaamiseksi. Tarjottujen näkemysten tarkoituksena on auttaa johto- ja kaapelivalmistajia optimoimaan koostumuksia ja parantamaan tuotantoprosesseja työskennellessään suuren kuormituksen omaavien ATH/MDH-palonsuoja-aineiden kanssa.

ATH- ja MDH-palonsuoja-aineiden ymmärtäminen

ATH ja MDH ovat kaksi tärkeää epäorgaanista, halogeenitonta palonestoainetta, joita käytetään laajalti polymeerimateriaaleissa, erityisesti kaapelisovelluksissa, joissa turvallisuus- ja ympäristöstandardit ovat korkeat. Ne toimivat endotermisen hajoamisen ja veden vapauttamisen kautta, laimentaen palavia kaasuja ja muodostaen materiaalin pinnalle suojaavan oksidikerroksen, joka estää palamista ja vähentää savua. ATH hajoaa noin 200–220 °C:ssa, kun taas MDH:n hajoamislämpötila on korkeampi, 330–340 °C, mikä tekee MDH:sta sopivamman korkeammissa lämpötiloissa käsitellyille polymeereille.

1. ATH:n ja MDH:n palonestomekanismit ovat:

1.1. Endoterminen hajoaminen:

Kuumennettaessa ATH (Al(OH)₃) ja MDH (Mg(OH)₂) hajoavat endotermisesti, absorboiden merkittävästi lämpöä ja alentaen polymeerin lämpötilaa hidastaen lämpöhajoamista.

ATH: 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O, ΔH ≈ 1051 J/g

MDH: Mg(OH)₂ → MgO + H₂O, ΔH ≈ 1316 J/g

1.2. Vesihöyryn vapautuminen:

Vapautuva vesihöyry laimentaa polymeerin ympärillä olevia syttyviä kaasuja ja rajoittaa hapen pääsyä estäen palamisen.

1.3. Suojakerrosten muodostuminen:

Tuloksena olevat metallioksidit (Al₂O₃ ja MgO) yhdistyvät polymeerihiilikerroksen kanssa muodostaen tiheän suojakerroksen, joka estää lämmön ja hapen tunkeutumisen ja estää palavien kaasujen vapautumisen.

1.4. Savun sammuttaminen:

Suojakerros myös adsorboi savuhiukkasia, mikä vähentää savun kokonaistiheyttä.

Erinomaisesta palonsuoja-aineestaan ​​ja ympäristöhyödyistään huolimatta korkean palonsuoja-aineen saavuttaminen vaatii tyypillisesti 50–70 painoprosenttia tai enemmän ATH/MDH:ta, mikä on myöhempien prosessointihaasteiden ensisijainen syy.
2. Suuren kuormituksen ATH/MDH-polyolefiinien keskeiset prosessointihaasteet kaapelisovelluksissa

2.1. Heikentyneet reologiset ominaisuudet:

Suuret täyteainemäärät lisäävät jyrkästi sulan viskositeettia ja heikentävät juoksevuutta. Tämä vaikeuttaa plastisointia ja virtausta ekstruusion aikana, mikä vaatii korkeampia käsittelylämpötiloja ja leikkausvoimia, mikä lisää energiankulutusta ja nopeuttaa laitteiden kulumista. Heikentynyt sulan virtaus rajoittaa myös ekstruusionopeutta ja tuotantotehokkuutta.

2.2. Heikentyneet mekaaniset ominaisuudet:

Suuret määrät epäorgaanisia täyteaineita laimentavat polymeerimatriisia, mikä heikentää merkittävästi vetolujuutta, murtovenymää ja iskulujuutta. Esimerkiksi 50 % tai enemmän ATH/MDH:ta lisäämällä seokseen voi heikentää vetolujuutta noin 40 % tai enemmän, mikä asettaa haasteen joustaville ja kestäville kaapelimateriaaleille.

2.3. Hajoamisongelmat:

ATH- ja MDH-hiukkaset aggregoituvat usein polymeerimatriisiin, mikä johtaa jännityskeskittymiin, heikompaan mekaaniseen suorituskykyyn ja puristusvirheisiin, kuten pinnan karheuteen tai kupliin.

2.4. Huono pinnanlaatu:

Korkea sulaviskositeetti, huono dispersio ja rajoitettu täyteaineen ja polymeerin yhteensopivuus voivat aiheuttaa pursotettavan pinnan karheutta tai epätasaisuutta, mikä johtaa "hainnahka"-ilmiöön tai muotin kertymiseen. Kertymä muotissa (muotin kuolaaminen) vaikuttaa sekä ulkonäköön että jatkuvaan tuotantoon.

2.5. Sähköisten kiinteistöjen vaikutukset:

Korkea täyteainepitoisuus ja epätasainen jakautuminen voivat vaikuttaa dielektrisiin ominaisuuksiin, kuten tilavuusresistiivisyyteen. Lisäksi ATH/MDH:lla on suhteellisen korkea kosteuden imeytymiskyky, mikä voi mahdollisesti vaikuttaa sähköiseen suorituskykyyn ja pitkäaikaiseen vakauteen kosteissa ympäristöissä.

2.6. Kapea käsittelyaika:

Korkean kuormituksen omaavien palonestoaineiden polyolefiinien käsittelylämpötila-alue on kapea. ATH alkaa hajota noin 200 °C:ssa, kun taas MDH hajoaa noin 330 °C:ssa. Tarkka lämpötilan säätö on tarpeen ennenaikaisen hajoamisen estämiseksi ja palonestoominaisuuksien ja materiaalin eheyden varmistamiseksi.

Nämä haasteet tekevät suuren kuormituksen omaavien ATH/MDH-polyolefiinien käsittelystä monimutkaista ja korostavat tehokkaiden apuaineiden tarvetta.

Näiden haasteiden ratkaisemiseksi kaapeliteollisuudessa on kehitetty ja käytetty erilaisia ​​​​käsittelyn apuaineita. Nämä apuaineet parantavat polymeerin ja täyteaineen rajapinnan yhteensopivuutta, vähentävät sulan viskositeettia ja parantavat täyteaineen dispersiota, optimoiden sekä prosessoinnin suorituskyvyn että lopulliset mekaaniset ominaisuudet.

Mitkä apuaineet ovat tehokkaimpia ratkaisemaan kaapeliteollisuuden sovelluksissa käytettävien, paljon kuormitettujen ATH/MDH-palonsuoja-aineiden käsittelyyn ja pinnanlaatuun liittyviä ongelmia?

Silikonipohjaiset lisäaineet ja tuotannon apuaineet:

SILIKE tarjoaa monipuolisiapolysiloksaanipohjaiset jalostuksen apuaineetsekä tavallisille kestomuoveille että teknisille muoveille, mikä auttaa optimoimaan prosessointia ja parantamaan valmiiden tuotteiden suorituskykyä. Ratkaisumme vaihtelevat luotettavasta silikonivästeseoksesta LYSI-401 innovatiiviseen SC920-lisäaineeseen, jotka on suunniteltu parantamaan tehokkuutta ja luotettavuutta suuren kuormituksen, halogeenittomien LSZH- ja HFFR LSZH -kaapelien ekstruusiossa.

Erityisesti,SILIKE UHMW silikonipohjaiset voiteluaineiden prosessointilisäaineeton osoitettu hyödylliseksi ATH/MDH-palonsuoja-aineella käsitellyille polyolefiiniyhdisteille kaapeleissa. Keskeisiä vaikutuksia ovat:

1. Sulan viskositeetin pieneneminen: Polysiloksaanit siirtyvät sulan pinnalle prosessoinnin aikana ja muodostavat voitelukalvon, joka vähentää kitkaa laitteiden kanssa ja parantaa virtaavuutta.

2. Tehostettu dispersio: Piipohjaiset lisäaineet edistävät ATH/MDH:n tasaista jakautumista polymeerimatriisissa ja minimoivat hiukkasten aggregaation.

3. Parempi pinnanlaatu:LYSI-401 silikoniväkevöitevähentää muotin kertymistä ja sulan murtumista, mikä tuottaa tasaisempia pursotuspintoja ja vähemmän vikoja.

4. Nopeampi linjanopeus:Silikonin käsittelyapuaine SC920soveltuu kaapeleiden nopeaan pursotukseen. Se voi estää langan halkaisijan epävakauden ja ruuvien luistamisen sekä parantaa tuotantotehokkuutta. Samalla energiankulutuksella pursotustilavuus kasvoi 10 %.

5. Parannetut mekaaniset ominaisuudet: Parantamalla täyteaineen dispersiota ja rajapinnan tarttumista, silikoni-masterbatch parantaa komposiitin kulutuskestävyyttä ja mekaanista suorituskykyä, kuten iskunvaimennusta ja murtovenymää.

6. Palonsuoja-aineiden synergismi ja savunvaimennus: siloksaanilisäaineet voivat parantaa palonestokykyä hieman (esim. lisäämällä LOI:ta) ja vähentää savupäästöjä.

SILIKE on johtava silikonipohjaisten lisäaineiden, prosessiapuaineiden ja termoplastisten silikonelastomeerien valmistaja Aasian ja Tyynenmeren alueella.

Meidänsilikonikäsittelyapuaineetkäytetään laajalti kestomuovien ja kaapelien teollisuudessa prosessoinnin optimoimiseksi, täyteaineen dispersion parantamiseksi, sulan viskositeetin vähentämiseksi ja tasaisempien pintojen aikaansaamiseksi tehokkaammin.

Näistä silikonivästeseos LYSI-401 ja innovatiivinen silikonikäsittelyapuaine SC920 ovat todistettuja ratkaisuja ATH/MDH-palonsuoja-ainepolyolefiiniformulaatioille, erityisesti LSZH- ja HFFR-kaapelien ekstruusiossa. Yhdistämällä SILIKEn silikonipohjaisia ​​lisäaineita ja tuotannon apuaineita valmistajat voivat saavuttaa vakaan tuotannon ja tasaisen laadun.

If you are looking for silicone processing aids for ATH/MDH compounds, polysiloxane additives for flame-retardant polyolefins, silicone masterbatch for LSZH / HFFR cables, improve dispersion in ATH/MDH cable compounds, reduce melt viscosity flame-retardant polyolefin extrusion, cable extrusion processing additives, silicone-based extrusion aids for wires and cables, please visit www.siliketech.com or contact us at amy.wang@silike.cn to learn more.