Naujienos

Įvadas: Didelės apkrovos ATH/MDH ugniai atsparių poliolefino junginių apdorojimo iššūkių sprendimas

Kabelių pramonėje griežti liepsnos slopinimo reikalavimai yra būtini siekiant užtikrinti personalo ir įrangos saugą gaisro atveju. Aliuminio hidroksidas (ATH) ir magnio hidroksidas (MDH), kaip behalogenės liepsną slopinančios medžiagos, yra plačiai naudojami poliolefino kabelių junginiuose dėl savo ekologiškumo, mažo dūmų išskyrimo ir nekorozinių dujų išsiskyrimo. Tačiau norint pasiekti reikiamą liepsną slopinantį poveikį, dažnai reikia į poliolefino matricą įtraukti didelį ATH ir MDH kiekį – paprastai 50–70 % masės ar daugiau.

Nors toks didelis užpildo kiekis žymiai padidina atsparumą liepsnai, jis taip pat sukelia rimtų apdorojimo iššūkių, įskaitant padidėjusį lydalo klampumą, sumažėjusį takumą, pablogėjusias mechanines savybes ir prastą paviršiaus kokybę. Šios problemos gali labai apriboti gamybos efektyvumą ir produkto kokybę.

Šio straipsnio tikslas – sistemingai išnagrinėti apdorojimo iššūkius, susijusius su didelės apkrovos ATH/MDH antipireniniais poliolefino junginiais kabelių srityje. Remiantis rinkos atsiliepimais ir praktine patirtimi, jameidentifikuoja efektyvusapdorojimaspriedaiužspręsti šiuos iššūkius. Pateiktos įžvalgos skirtos padėti laidų ir kabelių gamintojams optimizuoti formules ir tobulinti gamybos procesus dirbant su didelės apkrovos ATH/MDH antipireniniais poliolefino junginiais.

ATH ir MDH antipirenų supratimas

ATH ir MDH yra du pagrindiniai neorganiniai, behalogeniai antipirenai, plačiai naudojami polimerinėse medžiagose, ypač kabelių srityje, kur keliami aukšti saugos ir aplinkosaugos standartai. Jie veikia endoterminio skaidymosi ir vandens išskyrimo būdu, praskiedžia degias dujas ir sudaro apsauginį oksido sluoksnį ant medžiagos paviršiaus, kuris slopina degimą ir sumažina dūmų susidarymą. ATH skaidosi maždaug 200–220 °C temperatūroje, o MDH skilimo temperatūra yra aukštesnė – 330–340 °C, todėl MDH labiau tinka polimerams, apdorojamiems aukštesnėje temperatūroje.

1. ATH ir MDH antipireniniai mechanizmai apima:

1.1. Endoterminis skilimas:

Kaitinant ATH (Al(OH)₃) ir MDH (Mg(OH)₂) vyksta endoterminis skilimas, sugerdami daug šilumos ir sumažindami polimero temperatūrą, kad būtų atidėtas terminis skaidymas.

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

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

1.2. Vandens garų išsiskyrimas:

Išsiskyrę vandens garai praskiedžia aplink polimerą esančias degias dujas ir riboja deguonies patekimą, slopindami degimą.

1.3. Apsauginių sluoksnių formavimas:

Susidarę metalų oksidai (Al₂O₃ ir MgO) susijungia su polimero anglies sluoksniu ir sudaro tankų apsauginį sluoksnį, kuris blokuoja šilumos ir deguonies prasiskverbimą bei trukdo išsiskirti degioms dujoms.

1.4. Dūmų slopinimas:

Apsauginis sluoksnis taip pat adsorbuoja dūmų daleles, sumažindamas bendrą dūmų tankį.

Nepaisant puikių antipireninių savybių ir teigiamo poveikio aplinkai, norint pasiekti aukštą antipireninių savybių įvertinimą, paprastai reikia 50–70 % ar daugiau ATH/MDH masės, o tai yra pagrindinė vėlesnių apdorojimo iššūkių priežastis.
2. Pagrindiniai didelės apkrovos ATH/MDH poliolefinų apdorojimo iššūkiai kabelių srityje

2.1. Pablogėjusios reologinės savybės:

Didelis užpildo kiekis smarkiai padidina lydalo klampumą ir sumažina takumą. Dėl to ekstruzijos metu plastifikavimas ir tekėjimas tampa sudėtingesni, todėl reikia aukštesnės apdorojimo temperatūros ir šlyties jėgų, o tai padidina energijos sąnaudas ir pagreitina įrangos nusidėvėjimą. Sumažėjęs lydalo takumas taip pat riboja ekstruzijos greitį ir gamybos efektyvumą.

2.2. Sumažėjusios mechaninės savybės:

Didelis neorganinių užpildų kiekis praskiedžia polimero matricą, žymiai sumažindamas tempiamąjį stiprumą, pailgėjimą plyšimo metu ir smūgio stiprumą. Pavyzdžiui, įterpus 50 % ar daugiau ATH/MDH, tempiamasis stiprumas gali sumažėti maždaug 40 % ar daugiau, o tai kelia iššūkį lanksčių ir patvarių kabelių medžiagų gamyboje.

2.3. Dispersijos problemos:

ATH ir MDH dalelės dažnai kaupiasi polimero matricoje, sukeldamos įtempių koncentracijos taškus, sumažindamos mechanines savybes ir ekstruzijos defektus, tokius kaip paviršiaus šiurkštumas ar burbuliukai.

2.4. Prasta paviršiaus kokybė:

Dėl didelio lydalo klampumo, prastos dispersijos ir riboto užpildo bei polimero suderinamumo ekstrudato paviršiai gali būti šiurkštūs arba nelygūs, dėl to gali susidaryti „ryklio odos“ pavidalo apnašos arba formoje kauptis apnašos. Apnašų kaupimasis formoje (formos seilės) turi įtakos tiek išvaizdai, tiek nepertraukiamai gamybai.

2.5. Elektros poveikis nuosavybei:

Didelis užpildo kiekis ir netolygus išsisklaidymas gali turėti įtakos dielektrinėms savybėms, tokioms kaip tūrinė varža. Be to, ATH/MDH pasižymi santykinai didele drėgmės absorbcija, kuri gali turėti įtakos elektrinėms charakteristikoms ir ilgalaikiam stabilumui drėgnoje aplinkoje.

2.6. Siauras apdorojimo langas:

Didelės apkrovos liepsną slopinančių poliolefinų apdorojimo temperatūros diapazonas yra siauras. ATH pradeda skilti maždaug 200 °C temperatūroje, o MDH – apie 330 °C temperatūroje. Norint išvengti priešlaikinio skilimo ir užtikrinti liepsną slopinančias savybes bei medžiagos vientisumą, reikalinga tiksli temperatūros kontrolė.

Dėl šių iššūkių sudėtinga apdoroti didelės apkrovos ATH/MDH poliolefinus ir pabrėžiama veiksmingų apdorojimo pagalbinių medžiagų būtinybė.

Taigi, siekiant išspręsti šiuos iššūkius, kabelių pramonėje buvo sukurtos ir taikomos įvairios apdorojimo priemonės. Šios priemonės pagerina polimero ir užpildo sąsajos suderinamumą, sumažina lydalo klampumą ir pagerina užpildo dispersiją, optimizuodamos tiek apdorojimo našumą, tiek galutines mechanines savybes.

Kurie apdorojimo priedai yra efektyviausi sprendžiant didelės apkrovos ATH/MDH antipireninių poliolefino junginių apdorojimo ir paviršiaus kokybės problemas kabelių pramonėje?

Silikono pagrindo priedai ir gamybos pagalbinės medžiagos:

SILIKE siūlo universalųpolisiloksano pagrindu pagamintos perdirbimo pagalbinės medžiagostiek standartiniams termoplastams, tiek inžineriniams plastikams, padedant optimizuoti apdorojimą ir pagerinti gatavų gaminių ekstruziją. Mūsų sprendimai apima nuo patikimo silikoninio pagrindinio mišinio LYSI-401 iki novatoriško SC920 priedo, sukurto siekiant užtikrinti didesnį efektyvumą ir patikimumą didelio apkrovimo, behalogenių LSZH ir HFFR LSZH kabelių ekstruzijos srityje.

Tiksliau,SILIKE UHMW silikono pagrindo tepalų apdorojimo priedaiįrodyta, kad ATH/MDH ugniai atsparių poliolefino junginių, naudojamų kabeliuose, nauda yra didelė. Pagrindiniai poveikiai:

1. Sumažintas lydalo klampumas: Apdorojimo metu polisiloksanai migruoja į lydalo paviršių, sudarydami tepalinę plėvelę, kuri sumažina trintį su įranga ir pagerina tekėjimą.

2. Pagerinta dispersija: silicio pagrindo priedai skatina tolygų ATH/MDH pasiskirstymą polimero matricoje, sumažindami dalelių agregaciją.

3. Pagerinta paviršiaus kokybė:LYSI-401 silikoninis pagrindinis mišinysSumažina štampo sankaupas ir lydalo įtrūkimus, todėl ekstruzijos paviršiai yra lygesni ir turi mažiau defektų.

4. Didesnis linijos greitis:Silikono apdorojimo priemonė SC920Tinka greitam kabelių ekstruzijai. Tai gali padėti išvengti vielos skersmens nestabilumo ir varžtų slydimo, taip pat pagerinti gamybos efektyvumą. Esant toms pačioms energijos sąnaudoms, ekstruzijos tūris padidėjo 10 %.

5. Pagerintos mechaninės savybės: pagerindamas užpildo dispersiją ir tarpfazinį sukibimą, silikoninis pagrindinis mišinys pagerina kompozito atsparumą dilimui ir mechanines savybes, tokias kaip smūgio savybės ir pailgėjimas lūžio metu.

6. Sinerginis liepsną slopinantis poveikis ir dūmų slopinimas: siloksano priedai gali šiek tiek pagerinti liepsną slopinančias savybes (pvz., padidinti LOI) ir sumažinti dūmų išsiskyrimą.

„SILIKE“ yra pirmaujanti silikono pagrindo priedų, apdorojimo priemonių ir termoplastinių silikono elastomerų gamintoja Azijos ir Ramiojo vandenyno regione.

Mūsųsilikono apdorojimo pagalbinės medžiagosplačiai naudojami termoplastų ir kabelių pramonėje, siekiant optimizuoti apdorojimą, pagerinti užpildo dispersiją, sumažinti lydalo klampumą ir užtikrinti lygesnius paviršius su didesniu efektyvumu.

Tarp jų silikoninis pagrindinis mišinys LYSI-401 ir novatoriškas silikoninis apdorojimo pagalbininkas SC920 yra patikrinti sprendimai ATH/MDH antipireninių poliolefinų formulėms, ypač LSZH ir HFFR kabelių ekstruzijai. Integruodami SILIKE silikoninius priedus ir gamybos pagalbininkus, gamintojai gali pasiekti stabilią gamybą ir nuoseklią kokybę.

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.