Вести

Увод: Решавање изазова обраде високо оптерећених ATH/MDH полиолефинских једињења отпорних на пламен

У кабловској индустрији, строги захтеви за отпорност на пламен су неопходни како би се осигурала безбедност особља и опреме у случају пожара. Алуминијум хидроксид (ATH) и магнезијум хидроксид (MDH), као успоривачи пламена без халогена, широко се користе у полиолефинским кабловским једињењима због своје еколошке прихватљивости, ниске емисије дима и некорозивног ослобађања гасова. Међутим, постизање потребних перформанси успоравања пламена често захтева уградњу великих количина ATH и MDH - обично 50–70 тежинских% или више - у полиолефинску матрицу.

Иако тако висок садржај пунила значајно побољшава отпорност на пламен, он такође представља озбиљне изазове у процесу обраде, укључујући повећану вискозност растопљеног материјала, смањену течљивост, угрожена механичка својства и лош квалитет површине. Ови проблеми могу значајно ограничити ефикасност производње и квалитет производа.

Овај чланак има за циљ да систематски испита изазове обраде повезане са високо оптерећеним ATH/MDH полиолефинским једињењима успоравања пламена у кабловским применама. На основу повратних информација са тржишта и практичног искуства,идентификује ефикасанобрадаадитивизарешавање ових изазова. Пружени увиди имају за циљ да помогну произвођачима жица и каблова да оптимизују формулације и побољшају производне процесе при раду са високо оптерећеним ATH/MDH полиолефинским једињењима успоравања пламена.

Разумевање успоривача пламена ATH и MDH

ATH и MDH су два главна неорганска, успоривача горења без халогена који се широко користе у полимерним материјалима, посебно у кабловским применама где су безбедносни и еколошки стандарди високи. Они делују ендотермним распадањем и ослобађањем воде, разблажујући запаљиве гасове и формирајући заштитни оксидни слој на површини материјала, што сузбија сагоревање и смањује дим. ATH се распада на приближно 200–220°C, док MDH има вишу температуру распадања од 330–340°C, што MDH чини погоднијим за полимере који се обрађују на вишим температурама.

1. Механизми успоравања пламена код ATH и MDH укључују:

1.1. Ендотермно разлагање:

При загревању, ATH (Al(OH)₃) и MDH (Mg(OH)₂) подлежу ендотермном разлагању, апсорбујући значајну топлоту и снижавајући температуру полимера како би се одложила термичка разградња.

АТХ: 2Ал(ОХ)₃ → Ал₂О₃ + 3Х₂О, ΔХ ≈ 1051 Ј/г

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

1.2. Ослобађање водене паре:

Ослобођена водена пара разблажује запаљиве гасове око полимера и ограничава приступ кисеонику, спречавајући сагоревање.

1.3. Формирање заштитних слојева:

Добијени метални оксиди (Al₂O₃ и MgO) комбинују се са полимерним слојем угља и формирају густи заштитни слој, који блокира продор топлоте и кисеоника и спречава ослобађање запаљивих гасова.

1.4. Сузбијање дима:

Заштитни слој такође апсорбује честице дима, смањујући укупну густину дима.

Упркос њиховим одличним перформансама успоравања пламена и еколошким предностима, постизање високих оцена успоравања пламена обично захтева 50–70 тежинских% или више ATH/MDH, што је главни узрок накнадних проблема у обради.
2. Кључни изазови обраде високооптерећених ATH/MDH полиолефина у кабловским применама

2.1. Погоршана реолошка својства:

Високи садржај пунила нагло повећава вискозност растопљеног материјала и смањује способност течења. То отежава пластификацију и течење током екструзије, захтевајући веће температуре обраде и силе смицања, што повећава потрошњу енергије и убрзава хабање опреме. Смањени течење растопљеног материјала такође ограничава брзину екструзије и ефикасност производње.

2.2. Смањена механичка својства:

Велике количине неорганских пунила разблажују полимерну матрицу, значајно смањујући затезну чврстоћу, издужење при прекиду и ударну чврстоћу. На пример, укључивање 50% или више ATH/MDH може смањити затезну чврстоћу за приближно 40% или више, што представља изазов за флексибилне и издржљиве материјале за каблове.

2.3. Проблеми са дисперзијом:

Честице АТХ и МДХ се често агрегирају у полимерној матрици, што доводи до тачака концентрације напона, смањених механичких перформанси и дефеката екструзије као што су површинска храпавост или мехурићи.

2.4. Лош квалитет површине:

Висока вискозност растопа, лоша дисперзија и ограничена компатибилност пунила и полимера могу проузроковати да површине екструдата буду храпаве или неравне, што доводи до „ајкулине коже“ или накупљања на матрици. Накупљање на матрици (слина из матрице) утиче и на изглед и на континуирану производњу.

2.5. Утицаји на електрична својства:

Висок садржај пунила и неравномерна дисперзија могу утицати на диелектрична својства, као што је запреминска отпорност. Штавише, ATH/MDH има релативно високу апсорпцију влаге, што потенцијално може утицати на електричне перформансе и дугорочну стабилност у влажним срединама.

2.6. Узак прозор обраде:

Опсег температуре обраде за полиолефине са високим оптерећењем који су отпорни на пламен је узак. ATH почиње да се разлаже на око 200°C, док се MDH разлаже на око 330°C. Потребна је прецизна контрола температуре како би се спречило прерано разлагање и осигурале перформансе успоравања пламена и интегритет материјала.

Ови изазови чине обраду полиолефина високог оптерећења ATH/MDH сложеном и истичу потребу за ефикасним помоћним средствима за обраду.

Дакле, да би се решили ови изазови, у кабловској индустрији су развијена и примењена различита помоћна средства за обраду. Ова помоћна средства побољшавају компатибилност на граници између полимера и пунила, смањују вискозност растопљеног материјала и побољшавају дисперзију пунила, оптимизујући и перформансе обраде и коначна механичка својства.

Која помоћна средства за обраду су најефикаснија за решавање проблема обраде и квалитета површине високо оптерећених ATH/MDH полиолефинских једињења успоравања пламена у кабловској индустрији?

Адитиви и помоћна средства за производњу на бази силикона:

СИЛИКЕ нуди разноврснепомоћна средства за обраду на бази полисилоксаназа стандардне термопласте и инжењерске пластике, помажући у оптимизацији обраде и побољшању перформанси готових производа. Наша решења се крећу од поузданог силиконског мастербача LYSI-401 до иновативног адитива SC920 — пројектованог да пружи већу ефикасност и поузданост у екструзији каблова LSZH и HFFR LSZH под великим оптерећењем, без халогена.

Конкретно,SILIKE UHMW адитиви за обраду мазива на бази силиконаДоказано је да су корисни за ATH/MDH полиолефинска једињења успоравала пламен у кабловима. Кључни ефекти укључују:

1. Смањена вискозност растопљеног материјала: Полисилоксани мигрирају на површину растопљеног материјала током обраде, формирајући мазни филм који смањује трење са опремом и побољшава течљивост.

2. Побољшана дисперзија: Адитиви на бази силицијума подстичу равномерну расподелу ATH/MDH у полимерној матрици, минимизирајући агрегацију честица.

3. Побољшан квалитет површине:LYSI-401 силиконски мастербачсмањује накупљање наслага у калупу и ломљење растопљеног материјала, производећи глатке површине екструдата са мање дефеката.

4. Већа брзина линије:Силиконско средство за обраду SC920Погодан је за екструзију каблова великом брзином. Може спречити нестабилност пречника жице и клизање завртња, и побољшати ефикасност производње. Уз исту потрошњу енергије, запремина екструзије се повећала за 10%.

5. Побољшана механичка својства: Побољшањем дисперзије пунила и међуповршинске адхезије, силиконски мастербач побољшава отпорност композита на хабање и механичке перформансе, као што су својства удара и издужење при кидању.

6. Синергизам успоравања пламена и сузбијање дима: адитиви силоксана могу незнатно побољшати перформансе успоравања пламена (нпр. повећати LOI) и смањити емисију дима.

SILIKE је водећи произвођач адитива на бази силикона, помоћних средстава за обраду и термопластичних силиконских еластомера у Азијско-пацифичком региону.

Нашсиликонска средства за обрадуШироко се примењују у индустрији термопластике и каблова за оптимизацију обраде, побољшање дисперзије пунила, смањење вискозности растопа и постизање глатких површина са већом ефикасношћу.

Међу њима, силиконски мастербач LYSI-401 и иновативно силиконско помоћно средство за обраду SC920 су доказана решења за ATH/MDH полиолефинске формулације успоравања пламена, посебно у екструзији каблова LSZH и HFFR. Интеграцијом адитива и помоћних средстава на бази силикона компаније SILIKE, произвођачи могу постићи стабилну производњу и конзистентан квалитет.

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.