Vijesti

Uvod: Rješavanje izazova obrade visokoopterećenih ATH/MDH poliolefinskih spojeva usporivača gorenja

U kabelskoj industriji, strogi zahtjevi za usporavanje plamena ključni su kako bi se osigurala sigurnost osoblja i opreme u slučaju požara. Aluminijev hidroksid (ATH) i magnezijev hidroksid (MDH), kao usporivači plamena bez halogena, široko se koriste u poliolefinskim kabelskim spojevima zbog svoje ekološke prihvatljivosti, niske emisije dima i oslobađanja plinova koji ne uzrokuju koroziju. Međutim, postizanje potrebnih performansi usporavanja plamena često zahtijeva uključivanje visokih količina ATH-a i MDH-a - obično 50-70 težinskih % ili više - u poliolefinsku matricu.

Iako tako visok sadržaj punila značajno poboljšava usporavanje plamena, on također uvodi ozbiljne izazove u obradi, uključujući povećanu viskoznost taline, smanjenu tečnost, narušena mehanička svojstva i lošu kvalitetu površine. Ti problemi mogu uvelike ograničiti učinkovitost proizvodnje i kvalitetu proizvoda.

Ovaj članak ima za cilj sustavno ispitati izazove obrade povezane s visokoopterećenim ATH/MDH poliolefinskim spojevima usporivačima gorenja u kabelskim primjenama. Na temelju povratnih informacija s tržišta i praktičnog iskustva,identificira učinkovitobradaaditivizarješavanje ovih izazova. Pruženi uvidi namijenjeni su pomoći proizvođačima žica i kabela da optimiziraju formulacije i poboljšaju proizvodne procese pri radu s poliolefinskim spojevima usporivačima gorenja ATH/MDH visokog opterećenja.

Razumijevanje usporivača gorenja ATH i MDH

ATH i MDH su dva glavna anorganska, bezhalogena usporivača gorenja koji se široko koriste u polimernim materijalima, posebno u kabelskim primjenama gdje su sigurnosni i ekološki standardi visoki. Djeluju endotermnom razgradnjom i oslobađanjem vode, razrjeđujući zapaljive plinove i stvarajući zaštitni oksidni sloj na površini materijala, koji potiskuje izgaranje i smanjuje dim. ATH se razgrađuje na približno 200–220 °C, dok MDH ima višu temperaturu razgradnje od 330–340 °C, što MDH čini prikladnijim za polimere koji se obrađuju na višim temperaturama.

1. Mehanizmi usporavanja plamena ATH i MDH uključuju:

1.1. Endotermna razgradnja:

Zagrijavanjem, ATH (Al(OH)₃) i MDH (Mg(OH)₂) podliježu endotermnoj razgradnji, apsorbirajući značajnu toplinu i snižavajući temperaturu polimera kako bi se odgodila toplinska razgradnja.

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

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

1.2. Oslobađanje vodene pare:

Oslobođena vodena para razrjeđuje zapaljive plinove oko polimera i ograničava pristup kisiku, sprječavajući izgaranje.

1.3. Formiranje zaštitnih slojeva:

Dobiveni metalni oksidi (Al₂O₃ i MgO) kombiniraju se sa slojem polimernog ugljena i tvore gusti zaštitni sloj koji blokira prodiranje topline i kisika te sprječava oslobađanje zapaljivih plinova.

1.4. Suzbijanje dima:

Zaštitni sloj također adsorbira čestice dima, smanjujući ukupnu gustoću dima.

Unatoč izvrsnim svojstvima usporavanja gorenja i ekološkim prednostima, postizanje visokih ocjena usporavanja gorenja obično zahtijeva 50–70 težinskih % ili više ATH/MDH, što je glavni uzrok naknadnih problema u obradi.
2. Ključni izazovi obrade visokoopterećenih ATH/MDH poliolefina u kabelskim primjenama

2.1. Pogoršana reološka svojstva:

Visoke količine punila naglo povećavaju viskoznost taline i smanjuju tečnost. To otežava plastifikaciju i tečenje tijekom ekstruzije, što zahtijeva više temperature obrade i sile smicanja, što povećava potrošnju energije i ubrzava trošenje opreme. Smanjena tečnost taline također ograničava brzinu ekstruzije i učinkovitost proizvodnje.

2.2. Smanjena mehanička svojstva:

Velike količine anorganskih punila razrjeđuju polimernu matricu, značajno smanjujući vlačnu čvrstoću, prekidno istezanje i udarnu čvrstoću. Na primjer, uključivanje 50% ili više ATH/MDH može smanjiti vlačnu čvrstoću za otprilike 40% ili više, što predstavlja izazov za fleksibilne i izdržljive kabelske materijale.

2.3. Problemi s disperzijom:

Čestice ATH i MDH često se agregiraju u polimernoj matrici, što dovodi do točaka koncentracije naprezanja, smanjenih mehaničkih performansi i nedostataka ekstruzije poput hrapavosti površine ili mjehurića.

2.4. Loša kvaliteta površine:

Visoka viskoznost taline, slaba disperzija i ograničena kompatibilnost punila i polimera mogu uzrokovati hrapave ili neravne površine ekstrudata, što dovodi do "morske kože" ili nakupljanja na kalupu. Nakupljanje na kalupu (slinina) utječe i na izgled i na kontinuiranu proizvodnju.

2.5. Utjecaji na električna svojstva:

Visok sadržaj punila i neravnomjerna disperzija mogu utjecati na dielektrična svojstva, poput volumske otpornosti. Štoviše, ATH/MDH ima relativno visoku apsorpciju vlage, što potencijalno može utjecati na električne performanse i dugoročnu stabilnost u vlažnim okruženjima.

2.6. Uski prozor obrade:

Raspon temperature obrade za poliolefine s visokim opterećenjem koji usporavaju plamen je uzak. ATH se počinje raspadati oko 200 °C, dok se MDH raspada oko 330 °C. Precizna kontrola temperature potrebna je kako bi se spriječila prerana raspadanja i osigurala svojstva usporavanja plamena i integritet materijala.

Ovi izazovi čine obradu visokoopterećenih ATH/MDH poliolefina složenom i ističu potrebu za učinkovitim pomoćnim sredstvima za obradu.

Dakle, kako bi se riješili ovi izazovi, u kabelskoj industriji razvijena su i primijenjena razna pomoćna sredstva za obradu. Ta pomoćna sredstva poboljšavaju međupovršinsku kompatibilnost polimera i punila, smanjuju viskoznost taline i poboljšavaju disperziju punila, optimizirajući i performanse obrade i konačna mehanička svojstva.

Koja su pomoćna sredstva za obradu najučinkovitija za rješavanje problema obrade i kvalitete površine visokoopterećenih ATH/MDH poliolefinskih spojeva usporivača gorenja u primjenama u kabelskoj industriji?

Aditivi i pomoćna sredstva za proizvodnju na bazi silikona:

SILIKE nudi svestranupomoćna sredstva za obradu na bazi polisiloksanaza standardne termoplastike i inženjerske plastike, pomažući u optimizaciji obrade i poboljšanju performansi gotovih proizvoda. Naša rješenja kreću se od pouzdanog silikonskog masterbatcha LYSI-401 do inovativnog aditiva SC920 - projektiranog za veću učinkovitost i pouzdanost u ekstruziji kabela LSZH i HFFR LSZH pod visokim opterećenjem, bez halogena.

Posebno,SILIKE UHMW aditivi za obradu maziva na bazi silikonadokazano su korisni za ATH/MDH poliolefinske spojeve usporivače gorenja u kabelima. Ključni učinci uključuju:

1. Smanjena viskoznost taline: Polisiloksani migriraju na površinu taline tijekom obrade, stvarajući podmazujući film koji smanjuje trenje s opremom i poboljšava protočnost.

2. Poboljšana disperzija: Aditivi na bazi silicija potiču jednoliku raspodjelu ATH/MDH u polimernoj matrici, minimizirajući agregaciju čestica.

3. Poboljšana kvaliteta površine:LYSI-401 silikonska masterbatchsmanjuje nakupljanje u kalupu i lom taline, stvarajući glatkije površine ekstrudata s manje nedostataka.

4. Veća brzina linije:Silikonski pomoćni materijal za obradu SC920Pogodan je za ekstruziju kabela velikom brzinom. Može spriječiti nestabilnost promjera žice i klizanje vijka te poboljšati učinkovitost proizvodnje. Uz istu potrošnju energije, volumen ekstruzije povećan je za 10%.

5. Poboljšana mehanička svojstva: Poboljšavanjem disperzije punila i međupovršinske adhezije, silikonska masterbatch poboljšava otpornost kompozita na habanje i mehaničke performanse, kao što su udarna svojstva i istezanje pri lomu.

6. Sinergizam usporavanja plamena i suzbijanje dima: siloksanski aditivi mogu neznatno poboljšati performanse usporavanja plamena (npr. povećanjem LOI) i smanjiti emisiju dima.

SILIKE je vodeći proizvođač aditiva na bazi silikona, pomoćnih sredstava za obradu i termoplastičnih silikonskih elastomera u azijsko-pacifičkoj regiji.

Našesilikonska pomoćna sredstva za obraduŠiroko se primjenjuju u industriji termoplastike i kabela za optimizaciju obrade, poboljšanje disperzije punila, smanjenje viskoznosti taline i postizanje glatkijih površina s većom učinkovitošću.

Među njima, silikonski masterbatch LYSI-401 i inovativno silikonsko pomoćno sredstvo za obradu SC920 provjerena su rješenja za ATH/MDH formulacije poliolefina usporavajućeg gorenja, posebno u ekstruziji kabela LSZH i HFFR. Integracijom aditiva i pomoćnih sredstava za proizvodnju na bazi silikona tvrtke SILIKE, proizvođači mogu postići stabilnu proizvodnju i dosljednu kvalitetu.

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.