Hír

Bevezetés: A nagy terhelésű ATH/MDH lángálló poliolefin vegyületek feldolgozási kihívásainak megoldása

A kábeliparban a lángállóságra vonatkozó szigorú követelmények elengedhetetlenek a személyzet és a berendezések biztonságának garantálásához tűz esetén. Az alumínium-hidroxid (ATH) és a magnézium-hidroxid (MDH), mint halogénmentes lángálló anyagok, széles körben használatosak a poliolefin kábelkeverékekben környezetbarát jellegük, alacsony füstkibocsátásuk és nem korrozív gázkibocsátásuk miatt. A kívánt lángállósági teljesítmény eléréséhez azonban gyakran nagy mennyiségű ATH-t és MDH-t kell beépíteni a poliolefin mátrixba – jellemzően 50–70 tömeg% vagy annál nagyobb mennyiségben.

Bár az ilyen magas töltőanyag-tartalom jelentősen fokozza az égésgátlást, komoly feldolgozási kihívásokat is okoz, beleértve a megnövekedett olvadékviszkozitást, a csökkent folyóképességet, a romló mechanikai tulajdonságokat és a gyenge felületi minőséget. Ezek a problémák nagymértékben korlátozhatják a termelési hatékonyságot és a termékminőséget.

Ez a cikk célja, hogy szisztematikusan megvizsgálja a nagy terhelésű ATH/MDH égésgátló poliolefin vegyületekkel kapcsolatos feldolgozási kihívásokat a kábelalkalmazásokban. A piaci visszajelzések és a gyakorlati tapasztalatok alapján a következőket teszi:azonosítja hatékonyfeldolgozásadalékanyagokmertEzeknek a kihívásoknak a megoldásában. A bemutatott információk célja, hogy segítsék a vezeték- és kábelgyártókat a receptúrák optimalizálásában és a gyártási folyamatok javításában, amikor nagy terhelésű ATH/MDH égésgátló poliolefin vegyületekkel dolgoznak.

Az ATH és MDH égésgátlók megértése

Az ATH és az MDH két fő szervetlen, halogénmentes égésgátló, amelyeket széles körben használnak polimer anyagokban, különösen kábelalkalmazásokban, ahol magasak a biztonsági és környezetvédelmi előírások. Endoterm bomlás és vízfelszabadítás útján hatnak, hígítják az éghető gázokat, és védőoxid réteget képeznek az anyag felületén, ami elnyomja az égést és csökkenti a füstöt. Az ATH körülbelül 200–220 °C-on bomlik, míg az MDH magasabb, 330–340 °C-os bomlási hőmérséklettel rendelkezik, így az MDH alkalmasabb a magasabb hőmérsékleten feldolgozott polimerekhez.

1. Az ATH és az MDH égésgátló mechanizmusai a következők:

1.1. Endoterm bomlás:

Melegítés hatására az ATH (Al(OH)₃) és az MDH (Mg(OH)₂) endoterm bomláson megy keresztül, jelentős hőt nyel el és csökkenti a polimer hőmérsékletét, így késlelteti a termikus degradációt.

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

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

1.2. Vízgőz-kibocsátás:

A felszabaduló vízgőz hígítja a gyúlékony gázokat a polimer körül, és korlátozza az oxigénhez való hozzáférést, gátolva az égést.

1.3. Védőrétegek kialakulása:

A keletkező fémoxidok (Al₂O₃ és MgO) a polimer elszenesedett rétegével egyesülve sűrű védőréteget képeznek, amely blokkolja a hő és az oxigén behatolását, és megnehezíti az éghető gázok felszabadulását.

1.4. Füstelnyomás:

A védőréteg a füstrészecskéket is elnyeli, csökkentve a füst teljes sűrűségét.

Kiváló égésgátló teljesítményük és környezeti előnyeik ellenére a magas égésgátló besorolás eléréséhez jellemzően 50–70 tömeg% vagy több ATH/MDH szükséges, ami a későbbi feldolgozási kihívások fő oka.
2. A nagy terhelésű ATH/MDH poliolefinek főbb feldolgozási kihívásai kábelalkalmazásokban

2.1. Romlott reológiai tulajdonságok:

A nagy töltőanyag-tartalom jelentősen megnöveli az olvadék viszkozitását és csökkenti a folyóképességet. Ez megnehezíti a lágyítást és az áramlást az extrudálás során, magasabb feldolgozási hőmérsékletet és nyíróerőket igényel, ami növeli az energiafogyasztást és felgyorsítja a berendezések kopását. A csökkent olvadékfolyás szintén korlátozza az extrudálás sebességét és a termelési hatékonyságot.

2.2. Csökkentett mechanikai tulajdonságok:

A nagy mennyiségű szervetlen töltőanyag hígítja a polimer mátrixot, jelentősen csökkentve a szakítószilárdságot, a szakadási nyúlást és az ütésállóságot. Például az 50%-os vagy annál nagyobb mennyiségű ATH/MDH beépítése a szakítószilárdságot körülbelül 40%-kal vagy még nagyobb mértékben csökkentheti, ami kihívást jelent a rugalmas és tartós kábelanyagok számára.

2.3. Szóródási problémák:

Az ATH és MDH részecskék gyakran aggregálódnak a polimer mátrixban, ami feszültségkoncentrációs pontokhoz, csökkent mechanikai teljesítményhez és extrudálási hibákhoz, például felületi érdességhez vagy buborékokhoz vezet.

2.4. Rossz felületi minőség:

A magas olvadékviszkozitás, a rossz diszperzió és a korlátozott töltőanyag-polimer kompatibilitás miatt az extrudált felületek érdesek vagy egyenetlenek lehetnek, ami „cápabőr” vagy szerszámlerakódás kialakulásához vezethet. A szerszámnál felhalmozódás (szerszámváladék) mind a megjelenést, mind a folyamatos termelést befolyásolja.

2.5. Az elektromos ingatlanokra gyakorolt ​​hatások:

A magas töltőanyag-tartalom és az egyenetlen diszperzió befolyásolhatja a dielektromos tulajdonságokat, például a térfogati ellenállást. Ezenkívül az ATH/MDH viszonylag magas nedvességfelvétellel rendelkezik, ami potenciálisan befolyásolhatja az elektromos teljesítményt és a hosszú távú stabilitást nedves környezetben.

2.6. Szűk feldolgozási ablak:

A nagy terhelésű égésgátló poliolefinek feldolgozási hőmérséklet-tartománya szűk. Az ATH körülbelül 200 °C-on kezd el bomlani, míg az MDH körülbelül 330 °C-on bomlik. A korai bomlás megakadályozása, valamint az égésgátló teljesítmény és az anyag integritásának biztosítása érdekében pontos hőmérséklet-szabályozás szükséges.

Ezek a kihívások bonyolulttá teszik a nagy mennyiségű ATH/MDH poliolefinek feldolgozását, és rávilágítanak a hatékony feldolgozási segédanyagok szükségességére.

Ezen kihívások megoldására különféle feldolgozási segédanyagokat fejlesztettek ki és alkalmaznak a kábeliparban. Ezek a segédanyagok javítják a polimer-töltőanyag határfelületi kompatibilitását, csökkentik az olvadék viszkozitását és fokozzák a töltőanyag diszperzióját, optimalizálva mind a feldolgozási teljesítményt, mind a végső mechanikai tulajdonságokat.

Mely feldolgozási segédanyagok a leghatékonyabbak a nagy terhelésű ATH/MDH égésgátló poliolefin vegyületek feldolgozási és felületi minőségi problémáinak megoldására a kábelipari alkalmazásokban?

Szilikon alapú adalékanyagok és gyártássegédanyagok:

A SILIKE sokoldalúpolisziloxán alapú feldolgozási segédanyagokmind a standard hőre lágyuló műanyagokhoz, mind a műszaki műanyagokhoz, segítve a feldolgozás optimalizálását és a késztermékek teljesítményének javítását. Megoldásaink a megbízható LYSI-401 szilikon mesterkeveréktől az innovatív SC920 adalékanyagig terjednek, amelyeket a nagy terhelésű, halogénmentes LSZH és HFFR LSZH kábelek extrudálásában való nagyobb hatékonyság és megbízhatóság biztosítására terveztünk.

Pontosabban,SILIKE UHMW szilikon alapú kenőanyag-feldolgozási adalékanyagokbizonyítottan előnyösek az ATH/MDH égésgátló poliolefin vegyületek kábelekben történő felhasználása esetén. A legfontosabb hatások a következők:

1. Csökkentett olvadékviszkozitás: A polisziloxánok a feldolgozás során az olvadék felületére vándorolnak, kenőfilmet képezve, amely csökkenti a súrlódást a berendezésekkel és javítja a folyóképességet.

2. Fokozott diszperzió: A szilíciumalapú adalékanyagok elősegítik az ATH/MDH egyenletes eloszlását a polimer mátrixban, minimalizálva a részecskék aggregációját.

3. Javított felületi minőség:LYSI-401 szilikon mesterkeverékcsökkenti a szerszámlerakódást és az olvadéktörést, simább extrudált felületeket eredményezve kevesebb hibával.

4. Gyorsabb vonalsebesség:Szilikon feldolgozási segédanyag SC920Alkalmas kábelek nagysebességű extrudálására. Megakadályozza a huzalátmérő instabilitását és a csiga megcsúszását, valamint javítja a termelési hatékonyságot. Ugyanezen energiafogyasztás mellett az extrudálási térfogat 10%-kal nőtt.

5. Javított mechanikai tulajdonságok: A töltőanyag-diszperzió és a határfelületi tapadás fokozásával a szilikon mesterkeverék javítja a kompozit kopásállóságát és mechanikai teljesítményét, például az ütésállóságot és a szakadási nyúlást.

6. Lánggátló szinergizmus és füstelnyomás: a sziloxán adalékanyagok kismértékben fokozhatják az égésgátló teljesítményt (pl. növelhetik az LOI-t) és csökkenthetik a füstkibocsátást.

A SILIKE a szilikon alapú adalékanyagok, feldolgozási segédanyagok és hőre lágyuló szilikon elasztomerek vezető gyártója az ázsiai-csendes-óceáni térségben.

A miénkszilikon feldolgozási segédanyagokszéles körben alkalmazzák a hőre lágyuló műanyagok és a kábeliparban a feldolgozás optimalizálására, a töltőanyag-diszperzió javítására, az olvadék viszkozitásának csökkentésére és simább felületek biztosítására nagyobb hatékonysággal.

Közülük a LYSI-401 szilikon mesterkeverék és az innovatív SC920 szilikon feldolgozási segédanyag bevált megoldások az ATH/MDH égésgátló poliolefin formulációkhoz, különösen az LSZH és HFFR kábelek extrudálásához. A SILIKE szilikon alapú adalékanyagainak és gyártási segédanyagainak integrálásával a gyártók stabil termelést és állandó minőséget érhetnek el.

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.