Νέα

Εισαγωγή: Επίλυση Προκλήσεων στην Επεξεργασία Ενώσεων Πολυολεφίνης με Επιβραδυντικό Φλόγας ATH/MDH Υψηλού Φορτίου

Στη βιομηχανία καλωδίων, οι αυστηρές απαιτήσεις για την επιβράδυνση φλόγας είναι απαραίτητες για να διασφαλιστεί η ασφάλεια του προσωπικού και του εξοπλισμού σε περίπτωση πυρκαγιάς. Το υδροξείδιο του αργιλίου (ATH) και το υδροξείδιο του μαγνησίου (MDH), ως επιβραδυντικά φλόγας χωρίς αλογόνο, χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολυολεφινικές ενώσεις καλωδίων λόγω της φιλικότητάς τους προς το περιβάλλον, της χαμηλής εκπομπής καπνού και της μη διαβρωτικής απελευθέρωσης αερίων. Ωστόσο, η επίτευξη της απαιτούμενης απόδοσης επιβράδυνσης φλόγας συχνά απαιτεί την ενσωμάτωση υψηλών φορτίων ATH και MDH - συνήθως 50-70% κατά βάρος ή υψηλότερο - στη μήτρα πολυολεφίνης.

Ενώ μια τόσο υψηλή περιεκτικότητα σε πληρωτικό ενισχύει σημαντικά την επιβράδυνση φλόγας, εισάγει επίσης σοβαρές προκλήσεις στην επεξεργασία, όπως αυξημένο ιξώδες τήγματος, μειωμένη ρευστότητα, μειωμένες μηχανικές ιδιότητες και κακή ποιότητα επιφάνειας. Αυτά τα ζητήματα μπορούν να περιορίσουν σημαντικά την αποδοτικότητα της παραγωγής και την ποιότητα του προϊόντος.

Αυτό το άρθρο στοχεύει στη συστηματική εξέταση των προκλήσεων επεξεργασίας που σχετίζονται με τις πολυολεφινικές ενώσεις επιβράδυνσης φλόγας ATH/MDH υψηλού φορτίου σε εφαρμογές καλωδίων. Με βάση τα σχόλια της αγοράς και την πρακτική εμπειρία,προσδιορίζει αποτελεσματικόςεπεξεργασίαπρόσθεταγιααντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων. Οι πληροφορίες που παρέχονται έχουν ως στόχο να βοηθήσουν τους κατασκευαστές καλωδίων και συρμάτων να βελτιστοποιήσουν τις συνθέσεις και να βελτιώσουν τις διαδικασίες παραγωγής όταν εργάζονται με ενώσεις πολυολεφινών επιβραδυντικών φλόγας υψηλού φορτίου ATH/MDH.

Κατανόηση των επιβραδυντικών φλόγας ATH και MDH

Η ATH και η MDH είναι δύο κύρια ανόργανα, χωρίς αλογόνα επιβραδυντικά φλόγας που χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολυμερή υλικά, ιδιαίτερα σε εφαρμογές καλωδίων όπου τα πρότυπα ασφάλειας και περιβάλλοντος είναι υψηλά. Δρουν μέσω ενδόθερμης αποσύνθεσης και απελευθέρωσης νερού, αραιώνοντας τα εύφλεκτα αέρια και σχηματίζοντας ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου στην επιφάνεια του υλικού, το οποίο καταστέλλει την καύση και μειώνει τον καπνό. Η ATH αποσυντίθεται στους 200–220°C περίπου, ενώ η MDH έχει υψηλότερη θερμοκρασία αποσύνθεσης 330–340°C, καθιστώντας την MDH πιο κατάλληλη για πολυμερή που υποβάλλονται σε επεξεργασία σε υψηλότερες θερμοκρασίες.

1. Οι μηχανισμοί επιβράδυνσης φλόγας των ATH και MDH περιλαμβάνουν:

1.1. Ενδόθερμη αποσύνθεση:

Κατά τη θέρμανση, τα ATH (Al(OH)₃) και MDH (Mg(OH)₂) υφίστανται ενδόθερμη αποσύνθεση, απορροφώντας σημαντική θερμότητα και μειώνοντας τη θερμοκρασία του πολυμερούς για να καθυστερήσει η θερμική αποικοδόμηση.

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

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

1.2. Απελευθέρωση υδρατμών:

Οι απελευθερούμενοι υδρατμοί αραιώνουν τα εύφλεκτα αέρια γύρω από το πολυμερές και περιορίζουν την πρόσβαση στο οξυγόνο, εμποδίζοντας την καύση.

1.3. Σχηματισμός προστατευτικών στρωμάτων:

Τα προκύπτοντα μεταλλικά οξείδια (Al₂O₃ και MgO) συνδυάζονται με το στρώμα άνθρακα του πολυμερούς για να σχηματίσουν ένα πυκνό προστατευτικό στρώμα, το οποίο εμποδίζει τη διείσδυση θερμότητας και οξυγόνου και εμποδίζει την απελευθέρωση εύφλεκτων αερίων.

1.4. Καταστολή καπνού:

Το προστατευτικό στρώμα προσροφά επίσης σωματίδια καπνού, μειώνοντας τη συνολική πυκνότητα καπνού.

Παρά την εξαιρετική τους απόδοση ως προς την επιβράδυνση της φλόγας και τα περιβαλλοντικά οφέλη, η επίτευξη υψηλών αξιολογήσεων επιβράδυνσης φλόγας απαιτεί συνήθως 50-70% κατά βάρος ή περισσότερο ATH/MDH, η οποία αποτελεί την κύρια αιτία των επακόλουθων προκλήσεων στην επεξεργασία.
2. Βασικές προκλήσεις επεξεργασίας πολυολεφινών ATH/MDH υψηλού φορτίου σε εφαρμογές καλωδίων

2.1. Υποβαθμισμένες ρεολογικές ιδιότητες:

Τα υψηλά φορτία πλήρωσης αυξάνουν απότομα το ιξώδες του τήγματος και μειώνουν τη ρευστότητα. Αυτό δυσχεραίνει την πλαστικοποίηση και τη ροή κατά την εξώθηση, απαιτώντας υψηλότερες θερμοκρασίες επεξεργασίας και διατμητικές δυνάμεις, γεγονός που αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας και επιταχύνει τη φθορά του εξοπλισμού. Η μειωμένη ροή τήγματος περιορίζει επίσης την ταχύτητα εξώθησης και την αποδοτικότητα της παραγωγής.

2.2. Μειωμένες μηχανικές ιδιότητες:

Μεγάλες ποσότητες ανόργανων πληρωτικών υλικών αραιώνουν την πολυμερική μήτρα, μειώνοντας σημαντικά την αντοχή σε εφελκυσμό, την επιμήκυνση κατά τη θραύση και την αντοχή σε κρούση. Για παράδειγμα, η ενσωμάτωση 50% ή περισσότερου ATH/MDH μπορεί να μειώσει την αντοχή σε εφελκυσμό κατά περίπου 40% ή περισσότερο, θέτοντας μια πρόκληση για τα εύκαμπτα και ανθεκτικά υλικά καλωδίων.

2.3. Ζητήματα διασποράς:

Τα σωματίδια ATH και MDH συχνά συσσωματώνονται στην πολυμερική μήτρα, οδηγώντας σε σημεία συγκέντρωσης τάσης, μειωμένη μηχανική απόδοση και ελαττώματα εξώθησης, όπως τραχύτητα επιφάνειας ή φυσαλίδες.

2.4. Κακή ποιότητα επιφάνειας:

Το υψηλό ιξώδες τήγματος, η κακή διασπορά και η περιορισμένη συμβατότητα μεταξύ πληρωτικού υλικού και πολυμερούς μπορούν να προκαλέσουν τραχύτητα ή ανομοιομορφία στις επιφάνειες του προϊόντος εξώθησης, οδηγώντας σε συσσώρευση «δέρματος καρχαρία» ή μήτρας. Η συσσώρευση στη μήτρα (σάλια μήτρας) επηρεάζει τόσο την εμφάνιση όσο και τη συνεχή παραγωγή.

2.5. Επιπτώσεις στις ηλεκτρικές ιδιότητες:

Η υψηλή περιεκτικότητα σε πληρωτικό υλικό και η ανομοιόμορφη διασπορά μπορούν να επηρεάσουν τις διηλεκτρικές ιδιότητες, όπως την ειδική αντίσταση όγκου. Επιπλέον, η ATH/MDH έχει σχετικά υψηλή απορρόφηση υγρασίας, η οποία μπορεί ενδεχομένως να επηρεάσει την ηλεκτρική απόδοση και τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα σε υγρά περιβάλλοντα.

2.6. Περιορισμένο παράθυρο επεξεργασίας:

Το εύρος θερμοκρασίας επεξεργασίας για τις πολυολεφίνες επιβράδυνσης φλόγας υψηλού φορτίου είναι στενό. Η ATH αρχίζει να αποσυντίθεται γύρω στους 200°C, ενώ η MDH αποσυντίθεται γύρω στους 330°C. Απαιτείται ακριβής έλεγχος θερμοκρασίας για την αποφυγή πρόωρης αποσύνθεσης και τη διασφάλιση της απόδοσης επιβράδυνσης φλόγας και της ακεραιότητας του υλικού.

Αυτές οι προκλήσεις καθιστούν πολύπλοκη την επεξεργασία πολυολεφινών ATH/MDH υψηλού φορτίου και υπογραμμίζουν την αναγκαιότητα αποτελεσματικών βοηθημάτων επεξεργασίας.

Έτσι, για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων, έχουν αναπτυχθεί και εφαρμοστεί διάφορα βοηθήματα επεξεργασίας στη βιομηχανία καλωδίων. Αυτά τα βοηθήματα βελτιώνουν τη συμβατότητα μεταξύ των επιφανειών πολυμερούς και πληρωτικού υλικού, μειώνουν το ιξώδες του τήγματος και ενισχύουν τη διασπορά του πληρωτικού υλικού, βελτιστοποιώντας τόσο την απόδοση επεξεργασίας όσο και τις τελικές μηχανικές ιδιότητες.

Ποια βοηθητικά μέσα επεξεργασίας είναι τα πιο αποτελεσματικά για την επίλυση προβλημάτων επεξεργασίας και ποιότητας επιφάνειας των επιβραδυντικών φλόγας πολυολεφινών υψηλού φορτίου ATH/MDH σε εφαρμογές της βιομηχανίας καλωδίων;

Πρόσθετα και βοηθήματα παραγωγής με βάση τη σιλικόνη:

Η SILIKE προσφέρει ευελιξίαβοηθητικά μέσα επεξεργασίας με βάση την πολυσιλοξάνητόσο για τυπικά θερμοπλαστικά όσο και για μηχανικά πλαστικά, συμβάλλοντας στη βελτιστοποίηση της επεξεργασίας και στη βελτίωση της απόδοσης των τελικών προϊόντων. Οι λύσεις μας κυμαίνονται από το αξιόπιστο masterbatch σιλικόνης LYSI-401 έως το καινοτόμο πρόσθετο SC920—σχεδιασμένο για να προσφέρει μεγαλύτερη απόδοση και αξιοπιστία στην εξώθηση καλωδίων LSZH υψηλού φορτίου, χωρίς αλογόνα και HFFR LSZH.

Ειδικά,Πρόσθετα επεξεργασίας λιπαντικών με βάση τη σιλικόνη SILIKE UHMWέχουν αποδειχθεί ευεργετικά για τις ενώσεις πολυολεφίνης επιβράδυνσης φλόγας ATH/MDH σε καλώδια. Οι βασικές επιδράσεις περιλαμβάνουν:

1. Μειωμένο ιξώδες τήγματος: Τα πολυσιλοξάνια μεταναστεύουν στην επιφάνεια τήγματος κατά την επεξεργασία, σχηματίζοντας μια λιπαντική μεμβράνη που μειώνει την τριβή με τον εξοπλισμό και βελτιώνει τη ρευστότητα.

2. Βελτιωμένη διασπορά: Τα πρόσθετα με βάση το πυρίτιο προάγουν την ομοιόμορφη κατανομή της ATH/MDH στην πολυμερική μήτρα, ελαχιστοποιώντας τη συσσωμάτωση των σωματιδίων.

3. Βελτιωμένη ποιότητα επιφάνειας:LYSI-401 κύρια παρτίδα σιλικόνηςμειώνει τη συσσώρευση μήτρας και τη θραύση του τήγματος, παράγοντας πιο ομαλές επιφάνειες εξωθήματος με λιγότερα ελαττώματα.

4. Ταχύτερη ταχύτητα γραμμής:Βοηθητικό επεξεργασίας σιλικόνης SC920Είναι κατάλληλο για εξώθηση καλωδίων υψηλής ταχύτητας. Μπορεί να αποτρέψει την αστάθεια της διαμέτρου του σύρματος και την ολίσθηση των βιδών και να βελτιώσει την αποδοτικότητα της παραγωγής. Με την ίδια κατανάλωση ενέργειας, ο όγκος εξώθησης αυξήθηκε κατά 10%.

5. Βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες: Με την ενίσχυση της διασποράς των υλικών πληρώσεως και της διεπιφανειακής πρόσφυσης, το masterbatch σιλικόνης βελτιώνει την αντοχή στη φθορά του σύνθετου υλικού και τη μηχανική απόδοση, όπως η ιδιότητα κρούσης και η επιμήκυνση κατά τη θραύση.

6. Συνέργεια επιβραδυντικών φλόγας και καταστολή καπνού: τα πρόσθετα σιλοξανίου μπορούν να βελτιώσουν ελαφρώς την απόδοση επιβράδυνσης φλόγας (π.χ., αυξάνοντας τον δείκτη LOI) και να μειώσουν τις εκπομπές καπνού.

Η SILIKE είναι κορυφαίος παραγωγός προσθέτων με βάση τη σιλικόνη, βοηθημάτων επεξεργασίας και θερμοπλαστικών ελαστομερών σιλικόνης στην περιοχή Ασίας-Ειρηνικού.

Μαςβοηθήματα επεξεργασίας σιλικόνηςεφαρμόζονται ευρέως στις βιομηχανίες θερμοπλαστικών και καλωδίων για τη βελτιστοποίηση της επεξεργασίας, τη βελτίωση της διασποράς του πληρωτικού υλικού, τη μείωση του ιξώδους του τήγματος και την παροχή ομαλότερων επιφανειών με υψηλότερη απόδοση.

Μεταξύ αυτών, η κύρια παρτίδα σιλικόνης LYSI-401 και το καινοτόμο βοηθητικό μέσο επεξεργασίας σιλικόνης SC920 αποτελούν αποδεδειγμένες λύσεις για συνθέσεις πολυολεφινών επιβραδυντικών φλόγας ATH/MDH, ιδιαίτερα στην εξώθηση καλωδίων LSZH και HFFR. Ενσωματώνοντας τα πρόσθετα και τα βοηθητικά μέσα παραγωγής με βάση τη σιλικόνη της SILIKE, οι κατασκευαστές μπορούν να επιτύχουν σταθερή παραγωγή και σταθερή ποιότητα.

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.