Ştiri

Introducere: Rezolvarea provocărilor de procesare a compușilor poliolefinici ignifugi ATH/MDH cu sarcină mare

În industria cablurilor, cerințele stricte privind ignifugarea sunt esențiale pentru a asigura siguranța personalului și a echipamentelor în caz de incendiu. Hidroxidul de aluminiu (ATH) și hidroxidul de magneziu (MDH), ca agenți ignifugi fără halogeni, sunt utilizați pe scară largă în compușii de cabluri din poliolefine datorită respectării mediului, emisiilor reduse de fum și degajării de gaze necorozive. Cu toate acestea, obținerea performanței ignifuge necesare necesită adesea încorporarea unor încărcături mari de ATH și MDH - de obicei 50-70% în greutate sau mai mult - în matricea poliolefinică.

Deși un astfel de conținut ridicat de umplutură îmbunătățește semnificativ ignifugarea, introduce și provocări severe de procesare, inclusiv creșterea vâscozității topiturii, fluiditate redusă, proprietăți mecanice compromise și calitate slabă a suprafeței. Aceste probleme pot limita considerabil eficiența producției și calitatea produsului.

Acest articol își propune să examineze sistematic provocările de procesare asociate cu compușii poliolefinici ignifugi ATH/MDH supuși la sarcini mari în aplicații de cabluri. Pe baza feedback-ului de pe piață și a experienței practice, acestaidentifică eficientprelucrareaditivipentruabordând aceste provocări. Informațiile furnizate sunt destinate să ajute producătorii de sârmă și cabluri să optimizeze formulele și să îmbunătățească procesele de producție atunci când lucrează cu compuși poliolefinici ignifugi ATH/MDH cu încărcătură mare.

Înțelegerea substanțelor ignifuge ATH și MDH

ATH și MDH sunt doi agenți ignifugi anorganici majori, fără halogeni, utilizați pe scară largă în materialele polimerice, în special în aplicațiile pentru cabluri unde standardele de siguranță și de mediu sunt ridicate. Aceștia acționează prin descompunere endotermă și eliberare de apă, diluând gazele combustibile și formând un strat protector de oxid pe suprafața materialului, care suprimă arderea și reduce fumul. ATH se descompune la aproximativ 200–220°C, în timp ce MDH are o temperatură de descompunere mai ridicată, de 330–340°C, ceea ce face ca MDH să fie mai potrivit pentru polimerii procesați la temperaturi mai ridicate.

1. Mecanismele ignifuge ale ATH și MDH includ:

1.1. Descompunere endotermă:

La încălzire, ATH (Al(OH)₃) și MDH (Mg(OH)₂) suferă descompunere endotermă, absorbind căldură semnificativă și scăzând temperatura polimerului pentru a întârzia degradarea termică.

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

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

1.2. Eliberarea vaporilor de apă:

Vaporii de apă eliberați diluează gazele inflamabile din jurul polimerului și restricționează accesul la oxigen, inhibând arderea.

1.3. Formarea straturilor protectoare:

Oxizii metalici rezultați (Al₂O₃ și MgO) se combină cu stratul de cărbune polimeric pentru a forma un strat protector dens, care blochează pătrunderea căldurii și a oxigenului și împiedică eliberarea gazelor combustibile.

1.4. Suprimarea fumului:

Stratul protector adsorbe și particulele de fum, reducând densitatea totală a fumului.

În ciuda performanței lor excelente de ignifugare și a beneficiilor pentru mediu, obținerea unor valori ridicate ale ignifugării necesită de obicei 50-70% sau mai mult de ATH/MDH, aceasta fiind cauza principală a dificultăților ulterioare de procesare.
2. Principalele provocări de procesare a poliolefinelor ATH/MDH cu sarcină mare în aplicațiile de cabluri

2.1. Proprietăți reologice deteriorate:

Încărcările mari de umplutură cresc brusc vâscozitatea topiturii și reduc fluiditatea. Acest lucru face ca plastifierea și curgerea în timpul extrudării să fie mai dificile, necesitând temperaturi de procesare și forțe de forfecare mai ridicate, ceea ce crește consumul de energie și accelerează uzura echipamentelor. Fluxul redus al topiturii limitează, de asemenea, viteza de extrudare și eficiența producției.

2.2. Proprietăți mecanice reduse:

Cantități mari de materiale de umplutură anorganice diluează matricea polimerică, reducând semnificativ rezistența la tracțiune, alungirea la rupere și rezistența la impact. De exemplu, încorporarea a 50% sau mai mult ATH/MDH poate reduce rezistența la tracțiune cu aproximativ 40% sau mai mult, ceea ce reprezintă o provocare pentru materialele flexibile și durabile pentru cabluri.

2.3. Probleme de dispersie:

Particulele de ATH și MDH se agregă adesea în matricea polimerică, ducând la puncte de concentrare a stresului, performanță mecanică redusă și defecte de extrudare, cum ar fi rugozitatea suprafeței sau bulele.

2.4. Calitate slabă a suprafeței:

Vâscozitatea ridicată a topiturii, dispersia slabă și compatibilitatea limitată dintre materialul de umplutură și polimer pot cauza suprafețe rugoase sau neuniforme ale extrudatelor, ducând la acumularea de „aspect superficial” sau la formarea depunerilor în matriță. Acumularea la nivelul matriței (sărvurile din matriță) afectează atât aspectul, cât și producția continuă.

2.5. Impact asupra proprietății electrice:

Conținutul ridicat de umplutură și dispersia neuniformă pot afecta proprietățile dielectrice, cum ar fi rezistivitatea volumică. Mai mult, ATH/MDH are o absorbție de umiditate relativ ridicată, ceea ce poate afecta performanța electrică și stabilitatea pe termen lung în medii umede.

2.6. Fereastră de procesare îngustă:

Intervalul de temperatură de procesare pentru poliolefinele ignifuge rezistente la sarcini mari este îngust. ATH începe să se descompună în jurul valorii de 200°C, în timp ce MDH se descompune în jurul valorii de 330°C. Este necesar un control precis al temperaturii pentru a preveni descompunerea prematură și a asigura performanța ignifugă și integritatea materialului.

Aceste provocări fac ca procesarea poliolefinelor ATH/MDH cu încărcătură mare să fie complexă și subliniază necesitatea unor adjuvanți de procesare eficienți.

Așadar, pentru a aborda aceste provocări, în industria cablurilor au fost dezvoltați și aplicați diverși adjuvanți de procesare. Acești adjuvanți îmbunătățesc compatibilitatea interfacială polimer-umplutură, reduc vâscozitatea topiturii și sporesc dispersia umpluturii, optimizând atât performanța de procesare, cât și proprietățile mecanice finale.

Ce adjuvanți de procesare sunt cei mai eficienți pentru rezolvarea problemelor de procesare și a calității suprafeței compușilor poliolefinici ignifugi ATH/MDH supuși la sarcini mari în aplicațiile din industria cablurilor?

Aditivi și adjuvanți de producție pe bază de silicon:

SILIKE oferă versatilăadjuvanți de prelucrare pe bază de polisiloxanatât pentru termoplastice standard, cât și pentru materiale plastice inginerești, contribuind la optimizarea procesării și la îmbunătățirea performanței produselor finite. Soluțiile noastre variază de la masterbatch-ul siliconic de încredere LYSI-401 până la aditivul inovator SC920 - conceput pentru a oferi o eficiență și o fiabilitate sporite în extrudarea cablurilor LSZH fără halogeni și HFFR LSZH, cu sarcină mare.

Mai exact,Aditivi de prelucrare a lubrifianților pe bază de silicon SILIKE UHMWs-au dovedit a fi benefice pentru compușii poliolefinici ignifugi ATH/MDH din cabluri. Printre efectele cheie se numără:

1. Vâscozitate redusă a topiturii: Polisiloxanii migrează la suprafața topiturii în timpul procesării, formând o peliculă lubrifiantă care reduce frecarea cu echipamentul și îmbunătățește fluiditatea.

2. Dispersie îmbunătățită: Aditivii pe bază de siliciu promovează distribuția uniformă a ATH/MDH în matricea polimerică, reducând la minimum agregarea particulelor.

3. Calitate îmbunătățită a suprafeței:Masterbatch de silicon LYSI-401reduce acumularea de matrițe și fracturarea topiturii, producând suprafețe de extrudat mai netede și cu mai puține defecte.

4. Viteză de linie mai mare:Ajutor de prelucrare a siliconului SC920Este potrivit pentru extrudarea cablurilor de mare viteză. Poate preveni instabilitatea diametrului sârmei și alunecarea șuruburilor și poate îmbunătăți eficiența producției. La același consum de energie, volumul de extrudare a crescut cu 10%.

5. Proprietăți mecanice îmbunătățite: Prin îmbunătățirea dispersiei umpluturii și a aderenței interfaciale, masterbatch-ul siliconic îmbunătățește rezistența la uzură și performanța mecanică a compozitelor, cum ar fi proprietatea de impact și alungirea la rupere.

6. Sinergism ignifug și suprimare a fumului: aditivii siloxanici pot îmbunătăți ușor performanța ignifugă (de exemplu, crescând LOI) și pot reduce emisia de fum.

SILIKE este un producător important de aditivi pe bază de silicon, adjuvanți de prelucrare și elastomeri siliconici termoplastici în regiunea Asia-Pacific.

Noastreaditivi de prelucrare a siliconuluisunt utilizate pe scară largă în industria termoplasticelor și a cablurilor pentru a optimiza procesarea, a îmbunătăți dispersia umpluturii, a reduce vâscozitatea topiturii și a obține suprafețe mai netede cu o eficiență mai mare.

Printre acestea, masterbatch-ul siliconic LYSI-401 și inovatorul adjuvant de procesare a siliconicului SC920 sunt soluții dovedite pentru formulările de poliolefine ignifuge ATH/MDH, în special în extrudarea cablurilor LSZH și HFFR. Prin integrarea aditivilor și adjuvanților de producție pe bază de silicon de la SILIKE, producătorii pot obține o producție stabilă și o calitate constantă.

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.