Tin tức

Giới thiệu: Giải quyết các thách thức trong quá trình chế tạo hợp chất polyolefin chống cháy ATH/MDH tải trọng cao

Trong ngành công nghiệp cáp, các yêu cầu nghiêm ngặt về khả năng chống cháy là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho nhân viên và thiết bị trong trường hợp hỏa hoạn. Nhôm hydroxit (ATH) và magie hydroxit (MDH), là các chất chống cháy không chứa halogen, được sử dụng rộng rãi trong các hợp chất polyolefin dùng cho cáp do tính thân thiện với môi trường, lượng khói thải thấp và không phát thải khí ăn mòn. Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả chống cháy cần thiết thường phải kết hợp hàm lượng cao ATH và MDH—thường là 50–70% trọng lượng hoặc cao hơn—vào ma trận polyolefin.

Mặc dù hàm lượng chất độn cao như vậy giúp tăng cường đáng kể khả năng chống cháy, nhưng nó cũng gây ra những thách thức nghiêm trọng trong quá trình sản xuất, bao gồm tăng độ nhớt nóng chảy, giảm khả năng chảy, ảnh hưởng đến các tính chất cơ học và chất lượng bề mặt kém. Những vấn đề này có thể hạn chế đáng kể hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.

Bài viết này nhằm mục đích xem xét một cách có hệ thống những thách thức trong quá trình xử lý các hợp chất polyolefin chống cháy ATH/MDH tải trọng cao trong ứng dụng cáp. Dựa trên phản hồi thị trường và kinh nghiệm thực tiễn, bài viết này sẽ...xác định hiệu quảxử lýchất phụ giavìGiải quyết những thách thức này. Những hiểu biết được cung cấp nhằm mục đích giúp các nhà sản xuất dây và cáp tối ưu hóa công thức và cải thiện quy trình sản xuất khi làm việc với các hợp chất polyolefin chống cháy ATH/MDH tải trọng cao.

Tìm hiểu về chất chống cháy ATH và MDH

ATH và MDH là hai chất chống cháy vô cơ, không chứa halogen, được sử dụng rộng rãi trong vật liệu polymer, đặc biệt là trong các ứng dụng cáp, nơi có tiêu chuẩn an toàn và môi trường cao. Chúng hoạt động bằng cách phân hủy thu nhiệt và giải phóng nước, làm loãng khí dễ cháy và tạo thành một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt vật liệu, giúp ngăn chặn sự cháy và giảm khói. ATH phân hủy ở nhiệt độ khoảng 200–220°C, trong khi MDH có nhiệt độ phân hủy cao hơn, từ 330–340°C, do đó MDH phù hợp hơn cho các loại polymer được xử lý ở nhiệt độ cao hơn.

1. Các cơ chế chống cháy của ATH và MDH bao gồm:

1.1. Phân hủy thu nhiệt:

Khi đun nóng, ATH (Al(OH)₃) và MDH (Mg(OH)₂) trải qua quá trình phân hủy thu nhiệt, hấp thụ một lượng nhiệt đáng kể và làm giảm nhiệt độ của polyme để trì hoãn sự phân hủy nhiệt.

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

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

1.2. Sự giải phóng hơi nước:

Hơi nước thoát ra làm loãng các khí dễ cháy xung quanh polyme và hạn chế sự tiếp cận của oxy, ngăn chặn sự cháy.

1.3. Sự hình thành các lớp bảo vệ:

Các oxit kim loại tạo thành (Al₂O₃ và MgO) kết hợp với lớp than polymer để tạo thành một lớp bảo vệ dày đặc, ngăn chặn sự xâm nhập của nhiệt và oxy, đồng thời cản trở sự giải phóng các khí dễ cháy.

1.4. Dập tắt khói:

Lớp bảo vệ này cũng hấp thụ các hạt khói, làm giảm mật độ khói tổng thể.

Mặc dù có hiệu suất chống cháy tuyệt vời và lợi ích về môi trường, việc đạt được xếp hạng chống cháy cao thường yêu cầu 50–70% trọng lượng hoặc hơn ATH/MDH, đây là nguyên nhân chính gây ra những thách thức trong quá trình xử lý tiếp theo.
2. Những thách thức chính trong quá trình xử lý polyolefin ATH/MDH tải trọng cao trong ứng dụng cáp

2.1. Tính chất lưu biến bị suy giảm:

Hàm lượng chất độn cao làm tăng mạnh độ nhớt của chất nóng chảy và giảm khả năng chảy. Điều này khiến quá trình hóa dẻo và chảy trong khi ép đùn trở nên khó khăn hơn, đòi hỏi nhiệt độ xử lý và lực cắt cao hơn, làm tăng tiêu thụ năng lượng và đẩy nhanh quá trình hao mòn thiết bị. Khả năng chảy của chất nóng chảy giảm cũng hạn chế tốc độ ép đùn và hiệu quả sản xuất.

2.2. Giảm các đặc tính cơ học:

Lượng lớn chất độn vô cơ làm loãng ma trận polymer, làm giảm đáng kể độ bền kéo, độ giãn dài khi đứt và độ bền va đập. Ví dụ, việc thêm 50% hoặc hơn ATH/MDH có thể làm giảm độ bền kéo khoảng 40% hoặc hơn, gây khó khăn cho việc sản xuất vật liệu cáp dẻo và bền.

2.3. Các vấn đề về phân tán:

Các hạt ATH và MDH thường kết tụ trong ma trận polymer, dẫn đến các điểm tập trung ứng suất, làm giảm hiệu suất cơ học và gây ra các khuyết tật khi ép đùn như bề mặt nhám hoặc nổi bọt.

2.4. Chất lượng bề mặt kém:

Độ nhớt nóng chảy cao, độ phân tán kém và khả năng tương thích hạn chế giữa chất độn và polyme có thể khiến bề mặt sản phẩm đùn trở nên thô ráp hoặc không đều, dẫn đến hiện tượng "da cá mập" hoặc tích tụ tại khuôn. Sự tích tụ tại khuôn (chảy nhựa thừa) ảnh hưởng đến cả hình thức bên ngoài và quá trình sản xuất liên tục.

2.5. Ảnh hưởng của đặc tính điện:

Hàm lượng chất độn cao và sự phân tán không đồng đều có thể ảnh hưởng đến các tính chất điện môi, chẳng hạn như điện trở suất thể tích. Hơn nữa, ATH/MDH có khả năng hấp thụ độ ẩm tương đối cao, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất điện và độ ổn định lâu dài trong môi trường ẩm ướt.

2.6. Phạm vi xử lý hẹp:

Khoảng nhiệt độ xử lý đối với các polyolefin chống cháy có tải trọng cao khá hẹp. ATH bắt đầu phân hủy ở khoảng 200°C, trong khi MDH phân hủy ở khoảng 330°C. Việc kiểm soát nhiệt độ chính xác là cần thiết để ngăn ngừa sự phân hủy sớm và đảm bảo hiệu quả chống cháy cũng như tính toàn vẹn của vật liệu.

Những thách thức này khiến quá trình xử lý polyolefin ATH/MDH tải trọng cao trở nên phức tạp và nhấn mạnh sự cần thiết của các chất hỗ trợ xử lý hiệu quả.

Vì vậy, để giải quyết những thách thức này, nhiều chất hỗ trợ xử lý đã được phát triển và ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất cáp. Các chất hỗ trợ này cải thiện khả năng tương thích giữa polymer và chất độn, giảm độ nhớt của chất nóng chảy và tăng cường sự phân tán chất độn, tối ưu hóa cả hiệu suất xử lý và các tính chất cơ học cuối cùng.

Những chất hỗ trợ xử lý nào hiệu quả nhất trong việc giải quyết các vấn đề về xử lý và chất lượng bề mặt của các hợp chất polyolefin chống cháy ATH/MDH tải trọng cao trong các ứng dụng công nghiệp sản xuất cáp?

Các chất phụ gia và chất hỗ trợ sản xuất gốc silicon:

SILIKE mang đến sự linh hoạtchất hỗ trợ xử lý gốc polysiloxanDành cho cả nhựa nhiệt dẻo tiêu chuẩn và nhựa kỹ thuật, giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu suất của sản phẩm hoàn thiện. Các giải pháp của chúng tôi bao gồm từ hạt nhựa silicone LYSI-401 đáng tin cậy đến chất phụ gia SC920 tiên tiến—được thiết kế để mang lại hiệu quả và độ tin cậy cao hơn trong quá trình ép đùn cáp LSZH và HFFR LSZH chịu tải cao, không chứa halogen.

Cụ thể,Phụ gia xử lý chất bôi trơn gốc silicon UHMW dạng lụaĐã được chứng minh là có lợi cho các hợp chất polyolefin chống cháy ATH/MDH trong cáp. Các tác dụng chính bao gồm:

1. Giảm độ nhớt nóng chảy: Polysiloxan di chuyển lên bề mặt nóng chảy trong quá trình xử lý, tạo thành một lớp màng bôi trơn giúp giảm ma sát với thiết bị và cải thiện khả năng chảy.

2. Tăng cường khả năng phân tán: Các chất phụ gia gốc silicon thúc đẩy sự phân bố đồng đều của ATH/MDH trong ma trận polymer, giảm thiểu sự kết tụ hạt.

3. Cải thiện chất lượng bề mặt:Hạt nhựa silicone LYSI-401Giảm hiện tượng tích tụ vật liệu trên khuôn và nứt vỡ do nóng chảy, tạo ra bề mặt sản phẩm đùn mịn hơn với ít khuyết tật hơn.

4. Tốc độ dây chuyền nhanh hơn:Chất hỗ trợ xử lý silicon SC920Máy này thích hợp cho việc ép đùn cáp tốc độ cao. Nó có thể ngăn ngừa sự không ổn định đường kính dây và hiện tượng trượt trục vít, đồng thời nâng cao hiệu quả sản xuất. Với cùng mức tiêu thụ năng lượng, thể tích ép đùn tăng 10%.

5. Cải thiện các đặc tính cơ học: Bằng cách tăng cường sự phân tán chất độn và độ bám dính giữa các lớp, hạt nhựa silicone cải thiện khả năng chống mài mòn và hiệu suất cơ học của vật liệu composite, chẳng hạn như đặc tính va đập và độ giãn dài khi đứt.

6. Hiệu quả hiệp đồng chống cháy và giảm khói: các chất phụ gia siloxan có thể tăng nhẹ hiệu quả chống cháy (ví dụ: tăng LOI) và giảm lượng khói thải ra.

SILIKE là nhà sản xuất hàng đầu các chất phụ gia gốc silicone, chất hỗ trợ xử lý và chất đàn hồi silicone nhiệt dẻo tại khu vực Châu Á - Thái Bình Dương.

Của chúng tôichất hỗ trợ xử lý siliconChúng được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp nhựa nhiệt dẻo và cáp để tối ưu hóa quy trình, cải thiện sự phân tán chất độn, giảm độ nhớt nóng chảy và mang lại bề mặt mịn hơn với hiệu quả cao hơn.

Trong số đó, hạt nhựa silicone LYSI-401 và chất hỗ trợ xử lý silicone tiên tiến SC920 là những giải pháp đã được chứng minh hiệu quả cho các công thức polyolefin chống cháy ATH/MDH, đặc biệt là trong quá trình ép đùn cáp LSZH và HFFR. Bằng cách tích hợp các chất phụ gia và chất hỗ trợ sản xuất gốc silicone của SILIKE, các nhà sản xuất có thể đạt được sản lượng ổn định và chất lượng nhất quán.

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.