Balita

Panimula: Paglutas ng High-Load ATH/MDH Flame-Retardant Polyolefin Compounds Processing Challenges

Sa industriya ng cable, ang mga mahigpit na kinakailangan para sa flame retardancy ay mahalaga upang matiyak ang kaligtasan ng mga tauhan at kagamitan kung sakaling magkaroon ng sunog. Ang aluminyo hydroxide (ATH) at magnesium hydroxide (MDH), bilang mga halogen-free flame retardant, ay malawakang ginagamit sa mga polyolefin cable compound dahil sa pagiging friendly ng mga ito sa kapaligiran, mababang paglabas ng usok, at non-corrosive na paglabas ng gas. Gayunpaman, ang pagkamit ng kinakailangang pagganap ng flame-retardant ay kadalasang nangangailangan ng pagsasama ng mataas na loading ng ATH at MDH—karaniwang 50–70 wt% o mas mataas—sa polyolefin matrix.

Bagama't makabuluhang pinahuhusay ng naturang mataas na filler content ang flame retardancy, nagpapakilala rin ito ng matitinding hamon sa pagpoproseso, kabilang ang tumaas na lagkit ng pagkatunaw, nabawasan ang flowability, nakompromiso ang mga mekanikal na katangian, at mahinang kalidad ng ibabaw. Ang mga isyung ito ay maaaring lubos na limitahan ang kahusayan sa produksyon at kalidad ng produkto.

Nilalayon ng artikulong ito na sistematikong suriin ang mga hamon sa pagproseso na nauugnay sa mga high-load na ATH/MDH flame-retardant polyolefin compound sa mga cable application. Batay sa feedback sa merkado at praktikal na karanasan, itonagpapakilala epektibopagpoprosesomga additivespara sapagtugon sa mga hamong ito. Ang mga insight na ibinigay ay nilayon upang matulungan ang mga wire at cable manufacturer na i-optimize ang mga formulation at pahusayin ang mga proseso ng produksyon kapag nagtatrabaho sa high-load na ATH/MDH flame-retardant polyolefin compound.

Pag-unawa sa ATH at MDH Flame Retardants

Ang ATH at MDH ay dalawang pangunahing inorganic, walang halogen na flame retardant na malawakang ginagamit sa mga polymer na materyales, partikular sa mga cable application kung saan mataas ang mga pamantayan sa kaligtasan at kapaligiran. Kumikilos sila sa pamamagitan ng endothermic decomposition at pagpapalabas ng tubig, pagtunaw ng mga nasusunog na gas at bumubuo ng isang proteksiyon na layer ng oksido sa ibabaw ng materyal, na pinipigilan ang pagkasunog at binabawasan ang usok. Ang ATH ay nabubulok sa humigit-kumulang 200–220°C, habang ang MDH ay may mas mataas na temperatura ng decomposition na 330–340°C, na ginagawang mas angkop ang MDH para sa mga polimer na naproseso sa mas mataas na temperatura.

1. Kasama sa mga mekanismong lumalaban sa apoy ng ATH at MDH ang:

1.1. Endothermic decomposition:

Sa pag-init, ang ATH (Al(OH)₃) at MDH (Mg(OH)₂) ay sumasailalim sa endothermic decomposition, sumisipsip ng makabuluhang init at nagpapababa ng temperatura ng polimer upang maantala ang thermal degradation.

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

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

1.2. Paglabas ng singaw ng tubig:

Ang inilabas na singaw ng tubig ay nagpapalabnaw ng mga nasusunog na gas sa paligid ng polimer at pinipigilan ang pag-access ng oxygen, na humahadlang sa pagkasunog.

1.3. Ang pagbuo ng mga proteksiyon na layer:

Ang mga resultang metal oxides (Al₂O₃ at MgO) ay pinagsama sa polymer char layer upang bumuo ng isang siksik na proteksiyon na layer, na humaharang sa init at oxygen na pagtagos at humahadlang sa paglabas ng mga nasusunog na gas.

1.4. Pagpigil sa usok:

Ang proteksiyon na layer ay sumisipsip din ng mga particle ng usok, na binabawasan ang kabuuang density ng usok.

Sa kabila ng kanilang mahusay na pagganap ng flame-retardant at mga benepisyo sa kapaligiran, ang pagkamit ng mataas na flame-retardant na mga rating ay karaniwang nangangailangan ng 50–70 wt% o higit pa sa ATH/MDH, na siyang pangunahing sanhi ng mga kasunod na hamon sa pagproseso.
2. Mga Pangunahing Hamon sa Pagproseso ng High-Load ATH/MDH Polyolefins sa mga Cable Application

2.1. Nasira ang mga katangian ng rheological:

Ang mataas na pag-load ng filler ay mabilis na nagpapataas ng lagkit ng pagkatunaw at binabawasan ang flowability. Ginagawa nitong mas mahirap ang plasticization at daloy sa panahon ng extrusion, na nangangailangan ng mas mataas na temperatura sa pagpoproseso at puwersa ng paggugupit, na nagpapataas ng pagkonsumo ng enerhiya at nagpapabilis sa pagkasuot ng kagamitan. Ang pinababang daloy ng pagkatunaw ay nililimitahan din ang bilis ng extrusion at kahusayan sa produksyon.

2.2. Nabawasan ang mga mekanikal na katangian:

Ang malalaking halaga ng mga inorganic na tagapuno ay nagpapalabnaw sa polymer matrix, na makabuluhang nagpapababa ng lakas ng makunat, pagpahaba sa break, at lakas ng epekto. Halimbawa, ang pagsasama ng 50% o higit pang ATH/MDH ay maaaring bawasan ang lakas ng tensile ng humigit-kumulang 40% o higit pa, na naghaharap ng hamon para sa nababaluktot at matibay na mga materyales sa cable.

2.3. Mga isyu sa pagpapakalat:

Ang mga particle ng ATH at MDH ay madalas na nagsasama-sama sa polymer matrix, na humahantong sa mga puntos ng konsentrasyon ng stress, nabawasan ang pagganap ng makina, at mga depekto sa pag-extrusion tulad ng pagkamagaspang sa ibabaw o mga bula.

2.4. Mababang kalidad ng ibabaw:

Ang mataas na lagkit ng pagkatunaw, mahinang dispersion, at limitadong compatibility ng filler-polymer ay maaaring maging sanhi ng mga extrudate na ibabaw na maging magaspang o hindi pantay, na humahantong sa "sharkskin" o die build-up. Ang akumulasyon sa die (die drool) ay nakakaapekto sa hitsura at tuluy-tuloy na produksyon.

2.5. Mga epekto sa pag-aari ng kuryente:

Ang mataas na nilalaman ng tagapuno at hindi pantay na pagpapakalat ay maaaring makaapekto sa mga katangian ng dielectric, tulad ng resistivity ng volume. Bukod dito, ang ATH/MDH ay may medyo mataas na moisture absorption, na maaaring makaapekto sa pagganap ng elektrikal at pangmatagalang katatagan sa mahalumigmig na mga kapaligiran.

2.6. Makitid na window ng pagproseso:

Ang hanay ng temperatura ng pagpoproseso para sa mga high-load na flame-retardant polyolefin ay makitid. Nagsisimulang mabulok ang ATH sa paligid ng 200°C, habang ang MDH ay nabubulok sa paligid ng 330°C . Kinakailangan ang tumpak na kontrol sa temperatura upang maiwasan ang napaaga na pagkabulok at matiyak ang pagganap na lumalaban sa apoy at integridad ng materyal.

Ginagawang kumplikado ng mga hamong ito ang pagproseso ng high-load na ATH/MDH polyolefins at itinatampok ang pangangailangan ng mga epektibong tulong sa pagproseso.

Kaya, upang matugunan ang mga hamong ito, ang iba't ibang mga tulong sa pagproseso ay binuo at inilapat sa industriya ng cable. Ang mga tulong na ito ay nagpapabuti sa polymer-filler interfacial compatibility, binabawasan ang melt viscosity, at pinapahusay ang dispersion ng filler, na nag-o-optimize sa parehong performance sa pagpoproseso at panghuling mekanikal na katangian.

Aling mga tulong sa pagpoproseso ang pinakaepektibo para sa paglutas ng mga isyu sa pagproseso at kalidad ng ibabaw ng mga high-load na ATH/MDH flame-retardant polyolefin compound sa mga aplikasyon sa industriya ng cable?

Mga additives na nakabatay sa silicone at mga pantulong sa produksyon:

Nag-aalok ang SILIKE ng maraming nalalamanmga tulong sa pagproseso na nakabatay sa polysiloxanepara sa parehong mga karaniwang thermoplastics at engineering plastic, na tumutulong sa pag-optimize ng pagproseso at pagpapahusay sa pagganap ng mga natapos na produkto. Ang aming mga solusyon ay mula sa pinagkakatiwalaang silicone masterbatch na LYSI-401 hanggang sa makabagong SC920 additive—na ginawa upang makapaghatid ng higit na kahusayan at pagiging maaasahan sa high-load, halogen-free LSZH at HFFR LSZH cable extrusion.

Sa partikular,SILIKE UHMW silicone-based lubricant processing additivesay napatunayang kapaki-pakinabang para sa ATH/MDH flame-retardant polyolefin compounds sa mga cable. Kabilang sa mga pangunahing epekto ang:

1. Nabawasan ang lagkit ng pagkatunaw: Ang mga polysiloxanes ay lumilipat sa ibabaw ng natutunaw sa panahon ng pagproseso, na bumubuo ng isang lubricating film na nagpapababa ng friction sa kagamitan at nagpapabuti sa flowability.

2. Pinahusay na pagpapakalat: Ang Silicon-based Additives ay nagtataguyod ng pare-parehong pamamahagi ng ATH/MDH sa polymer matrix, na nagpapaliit ng particle aggregation.

3. Pinahusay na kalidad ng ibabaw:LYSI-401 silicone masterbatchbinabawasan ang build-up ng die at natutunaw na bali, na gumagawa ng mas makinis na mga extrudate na ibabaw na may mas kaunting mga depekto.

4. Mas mabilis na bilis ng linya:Silicone Processing Aid SC920ay angkop para sa high-speed extrusion ng mga cable. Maaari itong maiwasan ang kawalang-tatag ng diameter ng wire at pagkadulas ng turnilyo, at pagbutihin ang kahusayan sa produksyon. Sa parehong pagkonsumo ng enerhiya, ang dami ng extrusion ay tumaas ng 10%.

5. Pinahusay na mekanikal na mga katangian: Sa pamamagitan ng pagpapahusay ng filler dispersion at interface adhesion, ang silicone masterbatch ay nagpapabuti sa composite wear resistance at mechanical performance, tulad ng impact property at elongation sa break.

6. Flame-retardant synergism at pagsugpo ng usok: ang mga additives ng siloxane ay maaaring bahagyang mapahusay ang pagganap ng flame-retardant (hal., pagtaas ng LOI) at bawasan ang paglabas ng usok.

Ang SILIKE ay isang nangungunang producer ng silicone-based na additives, processing aid, at thermoplastic silicone elastomer sa rehiyon ng Asia-Pacific.

Ang amingmga pantulong sa pagproseso ng siliconeay malawakang inilalapat sa mga industriya ng thermoplastics at cable upang i-optimize ang pagpoproseso, pagbutihin ang dispersion ng filler, bawasan ang lagkit ng pagkatunaw, at maghatid ng mas makinis na mga ibabaw na may mas mataas na kahusayan.

Kabilang sa mga ito, ang silicone masterbatch LYSI-401 at ang makabagong SC920 silicone processing aid ay napatunayang solusyon para sa ATH/MDH flame-retardant polyolefin formulations, partikular sa LSZH at HFFR cable extrusion. Sa pamamagitan ng pagsasama ng silicone-based na additives at production aid ng SILIKE, makakamit ng mga manufacturer ang matatag na produksyon at pare-parehong kalidad.

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.