Noticias

Introdución: Resolución dos desafíos de procesamento de compostos de poliolefina ignífugos ATH/MDH de alta carga

Na industria dos cables, os requisitos rigorosos en canto á resistencia ás chamas son esenciais para garantir a seguridade do persoal e dos equipos en caso de incendio. O hidróxido de aluminio (ATH) e o hidróxido de magnesio (MDH), como retardantes de chama libres de halóxenos, úsanse amplamente en compostos de cables de poliolefina debido ao seu respecto polo medio ambiente, á baixa emisión de fume e á liberación de gases non corrosivos. Non obstante, para lograr o rendemento retardante de chama requirido, a miúdo é necesario incorporar altas cargas de ATH e MDH (normalmente do 50 ao 70 % en peso ou superiores) na matriz de poliolefina.

Aínda que este alto contido de recheo mellora significativamente a ignifugación, tamén introduce graves desafíos de procesamento, incluíndo un aumento da viscosidade da masa fundida, unha redución da fluidez, propiedades mecánicas comprometidas e unha mala calidade superficial. Estes problemas poden limitar en gran medida a eficiencia da produción e a calidade do produto.

Este artigo ten como obxectivo examinar sistematicamente os desafíos de procesamento asociados cos compostos de poliolefina ignífugos ATH/MDH de alta carga en aplicacións de cables. Baseándose nos comentarios do mercado e na experiencia práctica,identifica eficazprocesamentoaditivosparaabordando estes desafíos. As ideas proporcionadas teñen como obxectivo axudar aos fabricantes de fíos e cables a optimizar as formulacións e mellorar os procesos de produción cando traballan con compostos de poliolefina ignífugos ATH/MDH de alta carga.

Comprender os retardantes de chama ATH e MDH

O ATH e o MDH son dous dos principais retardantes de chama inorgánicos e libres de halóxenos que se empregan amplamente en materiais poliméricos, especialmente en aplicacións de cables onde os estándares de seguridade e ambientais son elevados. Actúan mediante a descomposición endotérmica e a liberación de auga, diluíndo os gases combustibles e formando unha capa protectora de óxido na superficie do material, que suprime a combustión e reduce o fume. O ATH descomponse a aproximadamente 200–220 °C, mentres que o MDH ten unha temperatura de descomposición máis alta de 330–340 °C, o que fai que o MDH sexa máis axeitado para polímeros procesados ​​a temperaturas máis altas.

1. Os mecanismos ignífugos da ATH e da MDH inclúen:

1.1. Descomposición endotérmica:

Ao quentarse, o ATH (Al(OH)₃) e o MDH (Mg(OH)₂) sofren unha descomposición endotérmica, absorbendo unha cantidade significativa de calor e baixando a temperatura do polímero para atrasar a degradación térmica.

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

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

1.2. Liberación de vapor de auga:

O vapor de auga liberado dilúe os gases inflamables arredor do polímero e restrinxe o acceso ao osíxeno, inhibindo a combustión.

1.3. Formación de capas protectoras:

Os óxidos metálicos resultantes (Al₂O₃ e MgO) combínanse coa capa de carbón polimérico para formar unha densa capa protectora, que bloquea a penetración da calor e do osíxeno e dificulta a liberación de gases combustibles.

1.4. Supresión do fume:

A capa protectora tamén adsorbe partículas de fume, o que reduce a densidade xeral do fume.

Malia o seu excelente rendemento ignífugo e os seus beneficios ambientais, para acadar altas clasificacións ignífugas adoita requirirse entre un 50 e un 70 % en peso ou máis de ATH/MDH, que é a principal causa dos desafíos de procesamento posteriores.
2. Principais desafíos de procesamento de poliolefinas ATH/MDH de alta carga en aplicacións de cables

2.1. Propiedades reolóxicas deterioradas:

As altas cargas de recheo aumentan drasticamente a viscosidade do fundido e reducen a fluidez. Isto dificulta a plastificación e o fluxo durante a extrusión, requirindo temperaturas de procesamento e forzas de corte máis altas, o que aumenta o consumo de enerxía e acelera o desgaste dos equipos. O fluxo de fusión reducido tamén limita a velocidade de extrusión e a eficiencia da produción.

2.2. Propiedades mecánicas reducidas:

Grandes cantidades de recheos inorgánicos dilúen a matriz de polímero, diminuíndo significativamente a resistencia á tracción, o alongamento á rotura e a resistencia ao impacto. Por exemplo, incorporar un 50% ou máis de ATH/MDH pode reducir a resistencia á tracción en aproximadamente un 40% ou máis, o que supón un desafío para os materiais de cable flexibles e duradeiros.

2.3. Problemas de dispersión:

As partículas de ATH e MDH adoitan agregarse na matriz polimérica, o que leva a puntos de concentración de tensión, un rendemento mecánico reducido e defectos de extrusión como rugosidade superficial ou burbullas.

2.4. Mala calidade da superficie:

A alta viscosidade de fusión, a mala dispersión e a limitada compatibilidade de recheo-polímero poden facer que as superficies do extruido sexan rugosas ou irregulares, o que provoca a "pel de quenlla" ou a acumulación de troqueles. A acumulación na matriz (baba de troquel) afecta tanto á aparencia como á produción continua.

2.5. Impactos nas propiedades eléctricas:

O alto contido de recheo e a dispersión irregular poden afectar as propiedades dieléctricas, como a resistividade do volume. Ademais, ATH/MDH ten unha absorción de humidade relativamente alta, o que pode afectar potencialmente o rendemento eléctrico e a estabilidade a longo prazo en ambientes húmidos.

2.6. Ventá de procesamento estreita:

O intervalo de temperatura de procesamento para poliolefinas retardantes de chama de alta carga é estreito. A ATH comeza a descompoñerse a uns 200 °C, mentres que a MDH se descompón ao redor de 330 °C. Requírese un control preciso da temperatura para evitar a descomposición prematura e garantir o rendemento ignífugo e a integridade do material.

Estes desafíos fan que o procesamento de poliolefinas ATH/MDH de alta carga sexa complexo e salientan a necesidade de coadyuvantes de procesamento eficaces.

Así, para abordar estes retos, desenvolvéronse e aplicáronse diversas axudas de procesamento na industria do cable. Estas axudas melloran a compatibilidade interfacial de recheo de polímero, reducen a viscosidade do fundido e melloran a dispersión do recheo, optimizando tanto o rendemento de procesamento como as propiedades mecánicas finais.

Que axentes auxiliares de procesamento son máis eficaces para resolver problemas de procesamento e calidade superficial de compostos de poliolefina ignífugos ATH/MDH de alta carga en aplicacións da industria do cable?

Aditivos e axudas á produción a base de silicona:

SILIKE ofrece versátilauxiliares de procesamento a base de polisiloxanotanto para termoplásticos estándar como para plásticos de enxeñaría, o que axuda a optimizar o procesamento e mellorar o rendemento dos produtos acabados. As nosas solucións abarcan desde o fiable masterbatch de silicona LYSI-401 ata o innovador aditivo SC920, deseñado para ofrecer unha maior eficiencia e fiabilidade na extrusión de cables LSZH e HFFR LSZH sen halóxenos e con alta carga.

En concreto,Aditivos de procesamento de lubricantes a base de silicona SILIKE UHMWdemostrouse que os compostos de poliolefina ignífugos ATH/MDH son beneficiosos nos cables. Entre os efectos principais inclúense:

1. Viscosidade da masa fundida reducida: os polisiloxanos migran á superficie da masa fundida durante o procesamento, formando unha película lubricante que reduce a fricción co equipo e mellora a fluidez.

2. Dispersión mellorada: os aditivos a base de silicio promoven unha distribución uniforme de ATH/MDH na matriz polimérica, minimizando a agregación de partículas.

3. Mellora da calidade da superficie:Masterbatch de silicona LYSI-401reduce a acumulación de matrices e a fractura da masa fundida, producindo superficies de extrusión máis lisas con menos defectos.

4. Maior velocidade de liña:Axuda de procesamento de silicona SC920é axeitado para a extrusión de cables a alta velocidade. Pode evitar a inestabilidade do diámetro do arame e o deslizamento do parafuso, e mellorar a eficiencia da produción. Co mesmo consumo de enerxía, o volume de extrusión aumentou nun 10 %.

5. Melloras nas propiedades mecánicas: ao mellorar a dispersión do recheo e a adhesión interfacial, o masterbatch de silicona mellora a resistencia ao desgaste dos compostos e o rendemento mecánico, como a propiedade de impacto e o alongamento na rotura.

6. Sinerxismo ignífugo e supresión de fume: os aditivos de siloxano poden mellorar lixeiramente o rendemento ignífugo (por exemplo, aumentando o LOI) e reducir a emisión de fume.

SILIKE é un produtor líder de aditivos a base de silicona, axudas de procesamento e elastómeros de silicona termoplástica na rexión de Asia-Pacífico.

O nosoaxudas de procesamento de siliconaaplícanse amplamente nas industrias de termoplásticos e cables para optimizar o procesamento, mellorar a dispersión do recheo, reducir a viscosidade da masa fundida e obter superficies máis lisas con maior eficiencia.

Entre eles, o masterbatch de silicona LYSI-401 e o innovador auxiliar de procesamento de silicona SC920 son solucións probadas para formulacións de poliolefinas ignífugas ATH/MDH, especialmente na extrusión de cables LSZH e HFFR. Ao integrar os aditivos e auxiliares de produción a base de silicona de SILIKE, os fabricantes poden lograr unha produción estable e unha calidade consistente.

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.