ข่าว

บทนำ: การแก้ปัญหาความท้าทายในการแปรรูปสารประกอบโพลีโอเลฟินหน่วงไฟ ATH/MDH ที่มีภาระสูง

ในอุตสาหกรรมสายเคเบิล ข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับการหน่วงไฟมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับรองความปลอดภัยของบุคลากรและอุปกรณ์ในกรณีเกิดเพลิงไหม้ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH) และแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (MDH) ซึ่งเป็นสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสารประกอบสายเคเบิลโพลีโอเลฟิน เนื่องจากเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปล่อยควันน้อย และไม่ปล่อยก๊าซกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม การบรรลุประสิทธิภาพการหน่วงไฟตามที่ต้องการมักจำเป็นต้องผสม ATH และ MDH ในปริมาณสูง โดยทั่วไป 50–70% หรือสูงกว่านั้น ลงในเมทริกซ์โพลีโอเลฟิน

แม้ว่าปริมาณสารเติมแต่งที่สูงเช่นนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการหน่วงไฟได้อย่างมาก แต่ก็ก่อให้เกิดปัญหาในการแปรรูปอย่างรุนแรงเช่นกัน รวมถึงความหนืดของเนื้อวัสดุที่เพิ่มขึ้น การไหลที่ลดลง คุณสมบัติทางกลที่ด้อยลง และคุณภาพพื้นผิวที่ไม่ดี ปัญหาเหล่านี้สามารถจำกัดประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก

บทความนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อตรวจสอบความท้าทายในการประมวลผลที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบโพลีโอเลฟินหน่วงไฟ ATH/MDH ที่มีภาระสูงในการใช้งานสายเคเบิลอย่างเป็นระบบ โดยอิงจากผลตอบรับจากตลาดและประสบการณ์จริงระบุ มีประสิทธิภาพกำลังประมวลผลสารเติมแต่งสำหรับเพื่อรับมือกับความท้าทายเหล่านี้ ข้อมูลเชิงลึกที่นำเสนอมีจุดประสงค์เพื่อช่วยผู้ผลิตสายไฟและสายเคเบิลในการเพิ่มประสิทธิภาพสูตรและปรับปรุงกระบวนการผลิตเมื่อทำงานกับสารประกอบโพลีโอเลฟินหน่วงไฟ ATH/MDH ที่มีปริมาณสูง

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับสารหน่วงไฟ ATH และ MDH

ATH และ MDH เป็นสารหน่วงไฟอนินทรีย์ปราศจากฮาโลเจนที่สำคัญสองชนิด ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุพอลิเมอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานสายเคเบิลที่ต้องการมาตรฐานด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อมสูง สารเหล่านี้ทำงานโดยการสลายตัวแบบดูดความร้อนและปล่อยน้ำออกมา ทำให้ก๊าซที่ติดไฟได้เจือจางลง และสร้างชั้นออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิววัสดุ ซึ่งช่วยยับยั้งการเผาไหม้และลดควัน ATH สลายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 200–220°C ในขณะที่ MDH มีอุณหภูมิการสลายตัวสูงกว่าที่ 330–340°C ทำให้ MDH เหมาะสำหรับพอลิเมอร์ที่ผ่านกระบวนการผลิตที่อุณหภูมิสูงกว่า

1. กลไกการหน่วงไฟของ ATH และ MDH ประกอบด้วย:

1.1. การสลายตัวแบบดูดความร้อน:

เมื่อได้รับความร้อน ATH (Al(OH)₃) และ MDH (Mg(OH)₂) จะเกิดการสลายตัวแบบดูดความร้อน โดยดูดซับความร้อนจำนวนมากและลดอุณหภูมิของพอลิเมอร์ลงเพื่อชะลอการเสื่อมสภาพจากความร้อน

ATH: 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O, ∆H data 1051 J/g

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

1.2. การปล่อยไอน้ำ:

ไอน้ำที่ระเหยออกมาจะเจือจางก๊าซไวไฟรอบๆ โพลิเมอร์และจำกัดการเข้าถึงของออกซิเจน ซึ่งจะยับยั้งการเผาไหม้

1.3. การสร้างชั้นป้องกัน:

ออกไซด์ของโลหะที่เกิดขึ้น (Al₂O₃ และ MgO) จะรวมตัวกับชั้นถ่านโพลีเมอร์เพื่อสร้างชั้นป้องกันที่หนาแน่น ซึ่งจะปิดกั้นความร้อนและการซึมผ่านของออกซิเจน และขัดขวางการปล่อยก๊าซที่ติดไฟได้

1.4. การควบคุมควัน:

ชั้นป้องกันนี้ยังช่วยดูดซับอนุภาคควัน ลดความหนาแน่นของควันโดยรวมอีกด้วย

แม้ว่าวัสดุเหล่านี้จะมีประสิทธิภาพในการหน่วงไฟที่ดีเยี่ยมและเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม แต่การที่จะได้ค่าการหน่วงไฟสูงนั้นโดยทั่วไปแล้วต้องใช้ ATH/MDH ในปริมาณ 50–70% โดยน้ำหนักหรือมากกว่า ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของปัญหาในการแปรรูปในขั้นตอนต่อไป
2. ความท้าทายหลักในการประมวลผลของโพลีโอเลฟิน ATH/MDH ที่รับน้ำหนักสูงในการใช้งานสายเคเบิล

2.1. คุณสมบัติทางรีโอโลยีเสื่อมลง:

การเติมสารตัวเติมในปริมาณสูงจะเพิ่มความหนืดของวัสดุหลอมเหลวและลดความสามารถในการไหล ทำให้การหลอมและการไหลระหว่างการอัดขึ้นรูปทำได้ยากขึ้น ส่งผลให้ต้องใช้ความร้อนและแรงเฉือนสูงขึ้น ซึ่งจะเพิ่มการสิ้นเปลืองพลังงานและเร่งการสึกหรอของอุปกรณ์ การไหลของวัสดุหลอมเหลวที่ลดลงยังจำกัดความเร็วในการอัดขึ้นรูปและประสิทธิภาพการผลิตอีกด้วย

2.2. คุณสมบัติทางกลลดลง:

สารตัวเติมอนินทรีย์ในปริมาณมากจะเจือจางเมทริกซ์ของพอลิเมอร์ ทำให้ความแข็งแรงดึง การยืดตัวเมื่อขาด และความแข็งแรงต่อแรงกระแทกลดลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่น การผสม ATH/MDH มากกว่า 50% อาจลดความแข็งแรงดึงลงประมาณ 40% หรือมากกว่านั้น ซึ่งเป็นปัญหาสำหรับวัสดุสายเคเบิลที่ยืดหยุ่นและทนทาน

2.3. ปัญหาเรื่องการกระจายตัว:

อนุภาค ATH และ MDH มักรวมตัวกันในเมทริกซ์ของพอลิเมอร์ ส่งผลให้เกิดจุดที่มีความเค้นสูง ประสิทธิภาพเชิงกลลดลง และเกิดข้อบกพร่องในการขึ้นรูป เช่น พื้นผิวหยาบหรือฟองอากาศ

2.4. คุณภาพพื้นผิวไม่ดี:

ความหนืดของสารหลอมเหลวสูง การกระจายตัวที่ไม่ดี และความเข้ากันได้ระหว่างสารตัวเติมกับพอลิเมอร์ที่จำกัด อาจทำให้พื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปด้วยการอัดรีดนั้นหยาบหรือไม่เรียบ ส่งผลให้เกิดลักษณะคล้าย "ผิวฉลาม" หรือการสะสมตัวที่แม่พิมพ์ การสะสมตัวที่แม่พิมพ์ (คราบเหนียว) ส่งผลกระทบต่อทั้งรูปลักษณ์และการผลิตอย่างต่อเนื่อง

2.5. ผลกระทบต่อทรัพย์สินทางไฟฟ้า:

ปริมาณสารเติมแต่งสูงและการกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมออาจส่งผลต่อคุณสมบัติทางไดอิเล็กทริก เช่น ความต้านทานปริมาตร นอกจากนี้ ATH/MDH ยังดูดซับความชื้นได้ค่อนข้างสูง ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความเสถียรในระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง

2.6. ช่วงเวลาการประมวลผลที่แคบ:

ช่วงอุณหภูมิในการแปรรูปโพลีโอเลฟินส์ทนไฟที่มีปริมาณสารหน่วงไฟสูงนั้นค่อนข้างแคบ ATH เริ่มสลายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 200°C ในขณะที่ MDH สลายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 330°C จึงจำเป็นต้องมีการควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำเพื่อป้องกันการสลายตัวก่อนกำหนด และเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการหน่วงไฟและความสมบูรณ์ของวัสดุ

ความท้าทายเหล่านี้ทำให้การแปรรูปโพลีโอเลฟิน ATH/MDH ที่มีภาระสูงมีความซับซ้อน และเน้นย้ำถึงความจำเป็นของสารช่วยในการแปรรูปที่มีประสิทธิภาพ

ดังนั้น เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ จึงมีการพัฒนาและประยุกต์ใช้สารช่วยในการแปรรูปต่างๆ ในอุตสาหกรรมสายเคเบิล สารช่วยเหล่านี้ช่วยปรับปรุงความเข้ากันได้ระหว่างพอลิเมอร์และสารตัวเติม ลดความหนืดของวัสดุหลอมเหลว และเพิ่มการกระจายตัวของสารตัวเติม ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแปรรูปและคุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

สารช่วยในการแปรรูปชนิดใดมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการแก้ปัญหาด้านการแปรรูปและคุณภาพพื้นผิวของสารประกอบโพลีโอเลฟินหน่วงไฟ ATH/MDH ที่มีปริมาณสูงในการใช้งานในอุตสาหกรรมสายเคเบิล?

สารเติมแต่งและสารช่วยในการผลิตที่มีส่วนประกอบของซิลิโคน:

SILIKE นำเสนอผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายสารช่วยในการแปรรูปที่ใช้โพลีซิโลเซนเป็นพื้นฐานสำหรับทั้งเทอร์โมพลาสติกมาตรฐานและพลาสติกวิศวกรรม ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแปรรูปและยกระดับคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป โซลูชันของเรามีตั้งแต่มาสเตอร์แบทช์ซิลิโคน LYSI-401 ที่เชื่อถือได้ ไปจนถึงสารเติมแต่ง SC920 ที่ล้ำสมัย ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อมอบประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่มากขึ้นในการขึ้นรูปสายเคเบิล LSZH และ HFFR LSZH ที่รับน้ำหนักสูงและปราศจากฮาโลเจน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารเติมแต่งสำหรับกระบวนการผลิตสารหล่อลื่นซิลิโคน UHMW SILIKEได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์สำหรับสารประกอบโพลีโอเลฟินหน่วงไฟ ATH/MDH ในสายเคเบิล ผลกระทบที่สำคัญ ได้แก่:

1. ลดความหนืดของวัสดุหลอมเหลว: โพลีไซล็อกเซนจะเคลื่อนตัวไปยังพื้นผิวของวัสดุหลอมเหลวในระหว่างกระบวนการผลิต ก่อตัวเป็นฟิล์มหล่อลื่นที่ช่วยลดแรงเสียดทานกับอุปกรณ์และช่วยให้ไหลได้ดีขึ้น

2. การกระจายตัวที่ดีขึ้น: สารเติมแต่งที่มีซิลิคอนเป็นองค์ประกอบช่วยส่งเสริมการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอของ ATH/MDH ในเมทริกซ์โพลีเมอร์ ลดการรวมตัวของอนุภาคให้น้อยที่สุด

3. คุณภาพพื้นผิวที่ดีขึ้น:มาสเตอร์แบทช์ซิลิโคน LYSI-401ช่วยลดการสะสมของวัสดุในแม่พิมพ์และการแตกร้าวของเนื้อวัสดุหลอมเหลว ทำให้ได้พื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่เรียบเนียนขึ้นและมีข้อบกพร่องน้อยลง

4. ความเร็วสายการผลิตที่เร็วขึ้น:สารช่วยในการแปรรูปซิลิโคน SC920เหมาะสำหรับการอัดขึ้นรูปสายเคเบิลความเร็วสูง สามารถป้องกันความไม่เสถียรของเส้นผ่านศูนย์กลางลวดและการลื่นไถลของสกรู และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต โดยใช้พลังงานเท่าเดิม แต่ปริมาณการอัดขึ้นรูปเพิ่มขึ้น 10%

5. คุณสมบัติเชิงกลที่ดีขึ้น: ด้วยการเพิ่มการกระจายตัวของสารตัวเติมและการยึดเกาะระหว่างพื้นผิว ซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์ช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและประสิทธิภาพเชิงกลของวัสดุคอมโพสิต เช่น คุณสมบัติการรับแรงกระแทกและการยืดตัวเมื่อขาด

6. การเสริมฤทธิ์กันของสารหน่วงไฟและการลดควัน: สารเติมแต่งซิลิออกเซนสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการหน่วงไฟเล็กน้อย (เช่น เพิ่มค่า LOI) และลดการปล่อยควันได้

SILIKE เป็นผู้ผลิตชั้นนำด้านสารเติมแต่งซิลิโคน สารช่วยในการแปรรูป และอีลาสโตเมอร์ซิลิโคนเทอร์โมพลาสติกในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก

ของเราสารช่วยในการแปรรูปซิลิโคนมีการนำไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเทอร์โมพลาสติกและสายเคเบิล เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการประมวลผล ปรับปรุงการกระจายตัวของสารเติมแต่ง ลดความหนืดของวัสดุหลอมเหลว และสร้างพื้นผิวที่เรียบเนียนขึ้นด้วยประสิทธิภาพที่สูงขึ้น

ในบรรดาผลิตภัณฑ์เหล่านั้น มาสเตอร์แบทช์ซิลิโคน LYSI-401 และสารช่วยในการผลิตซิลิโคนนวัตกรรม SC920 เป็นโซลูชันที่ได้รับการพิสูจน์แล้วสำหรับสูตรโพลีโอเลฟินหน่วงไฟ ATH/MDH โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการอัดขึ้นรูปสายเคเบิล LSZH และ HFFR ด้วยการผสานรวมสารเติมแต่งและสารช่วยในการผลิตที่ใช้ซิลิโคนของ SILIKE ผู้ผลิตสามารถบรรลุการผลิตที่มีเสถียรภาพและคุณภาพที่สม่ำเสมอ

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.