ข่าว

บทนำ: การแก้ปัญหาความท้าทายในการประมวลผลสารประกอบโพลีโอเลฟินหน่วงการติดไฟ ATH/MDH ที่มีภาระสูง

ในอุตสาหกรรมสายเคเบิล ข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับคุณสมบัติหน่วงการติดไฟเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อความปลอดภัยของบุคลากรและอุปกรณ์ในกรณีเกิดเพลิงไหม้ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH) และแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (MDH) ซึ่งเป็นสารหน่วงการติดไฟชนิดปราศจากฮาโลเจน ถูกใช้อย่างแพร่หลายในสารประกอบสายเคเบิลโพลีโอเลฟิน เนื่องจากเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปล่อยควันต่ำ และไม่กัดกร่อน อย่างไรก็ตาม การบรรลุประสิทธิภาพการหน่วงการติดไฟตามที่กำหนดมักจำเป็นต้องเติม ATH และ MDH ในปริมาณสูง ซึ่งโดยทั่วไปคือ 50–70% โดยน้ำหนักหรือสูงกว่า ลงในเมทริกซ์โพลีโอเลฟิน

แม้ว่าปริมาณสารตัวเติมที่สูงเช่นนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการหน่วงการติดไฟได้อย่างมาก แต่ก็ก่อให้เกิดความท้าทายในกระบวนการผลิตที่รุนแรง เช่น ความหนืดของของเหลวที่เพิ่มสูงขึ้น ความสามารถในการไหลลดลง คุณสมบัติเชิงกลที่ด้อยลง และคุณภาพพื้นผิวที่ย่ำแย่ ปัญหาเหล่านี้อาจจำกัดประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก

บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความท้าทายในการประมวลผลที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบโพลีโอเลฟินทนไฟ ATH/MDH ที่มีภาระสูงในการใช้งานสายเคเบิลอย่างเป็นระบบ จากผลตอบรับจากตลาดและประสบการณ์จริงระบุตัวตน มีประสิทธิภาพกำลังประมวลผลสารเติมแต่งสำหรับเพื่อรับมือกับความท้าทายเหล่านี้ ข้อมูลเชิงลึกที่นำเสนอมีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยให้ผู้ผลิตสายไฟและสายเคเบิลสามารถเพิ่มประสิทธิภาพสูตรและปรับปรุงกระบวนการผลิตเมื่อทำงานกับสารประกอบโพลีโอเลฟินหน่วงการติดไฟ ATH/MDH ที่มีภาระสูง

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับสารหน่วงไฟ ATH และ MDH

ATH และ MDH เป็นสารหน่วงไฟอนินทรีย์หลักสองชนิดที่ปราศจากฮาโลเจน ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุพอลิเมอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานกับสายเคเบิลที่มีมาตรฐานความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อมสูง สารเหล่านี้ออกฤทธิ์โดยการย่อยสลายแบบดูดความร้อนและปล่อยน้ำออกมา ทำให้เกิดการเจือจางก๊าซติดไฟและสร้างชั้นออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิววัสดุ ซึ่งช่วยยับยั้งการเผาไหม้และลดควัน ATH จะสลายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 200–220°C ในขณะที่ MDH มีอุณหภูมิการสลายตัวที่สูงกว่าที่ 330–340°C ทำให้ MDH เหมาะสมกว่าสำหรับพอลิเมอร์ที่ผ่านกระบวนการที่อุณหภูมิสูงกว่า

1. กลไกการหน่วงไฟของ ATH และ MDH ประกอบด้วย:

1.1. การสลายตัวแบบดูดความร้อน:

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

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

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

1.2. การปล่อยไอน้ำ:

ไอน้ำที่ปล่อยออกมาจะเจือจางก๊าซไวไฟรอบๆ พอลิเมอร์และจำกัดการเข้าถึงของออกซิเจน จึงยับยั้งการเผาไหม้

1.3. การก่อตัวของชั้นป้องกัน:

โลหะออกไซด์ที่เกิดขึ้น (Al₂O₃ และ MgO) รวมตัวกับชั้นถ่านโพลีเมอร์เพื่อสร้างชั้นป้องกันหนาแน่น ซึ่งจะปิดกั้นความร้อนและการแทรกซึมของออกซิเจน และขัดขวางการปล่อยก๊าซที่ติดไฟได้

1.4. การระงับควัน:

ชั้นป้องกันยังช่วยดูดซับอนุภาคควัน ทำให้ความหนาแน่นของควันโดยรวมลดลง

แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพในการหน่วงการติดไฟที่ยอดเยี่ยมและมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม แต่การที่จะให้ได้ระดับการหน่วงการติดไฟที่สูงโดยทั่วไปจะต้องใช้ ATH/MDH 50–70% ตามน้ำหนักหรือมากกว่า ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของความท้าทายในการประมวลผลในภายหลัง
2. ความท้าทายในการประมวลผลหลักของโพลีโอเลฟิน ATH/MDH ที่มีภาระสูงในแอปพลิเคชันสายเคเบิล

2.1. คุณสมบัติรีโอโลยีที่เสื่อมลง:

ปริมาณฟิลเลอร์ที่สูงจะเพิ่มความหนืดของของเหลวหลอมเหลวและลดความสามารถในการไหล ซึ่งทำให้กระบวนการพลาสติกและการไหลระหว่างการอัดรีดทำได้ยากขึ้น ต้องใช้อุณหภูมิและแรงเฉือนที่สูงขึ้น ซึ่งเพิ่มการใช้พลังงานและทำให้อุปกรณ์สึกหรอเร็วขึ้น การลดลงของการไหลของของเหลวหลอมเหลวยังจำกัดความเร็วในการอัดรีดและประสิทธิภาพการผลิตอีกด้วย

2.2. คุณสมบัติเชิงกลที่ลดลง:

สารตัวเติมอนินทรีย์จำนวนมากจะทำให้เมทริกซ์พอลิเมอร์เจือจางลง ส่งผลให้ความแข็งแรงแรงดึง การยืดตัว ณ จุดขาด และแรงกระแทกลดลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่น การใช้ ATH/MDH ในปริมาณ 50% หรือมากกว่า อาจลดความแข็งแรงแรงดึงลงประมาณ 40% หรือมากกว่า ซึ่งเป็นความท้าทายสำหรับวัสดุสายเคเบิลที่มีความยืดหยุ่นและทนทาน

2.3. ปัญหาการกระจาย:

อนุภาค ATH และ MDH มักรวมตัวกันในเมทริกซ์โพลีเมอร์ ทำให้เกิดจุดที่ความเค้นมีความเข้มข้น ประสิทธิภาพเชิงกลลดลง และข้อบกพร่องในการอัดรีด เช่น ความหยาบของพื้นผิวหรือฟองอากาศ

2.4. คุณภาพพื้นผิวไม่ดี:

ความหนืดของของเหลวที่หลอมเหลวสูง การกระจายตัวที่ไม่ดี และความเข้ากันได้ของฟิลเลอร์กับพอลิเมอร์ที่จำกัด อาจทำให้พื้นผิวของวัสดุอัดรีดมีความขรุขระหรือไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดการสะสมของ "ผิวฉลาม" หรือรอยสะสมบนแม่พิมพ์ การสะสมที่แม่พิมพ์ (น้ำลายไหลจากแม่พิมพ์) ส่งผลต่อทั้งรูปลักษณ์และการผลิตอย่างต่อเนื่อง

2.5. ผลกระทบต่อทรัพย์สินไฟฟ้า:

ปริมาณสารตัวเติมที่สูงและการกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมออาจส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้า เช่น ความต้านทานต่อปริมาตร นอกจากนี้ ATH/MDH ยังมีการดูดซับความชื้นค่อนข้างสูง ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและเสถียรภาพในระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น

2.6. หน้าต่างการประมวลผลที่แคบ:

ช่วงอุณหภูมิในการแปรรูปสำหรับโพลีโอเลฟินทนไฟที่มีภาระสูงนั้นค่อนข้างแคบ ATH เริ่มสลายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 200°C ขณะที่ MDH สลายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 330°C จำเป็นต้องมีการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำเพื่อป้องกันการสลายตัวก่อนกำหนด และเพื่อรับประกันประสิทธิภาพการทนไฟและความสมบูรณ์ของวัสดุ

ความท้าทายเหล่านี้ทำให้การประมวลผลโพลีโอเลฟิน ATH/MDH ที่มีภาระสูงมีความซับซ้อน และเน้นย้ำถึงความจำเป็นของตัวช่วยในการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพ

เพื่อรับมือกับความท้าทายเหล่านี้ จึงมีการพัฒนาและประยุกต์ใช้สารช่วยในกระบวนการต่างๆ ในอุตสาหกรรมสายเคเบิล สารช่วยเหล่านี้ช่วยปรับปรุงความเข้ากันได้ของส่วนต่อประสานระหว่างพอลิเมอร์และสารตัวเติม ลดความหนืดของของเหลวหลอมเหลว และเพิ่มการกระจายตัวของสารตัวเติม ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทั้งในด้านประสิทธิภาพในการประมวลผลและคุณสมบัติเชิงกลขั้นสุดท้าย

สารช่วยประมวลผลใดที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการแก้ปัญหาการประมวลผลและคุณภาพพื้นผิวของสารประกอบโพลีโอเลฟินหน่วงการติดไฟ ATH/MDH ที่มีภาระสูงในการใช้งานในอุตสาหกรรมสายเคเบิล

สารเติมแต่งและสารช่วยการผลิตที่มีพื้นฐานเป็นซิลิโคน:

SILIKE นำเสนอความหลากหลายสารช่วยการประมวลผลที่ใช้โพลีซิโลเซนสำหรับทั้งเทอร์โมพลาสติกมาตรฐานและพลาสติกวิศวกรรม ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลและเพิ่มประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป โซลูชันของเรามีตั้งแต่ซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์ LYSI-401 ที่เชื่อถือได้ ไปจนถึงสารเติมแต่ง SC920 ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ซึ่งออกแบบมาเพื่อมอบประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่มากขึ้นในการอัดรีดสายเคเบิล LSZH และ HFFR LSZH ที่มีภาระสูง ปราศจากฮาโลเจน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารเติมแต่งสำหรับการประมวลผลน้ำมันหล่อลื่นซิลิโคน SILIKE UHMWได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ต่อสารประกอบโพลีโอเลฟินที่หน่วงการติดไฟ ATH/MDH ในสายเคเบิล ผลกระทบที่สำคัญ ได้แก่:

1. ลดความหนืดของของเหลวที่หลอมละลาย: โพลีซิโลเซนจะอพยพไปยังพื้นผิวของของเหลวที่หลอมละลายในระหว่างการประมวลผล ทำให้เกิดฟิล์มหล่อลื่นที่ช่วยลดแรงเสียดทานกับอุปกรณ์และปรับปรุงการไหล

2. การกระจายตัวที่เพิ่มขึ้น: สารเติมแต่งที่มีพื้นฐานเป็นซิลิกอนส่งเสริมการกระจายตัวของ ATH/MDH อย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์โพลีเมอร์ ช่วยลดการรวมตัวของอนุภาค

3. คุณภาพพื้นผิวที่ดีขึ้น:LYSI-401 ซิลิโคนมาสเตอร์แบตช์ลดการสะสมของแม่พิมพ์และการแตกของหลอมเหลว ทำให้ได้พื้นผิวของวัสดุที่อัดออกมาเรียบเนียนขึ้นและมีข้อบกพร่องน้อยลง

4. ความเร็วสายที่เร็วขึ้น:สารช่วยแปรรูปซิลิโคน SC920เหมาะสำหรับการอัดรีดสายเคเบิลความเร็วสูง ช่วยป้องกันความไม่เสถียรของเส้นผ่านศูนย์กลางลวดและการเลื่อนของสกรู และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต ขณะเดียวกัน ปริมาณการอัดรีดก็เพิ่มขึ้น 10%

5. คุณสมบัติเชิงกลที่ดีขึ้น: ด้วยการเพิ่มการกระจายตัวของสารตัวเติมและการยึดเกาะของส่วนต่อประสาน มาสเตอร์แบตช์ซิลิโคนจึงปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอของวัสดุผสมและประสิทธิภาพเชิงกล เช่น คุณสมบัติในการรับแรงกระแทกและการยืดตัวเมื่อขาด

6. การทำงานร่วมกันของสารหน่วงไฟและการป้องกันควัน: สารเติมแต่งซิโลเซนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของสารหน่วงไฟได้เล็กน้อย (เช่น เพิ่ม LOI) และลดการปล่อยควัน

SILIKE เป็นผู้ผลิตชั้นนำด้านสารเติมแต่งซิลิโคน สารช่วยการประมวลผล และอีลาสโตเมอร์ซิลิโคนเทอร์โมพลาสติกในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก

ของเราสารช่วยการประมวลผลซิลิโคนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเทอร์โมพลาสติกและสายเคเบิลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผล ปรับปรุงการกระจายตัวของสารตัวเติม ลดความหนืดของของเหลวหลอมเหลว และมอบพื้นผิวที่เรียบเนียนกว่าด้วยประสิทธิภาพที่สูงขึ้น

ในบรรดาผลิตภัณฑ์เหล่านี้ มาสเตอร์แบทช์ซิลิโคน LYSI-401 และสารช่วยแปรรูปซิลิโคน SC920 นวัตกรรมใหม่ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นทางเลือกสำหรับสูตรโพลีโอเลฟินที่หน่วงการติดไฟ ATH/MDH โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการอัดรีดสายเคเบิล LSZH และ HFFR ด้วยการผสานสารเติมแต่งและสารช่วยการผลิตที่ทำจากซิลิโคนของ SILIKE ผู้ผลิตจึงสามารถบรรลุการผลิตที่มีเสถียรภาพและคุณภาพที่สม่ำเสมอ

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.