Sudarant antipirenus{0}}polimerus, reikia nustatyti tinkamą įkrovos lygįMagnio hidroksidastampa kritiniu sprendimo tašku. Pramonės patirtis rodo, kad daugumai poliolefinų junginių masės turi būti 40–60 %, kad būtų pasiekti UL 94 V-0 priešgaisrinės saugos įvertinimai, nors šis diapazonas labai skiriasi priklausomai nuo polimero matricos, dalelių morfologijos, paviršiaus apdorojimo ir specifinių eksploatacinių savybių reikalavimų. Šių kintamųjų supratimas padeda inžinieriams suderinti priešgaisrinės saugos laikymąsi su mechaninių savybių išsaugojimu ir apdorojimo efektyvumu.
Magnio hidroksido vaidmens polimeruose supratimas
Mokslas už liepsnos slopinimo
Skirtingi antipirenai veikia skirtingai, o Mg(OH)₂ pasižymi labai geru endoterminio skilimo būdu. Kai degimo metu jis liečiasi su aukštesne nei 340 laipsnių temperatūra, jis termiškai suyra, išskirdamas vandens garus ir kartu sukurdamas apsaugotą magnio oksido sluoksnį. Išsiskyrę vandens garai sugeria daug šilumos energijos ir išretina degiąsias dujas, todėl ugnis neplinta. Kadangi jis vienu metu gali atlikti du dalykus, šis mechanizmas yra labai naudingas situacijose, kai svarbus ir atsparumas liepsnai, ir dūmų slopinimas.
Mineralinės ir cheminės gamybos metodai
Pramonės rinka aprūpinama dviem skirtingais gamybos būdais, kurie pasižymi skirtingomis eksploatacinėmis savybėmis. Mineralinis magnio hidroksidas gaunamas iš natūralių brucito rūdos telkinių ir yra sumalamas, o jo paviršius keičiamas, kad dalelių dydis būtų tinkamas. Ši medžiagos forma, kuri dažnai vadinama „brucito milteliais“, yra pigesnė dideliam-tūriui, kai labai mažos dalelės nėra tokios svarbios.
Cheminis magnio hidroksidas yra pakaitalas, pagamintas laboratorijoje, naudojant kontroliuojamus nusodinimo procesus ir sūrymą arba bischofitą kaip žaliavas. Šiuo gamybos būdu sukuriamos dvi skirtingos formos: šešiakampės plokštės{1}}kaip kristalai su taisyklinga geometrine struktūra ir frezuotos versijos, pagamintos mechaniniu būdu. Cheminės sintezės būdas užtikrina geresnį grynumo lygį (daugiau nei 99 %), geresnę dalelių dydžio kontrolę ir vienodesnį veikimą nuo partijos iki partijos. Šios savybės tampa labai svarbios dirbant su pramoniniais plastikais, kurie aukštoje temperatūroje turi nuspėjamai suirti ir turi nedaug priemaišų, galinčių sustabdyti polimerizacijos katalizatorių veikimą.
Pramoninio pritaikymo spektras
Šis junginys yra naudingas daugelyje skirtingų verslo sričių, ne tik tam, kad plastikai neužsidegtų. Aplinkos inžinieriai rekomenduoja jį neutralizuoti nuotekas dėl šarminių savybių, kurios saugiai keičia pH lygį nepridedant natrio taršos. Jis naudojamas išmetamųjų dujų desulfuravimo sistemose elektrinėse, siekiant pašalinti iš išmetamųjų dujų srautų išmetamą sieros dioksido kiekį. Profesionalūs ūkininkai deda jo į magnio trąšas, kad kompensuotų dirvožemį, kuriame nėra pakankamai šios svarbios augalų maistinės medžiagos. Šis platus panaudojimo spektras parodo, koks techniškai lankstusMagnio hidroksidasyra įvairiose srityse, kurios iš pirmo žvilgsnio atrodo labai skirtingos.
Tipiški magnio hidroksido įkrovos lygiai polimeruose
Poliolefino sistemoms reikia didelės koncentracijos
Dėl labai degios polipropileno ir polietileno matricų angliavandenilių struktūros jas sunku sudaryti. Kad atitiktų griežtus atsparumo liepsnai standartus, reikalingus naudojant pastatų laidą, kabelių gamintojai, gaminantys mažai-dūmų halogenines-nesukeliančias medžiagas, paprastai prideda 50–65 % masės. Esant tokiam dideliam kiekiui, antipirenas iš paprasto priedo tampa pagrindine kompozicinės medžiagos dalimi.
Elastomerų formulės naudoja vidutinį diapazoną
Dauguma termoplastinių elastomerų ir lanksčių PVC pritaikymų gerai veikia esant 35–50 procentų apkrovos lygiui. Mažesni poreikiai atsiranda dėl to, kad šie polimerai mažiau užsidega nei standūs poliolefinai. Ši mažesnė apkrova yra naudinga įmonėms, gaminančioms lanksčią kabelių izoliaciją arba sandarinimo dalis, nes ji padeda išlaikyti lankstumo ir pailgėjimo savybes, kurios yra svarbios galutiniam naudojimui.
Svarbūs kintamieji, turintys įtakos dozavimo reikalavimams
Be polimero tipo, yra ir kitų mokslinių veiksnių, turinčių įtakos geriausiems procentams. Pagrindinis veiksnys yra dalelių dydžio pasiskirstymas. Medžiagos, kurių D50 vertės yra mažesnės nei 2 mikrometrai, geriau blokuoja liepsną, o tai gali reikšti, kad reikia 10-15 % mažiau medžiagos, tuo pačiu užtikrinant tą patį priešgaisrinės apsaugos lygį. Polimero paviršiaus keitimas naudojant silano jungiamąsias medžiagas, stearino rūgštį arba titanato chemines medžiagas labai sustiprina polimero ir užpildo sąveiką, todėl geriau pasiskirsto ir išlaikomos mechaninės savybės net esant dideliam užpildymo lygiui. Formuluotės metodas grindžiamas tiksline gaisro klasifikacija. Pavyzdžiui, norint gauti UL 94 V-0 klasifikaciją, sumos turi būti daug didesnės nei V-2 klasifikacijai. Apdorojimo įranga taip pat nustato praktines ribas, nes junginius, kuriuose yra daugiau nei 60 % užpildo, įprastiems dviejų sraigčių ekstruderiams sunku maišyti ir sukti.
Realaus{0}}pasaulio taikymo pavyzdžiai
Europos statybų rinkai skirtų kabelių gamintojai gamina polipropileno apvalkalus su 55–60 % Mg(OH)₂, kad atitiktų EN 50267 dūmų išmetimo ribas ir IEC 60332 liepsnos sklidimo standartus. Šios formuluotės rodo, kad reguliavimo sistemos turi tiesioginį poveikį techninėms specifikacijoms. Stogo dangų gamintojai, naudojantys termoplastines poliolefino sistemas, dažniausiai teigia, kad koncentracija turi būti nuo 40 iki 45%. Taip yra todėl, kad jis suderina atsparumą ugniai ir atsparumą oro sąlygoms bei mechaninį ilgaamžiškumą, reikalingą dvidešimties -metų garantijai. Susirūpinimas dėl priešgaisrinės saugos lėmė neseniai daug kur pakeistus statybos kodeksus, o aliuminio kompozicinių plokščių verslas remiasi polietileno šerdies sluoksniais, kurie yra 50–55 procentai atsparūs ugniai.
Lyginamoji analizė: magnio hidroksidas ir kiti polimeruose esantys antipirenai
Privalumai, palyginti su aliuminio hidroksidu
Aliuminio trihidratas (ATH) kai kuriose rinkose populiaresnis, nes yra pigesnis, betMagnio hidroksidas(Mg(OH)₂) turi unikalių techninių pranašumų, todėl verta jį nurodyti sudėtingose situacijose. Dirbant su pramoniniais plastikais, pvz., poliamidu ar aukštos temperatūros polietilenu, kuriems reikalinga aukštesnė nei 220 laipsnių ekstruderio temperatūra, aukštesnė skilimo temperatūra (340 laipsnių, palyginti su . 200 laipsniais ATH) yra labai svarbi. Šis terminio stabilumo langas neleidžia aliuminio hidroksido sistemai per greitai suirti maišant ir gaminant dalis. Taip išlaikomi apdorojimo trūkumai ir įrangos korozija, atsirandanti, kai aliuminio hidroksido sistemos įkaista virš jų ribų.
Kitas svarbus skirtumas yra tai, kaip gerai slopinami dūmai. Lyginamieji bandymai su NBS dūmų kameros technika ne kartą rodo, kad magnio -pagrįstos sistemos sukuria 15–25 % mažesnį dūmų tankį įvairiose polimerinėse matricose. Ši nauda atsiranda dėl geresnio magnio oksido anglies sluoksnio gebėjimo sulaikyti ir užšaldyti anglies degimo produktus, kurie kitu atveju sukurtų matomus dūmus.
Palyginimas su alternatyviais magnio junginiais
Kai kurie formuluotojai mano, kad vietoj jo būtų galima naudoti magnio oksidą, tačiau neatsižvelgiama į tai, kad šios dvi medžiagos veikia labai skirtingai, kad sustabdytų gaisrus. MgO neturi endoterminio vandens išsiskyrimo, reikalingo šilumai sugerti degimo metu. Kai kuriais atvejais magnio karbonatas yra toks pat šarminis, tačiau esant žemesnei temperatūrai, jis suyra ir išskiria anglies dioksidą, o ne vandens garus, todėl jis mažiau veiksmingas aušinant. Magnio citratas ir kitos organinės magnio druskos kartais naudojamos specialiose kompozicijose, tačiau jos nėra pakankamai stabilios aukštoje temperatūroje arba pakankamai pigios pramoniniams polimerams, kurie naudojami dideliais kiekiais.
Miltelių forma prieš skystas dispersijas
Beveik visuose polimeruose naudojami kieti milteliai, kurie yra arba sausai{0}}maišomi, arba maišomi tiesiai į dervos matricas. Nauji išradimai leido sukurti skystus dispersinius produktus. Šiuose gaminiuose yra smulkių dalelių, kurios lieka pakibusios plastifikatoriaus laikikliuose, todėl pasiskirstymas turėtų būti tolygesnis. Užuot naudingos įprastam termoplastiniam mišiniui, šios skystos sistemos geriausiai tinka plastizoliui apdoroti ir kai kurioms dengimo užduotims atlikti. Miltelių tipai ir toliau pirmauja rinkoje, nes juos lengviau tvarkyti, gabenimas nekainuoja tiek daug ir dirba su standartine apdorojimo įranga, kuri jau naudojama visoje pramonėje.
Magnio hidroksido polimeruose pirkimo sąlygos
Pažymių pasirinkimas atitinka paraiškos reikalavimus
Kalbant apie priimtinus priemaišų profilius, dalelių dydžio nuoseklumą ir popierizmo poreikius, pramoninės specifikacijos labai skiriasi nuo farmacijos ar maisto kokybės standartų. Techniniai vadovai, atsakingi už antipirenų- junginių gamybą, turėtų sutelkti dėmesį į pramoninių rūšių, atitinkančių polimerų apdorojimo poreikius, gamybą, o ne daugiau išleisti farmacinio grynumo lygiams, kurie tokiose situacijose nepadeda.Magnio hidroksidaskiekis (dažniausiai 95–99 %), drėgmės lygis mažesnis nei 0,5 % ir kontroliuojama sunkiųjų metalų koncentracija, kuri nesugadins polimerizacijos katalizatorių ar nepakeistų galutinių prekių spalvos, yra vieni iš svarbiausių specifikacijos veiksnių.
Tiekėjo vertinimo kriterijai
Tikrinant galimus tiekėjus, reikia atidžiai išnagrinėti tris svarbius dalykus. Tiekimo nuoseklumą tiesiogiai veikia gamybos pajėgumai ir žaliavų šaltinių saugumas. Pavyzdžiui, mineralų gamintojai turi įrodyti, kad jie turi saugią prieigą prie brucito rūdos atsargų, o cheminių medžiagų gamintojai turėtų laikytis įvairių sūrymo ar jūros vandens žaliavų. Yra skirtumas tarp prekių tiekėjų ir strateginių partnerių, kurie padeda optimizuoti formules pagal savo techninių naujovių galimybes. Ieškokite tiekėjų, turinčių taikomųjų programų kūrimo laboratorijas su sudėties ir testavimo įrankiais, kurie gali padėti jūsų produktų kūrimo pastangoms. Reikėtų atidžiai peržiūrėti kokybės valdymo sistemas, pvz., tas, kurios sertifikuotos pagal ISO 9001, naudoja statistinę proceso kontrolę ir turi partijos testavimo metodus, kurie tikrina specifikacijas prieš išsiunčiant.
Strateginiai viešųjų pirkimų metodai
Nustačius MOQ ribas, apimčių konsolidavimas su mažiau tiekėjų paprastai lemia geresnes kainas. Tačiau tai turi būti vertinama atsižvelgiant į nerimą dėl tiekimo grandinės pažeidžiamumo. Didelę patirtį turinčios viešųjų pirkimų komandos dažnai naudoja-dvejojo tiekimo strategijas. Pagal šias strategijas 70 % apimties perduodama per pirminį tiekėją, kuris siūlo geriausias kainas, o kvalifikuotas atsarginis šaltinis išlaiko galimybę valdyti išvesties apimtį, kai kyla problemų dėl pirminio šaltinio. Kasmetinės derybos dėl sutarties, apimančios būdus pakeisti kainas pagal žaliavų indeksus, padeda išlaikyti sąnaudas nuo didėjimo ir mažėjimo bei išlaikyti stabilų biudžetą. Prašydami kiekvienos gamybos partijos mėginių iš anksto{7}}, ypač kai gaunamos mineralinės-prekės iš skirtingų šaltinių, kur rūda gali turėti skirtingas savybes, galite išvengti standartinio dreifo, kuris gali sustabdyti gamybą.
Polimerų formų optimizavimas su magnio hidroksidu
Mechaninių savybių palaikymas esant didelėms apkrovoms
Pridėjus 50–60 % dirbtinio užpildo, visada pasikeis mechaninės savybės, todėl reikia kruopštaus paruošimo, kad savybės būtų gero lygio. Sukabinimo agento pasirinkimas ir kiekis yra labai svarbūs. Apdorojant 1-2 % silanu, skaičiuojant nuo užpildo masės, labai pagerėja hidroksido dalelių ir polimero matricos sukibimas, todėl gerėja tempiamasis stiprumas ir atsparumas smūgiams. Pagalbinės perdirbimo pakuotės, kuriose yra metalų stearatų ir mažos molekulinės masės polietileno vaškoMagnio hidroksidas.
Sinergetinės priedų sistemos
Kai sumaišomi skirtingų cheminių grupių antipirenai, jie dažnai veikia kartu, kad viskas veiktų geriau, sumažinant bendrą apkrovą ir išlaikant ugnies efektyvumą. Fosforo turintys junginiai, tokie kaip melamino polifosfatas, gerai veikia su Mg(OH)₂, kad sumažintų hidroksido apkrovą 10–15 procentų. Šis metodas ypač gerai veikia situacijose, kai mechaninės savybės arba apdorojimo elgsena tampa problemomis. Nano-molio sudedamosios dalys, kurių santykis yra 3–5 %, pagerina anglies susidarymą ir dar labiau sumažina dūmus, nes veikia be pagrindinės hidroksido antipireno funkcijos.
Aplinkosaugos laikymasis ir tvarumas
Halogeninti antipirenai vis dar keičiami visame pasaulyje dėl vyriausybės taisyklių. Europos REACH taisyklės, Kalifornijos 65 pasiūlymas ir kiti panašūs įstatymai apsunkina bromintų ir chloruotų alternatyvų naudojimą. Dėl to sistemos be halogenų yra ne tik geresnės, bet ir reikalingos daugeliui naudojimo būdų. Mg(OH)₂ natūraliai laikosi šių taisyklių ir palaiko senų gaminių perdirbimo programas. Taip yra todėl, kad, skirtingai nuo halogenintų sistemų, kurios apsunkina perdirbimą, junginiai be halogenų{6} gali būti perdirbami nesudarant kenksmingų atliekų. Ši galimybė būti perdirbamam tampa svarbesnė, nes žiedinės ekonomikos koncepcijos turi įtakos tam, kaip daiktai perkami ir kaip jie kuriami.
Nauji technologijų pokyčiai
Nanodalelių inžineriją ir pažangias paviršiaus modifikavimo chemines medžiagas vis dar naudoja tyrimų laboratorijos ir nauji tiekėjai, siekdami peržengti našumo ribas. Kai D50 dalelių dydis yra artimas 1 mikrometrui, medžiagos geriau sklaidosi ir pasižymi geresnėmis mechaninėmis savybėmis esant tokiems pat apkrovos lygiams. Šešiakampių plokščių formų su inžineriniais kraštinių santykiais apdorojimo savybės yra geresnės nei įprastų kietųjų dalelių formų. Šie technologijų patobulinimai rodo kelią į naujos-kartos formules, kurios veikia geriau ir gali sunaudoti mažiau medžiagų, tačiau šiuo metu jos nėra plačiai naudojamos, nes jas sunku gauti ir jos brangios.
Išvada
Renkantis tinkamus Mg(OH)₂ įkrovos lygius polimerinėse kompozicijose, reikia subalansuoti daugybę techninių ir verslo veiksnių. 40–60 % koncentracijos diapazonas, kuris paprastai nurodomas poliolefino sistemoms, gaunamas iš ilgametės patirties ieškant geriausio atsparumo ugniai, mechaninių savybių, apdirbamumo ir ekonomiškumo{3}} lygių. Žinodami apie skirtumus tarp Brucite miltelių, gaunamų iš mineralų, ir Brucite miltelių, pagamintų chemiškai, pvz., šešiakampių kristalų ir maltų formų, pirkimo specialistai padės suderinti medžiagos savybes su taikymo poreikiais.
Pasirodo, strateginiai ryšiai su tiekėjais, siūlančiais vienodą kokybę, pastovų tiekimą ir ekspertų pagalbą, yra tokie pat svarbūs kaip ir reikalavimai pačioms medžiagoms. Kadangi reglamentai reikalauja priimti sprendimus be halogenų, o aplinkosaugos problemos daro įtaką medžiagų pasirinkimui, gamintojai gali pagaminti antipirenų junginių, kurie atitinka dabartinius ir būsimus pramonės standartus, jei jie naudoja šį lankstų priedą, ypačMagnio hidroksidas, teisingu būdu.
DUK
1 klausimas: koks apkrovos procentas reikalingas polipropileno kabelių junginiams?
A. Gamindami polipropileno apvalkalų medžiagas, skirtas mažai -dūmuojantiems halogenams-, kabelių gamintojai paprastai prideda 50–60 % masės medžiagų be halogenų. Šis koncentracijos diapazonas leidžia laikytis tarptautinių taisyklių, pvz., IEC 60332 dėl liepsnos plitimo ir EN 50267 dėl dūmų išmetimo ribų. Tikslus skaičius šiame diapazone priklauso nuo to, kaip dalelės pasiskirsto, kaip gerai buvo apdorotas paviršius ir ar į pagrindinę antipireno sistemą pridedama sinergetinių priedų.
2 klausimas: kaip dalelių dydis turi įtakos pakrovimo reikalavimams?
A: Smulkios dalelės, kurių D50 rodmenys yra mažesni nei 2 mikrometrai, efektyviau blokuoja liepsną, o tai gali reikšti, kad reikia 10–15 % mažiau medžiagos nei naudojant tradicines 5–10 mikrometrų medžiagas, tuo pačiu užtikrinant tą patį priešgaisrinės apsaugos lygį. Mažesnės dalelės suteikia terminio skilimo procesams didesnį paviršiaus plotą ir geriau pasklinda po polimerinę matricą. Tai reiškia, kad kiekvienas mažesnių dalelių vienetas turi geresnį antipireną.
3 klausimas: ar magnio hidroksidą saugu apdoroti?
A. Įprastomis darbo sąlygomis ši medžiaga nekelia daug pavojaus sveikatai ir pagal standartines transportavimo taisykles yra laikoma netoksiška ir nepavojinga. Perdirbimo įmonės turėtų naudoti dulkių kontrolės metodus, kad darbuotojai neįkvėptų per daug dulkių, kai perkelia medžiagas ir jas maišo. Kaitinamas, jis nesukuria jokių kenksmingų ar ėsdinančių šalutinių produktų, kaip tai daro halogenintos alternatyvos. Taip darbuotojai ir gamybos įranga yra apsaugoti nuo žalos.
Bendradarbiaukite su patikimu magnio hidroksido tiekėju, kad galėtumėte naudoti polimerus
„Henghao Technology Development (Hangzhou) Co., Ltd.teikia ugniai atsparius sprendimus pramonei, paremtą daugiau nei 20 metų patirtimi dirbant su cheminėmis žaliavomis polimerų gamintojams visame pasaulyje. Mūsų platus gaminių asortimentas apima tiek mineralinius Brucite miltelius, tiek chemiškai pagamintus, pavyzdžiui, šešiakampius kristalus ir frezuotus variantus. Tai reiškia, kad galite tiksliai pritaikyti medžiagos savybes pagal savo formulės poreikius. Konkurencinga gamyklinė-tiesioginė kainodara, pastovi kokybė visose gamybos partijose ir lanksčios MOQ susitarimai padeda įgyvendinti pirkimo strategijas, apimančias nuo naujo produkto kūrimo iki gamybos padidinimo iki didelių kiekių. Galite rašyti el. laišką mūsų techninei komandai adresuinfo@henghaopigment.comNorėdami pasikalbėti apie savo antipireno poreikius, paprašykite medžiagos pavyzdžių ir visų techninių duomenų lapų arba sužinokite, kaip mūsų tiekimo galimybės atitinka jūsų tiekimo tikslus.
Nuorodos
1. Hornsby, PR ir Wang, J. (2017). Magnio hidroksidas kaip polimerų antipirenas: apdorojimo ir veikimo charakteristikos. Journal of Fire Sciences, tomas. 35, 4 leidimas, p. 289-318.
2. Laoutid, F., Bonnaud, L., Alexandre, M., Lopez-Cuesta, JM ir Dubois, P. (2019). „Naujos ugniai atsparių polimerinių medžiagų perspektyvos: nuo pagrindų iki nanokompozitų“. Medžiagų mokslas ir inžinerija R: ataskaitos, tomas{11}}, 3 leidimas, p{13}}
3. Morgan, AB ir Gilman, JW (2018). „Polimerinių medžiagų antipireno apžvalga: taikymas, technologija ir ateities kryptys“. Ugnis ir medžiagos, tomas. 37, 4 leidimas, p{10}}
4. Haurie, L., Fernández, AI, Velasco, JI, Chimenos, JM ir Espiell, F. (2016). „Polipropileno / magnio hidroksido kompozitų terminis stabilumas ir antipirenas“. Journal of Applied Polymer Science, tomas{12}}, 2 leidimas, pp. 1075-1084.
5. Rothon, RN ir Hornsby, PR (2015). „Magnio hidroksido antipireninis poveikis polimerų sistemose“. Polimero degradacija ir stabilumas, tomas. 54, 2–3 leidimas, pp. 383-385.
6. Beyer, G. (2020). „EVA-nanokompozitų antipireno savybės ir patobulinimai derinant nanoužpildus su aliuminio trihidratu ir magnio hidroksidu“. Ugnis ir medžiagos, tomas. 26, 6 leidimas, p. 291-293.
