Polnila in kemikalije, ki zavirajo gorenje, sta dve različni vrsti sestavin za požarno varnost, vendar delujeta skupaj, da preprečita požar industrijskih materialov. Polnila kotmagnezijev hidroksidsestavljajo glavni del mase. Običajno se uporabljajo pri višjih stopnjah obremenitve (40–65 % teže) za gašenje požarov z razgradnjo in ohlajanjem pri sobni temperaturi. Po drugi strani pa so aditivi specializirane spojine, ki se uporabljajo v manjših količinah za pospešitev določenih reakcij zaviranja gorenja ali izboljšanje dušenja dima. Razumevanje te osnovne razlike strokovnjakom za nabavo pomaga izbrati sisteme z nizko-dimnostjo halogenov-brez ognja (HFFR), ki so hkrati stroškovno-učinkoviti in delujejo kar najbolje.
Razumevanje polnil in dodatkov, ki zavirajo gorenje
Opredelitev polnil, ki zavirajo gorenje
Polnila, ki zavirajo gorenje, so gradniki formul-odpornih polimerov. Dodajo maso in fizično okrepijo strukturo materiala. Te umetne spojine predstavljajo približno 40 do 65 % teže končne spojine in gasijo požare s kemičnimi in fizikalnimi sredstvi. Ta skupina vključuje minerale, kot je magnezijev hidroksid, ki je vzet iz naravne brucitne kamnine in nato zmlet v zelo fin prah (D50 < 2µm). Ker lahko zdrži veliko težo, lahko formulacije dobijo ocene UL 94 V-0, ne da bi pri tem izgubile mehanske lastnosti, kot je natezna trdnost ali odpornost na udarce.
Karakterizacija dodatkov za zaviranje gorenja
Ko so dodatki dodani v nižjih količinah (običajno med 2 in 15 %), izboljšajo učinkovitost z aktiviranjem ali ojačanjem določenih poti za zatiranje plamena. V to skupino spadajo spojine na osnovi fosforja, derivati bora in intumescenti. Čeprav dodatki sami po sebi ne morejo povsem zaustaviti ognja, lahko v mešanici s polnili olajšajo nastajanje zoglenitev, upočasnijo hitrost uhajanja toplote ali zmanjšajo gostoto dima. Da bi našli najboljše ravnovesje med ceno, lastnostmi obdelave in učinkovitostjo požarnih preskusov, ekipe za nabavo pogosto mešajo polnila z visoko-obremenitvijo s specializiranimi dodatki.
Funkcionalne vloge v polimernih sistemih
Razlika presega ravni koncentracije in vključuje učinke na razmišljanje in učinkovitost pri končni uporabi. Polnila vplivajo na to, kako gosta je talina, kako matrica nabrekne in na površino, zato je pomembno skrbno nadzorovati porazdelitev velikosti delcev. Kemični magnezijev hidroksid je mogoče izdelati iz slanice ali bišofita z nadzorovanim obarjanjem. Njegova heksagonalna kristalna struktura omogoča boljše razprševanje v poliolefinih kot mineralne vrste z bolj nepravilnimi oblikami. Ker so aditivi bolj kemično reaktivni, lahko reagirajo s polimernimi stabilizatorji ali barvili. Zato je testiranje združljivosti pomembno pri oblikovanju novih izdelkov.
Primerjalna analiza: magnezijev hidroksid v primerjavi z drugimi polnili in dodatki, ki zavirajo gorenje
Značilnosti termične razgradnje
Magnezijev hidroksidostane stabilen do 340 stopinj, nato pa endotermno razpade in odda 31 % svoje teže v obliki vodne pare. Ta raven temperature je višja od prelomne točke aluminijevega trihidrata (ATH), ki je 200 stopinj. Zaradi tega je magnezijev hidroksid bistven za delo z inženirsko plastiko, kot so polipropilen (PP), poliamid (PA) in akrilonitril butadien stiren (ABS), ki potrebujejo temperature nad 220 stopinj. Endotermna reakcija zavzame približno 1450 J/g, kar ohladi območje zgorevanja in meša goreče pline s paro, ki se ne more vneti.
Okoljski in regulativni profili
Zaradi pritiska regulatorjev se halogenirani zaviralci gorenja še vedno zamenjujejo z ne-strupenimi. Kot zahtevajo RoHS, REACH in kalifornijski predlog 65, magnezijev hidroksid pri sežigu ne proizvaja nobenih jedkih plinov, dima ali dolgotrajnega organskega onesnaženja. Aluminijev hidroksid ima podobne okoljske koristi, vendar ga je treba obremeniti na višjih ravneh, da ima enako požarno učinkovitost, kar bi lahko oslabilo njegove mehanske lastnosti. Čeprav aditivi na osnovi-fosforja dobro delujejo v majhnih količinah, lahko onesnažijo vodo, ko so izdelani ali zavrženi.
Optimizacija-cenovne učinkovitosti
Ljudje, ki sprejemajo odločitve o nabavi, pretehtajo stroške materiala glede na potrebo po njihovem nalaganju in ohranjanju lastnine. Mineralni magnezijev hidroksid iz nahajališč brucita z visoko čistostjo je cenejši od razredov, proizvedenih s kemikalijami, zlasti za uporabo, ki lahko obravnava širši razpon velikosti delcev. Kemični magnezijev hidroksid, ki je na voljo v različnih šesterokotnih oblikah listov, stane več kot drugi materiali, vendar ima boljšo disperzijo in ohranjanje mehanskih lastnosti pri enakih obremenitvah. Površinsko-modificirane vrste s prevleko iz silana ali stearinske kisline so manj vodoodbojne-in bolje združljive s polimeri, zaradi česar se višje cene splačajo, saj je z njimi lažje delati in trajajo dlje.
Kako magnezijev hidroksid deluje kot polnilo, ki zavira gorenje?
Endotermni razgradni mehanizem
Kemični proces, imenovan Mg(OH)₂ → MgO + H₂O, se zgodi, ko se magnezijev hidroksid segreje nad 340 stopinj. Ta zelo endotermni proces odvzame veliko toplote iz območja zgorevanja, kar zniža temperaturo substrata pod točko, kjer se lahko vname. Sproščena vodna para zmanjša količino zraka na sprednji strani plamena in ohlaja pline, ki se lahko hkrati vnamejo. Magnezijev hidroksid se zaradi svojega dvojnega hladilnega učinka razlikuje od aditivov, ki so le reaktivni in ne morejo absorbirati toplote.
Tvorba zaščitne plasti oglja
Z neposrednim blokiranjem zraka in virov toplote iz nezgorelega materiala ostanek magnezijevega oksida na površini polimera ustvari pregrado, ki zadržuje toploto. Ta plast, ki je videti kot keramika, ustavi prenos toplote in sproščanje hlapnih goriv. Posebej dobro se obnese pri žičnih plaščih in ploščah, kjer je pomembno ohraniti nedotaknjeno strukturo med požarom. Površinsko-modificiran magnezijev hidroksid izboljša oprijem in kohezijo zoglenca, tako da okrepi vez med polimeri in polnili.
Praktične smernice za odmerjanje za industrijsko uporabo
Pri polipropilenskih spojinah je za pridobitev stopnje gorenja UL 94 V-0 običajno potrebna 55–65-odstotna obremenitev finih-delcev magnezijevega hidroksida (D50 1.5–2,5 µm). Žični materiali z nizko-dimnostjo, -brez halogenov ohranjajo prožnost z uravnoteženjem 50–60 % obremenitve z mehčali in spojnimi sredstvi. Večje obremenitve (60–70 %) je mogoče uporabiti za toge uporabe, kot so aluminijaste kompozitne plošče, ne da bi oslabili njihovo mehansko trdnost. Tehnične ekipe bi morale opraviti teste mešanja v majhnem obsegu, da bi poiskale najboljše ravni obremenitve za okno obdelave, mehanske lastnosti materiala in ciljne stroške.
Vodnik za nabavo magnezijevega hidroksida kot polnila, ki zavirajo gorenje
Vrednotenje mineralnih v primerjavi s kemičnimi stopnjami
Mineralmagnezijev hidroksid, also known as brucite powder, comes from natural ore deposits. When suppliers keep an eye on the quality and size of the ore, it can save customers money. The best manufacturers use air classification and multiple stages of grinding to get D50 values below 2µm, which is important for keeping the mechanical qualities when the loads are high. Chemical magnesium hydroxide, which is made through precipitation reactions, has a higher level of purity (>99%) in kontrolirano heksagonalno kristalno obliko. V primerjavi z nepravilnimi mineralnimi svedri šesterokotne oblike listov zagotavljajo boljšo mehansko podporo. To je še posebej uporabno pri industrijski plastiki, ki mora biti odporna proti ognju in imeti visoko udarno trdnost.
Ocenjevanje tehničnih zmogljivosti dobavitelja
Uspešnost nabave je odvisna od tega, kaj lahko dobavitelj naredi poleg iskanja surovin. Proizvajalci kemičnega magnezijevega hidroksida morajo dokazati, da so strokovnjaki za tehnologije modifikacije površin, kot so sredstva za spajanje silanov, obdelave s titanati ali prevleke z maščobnimi kislinami, ki olajšajo skupno delovanje polnil in polimerov. Napreden nadzor kakovosti kažejo analitična orodja, kot so laserska analiza velikosti delcev, vrstična elektronska mikroskopija za preverjanje morfologije in termična gravimetrična analiza za profiliranje razgradnje. Henghao Technology ima veliko zmogljivosti za testiranje in aplikacijskih laboratorijev, ki pomagajo pri oblikovanju najboljših izdelkov za široko paleto polimernih sistemov.
Stabilnost dobavne verige in geografsko pridobivanje
Dobavne verige mineralnega magnezijevega hidroksida so občutljive na izgubo zalog rude, kar je glavni dejavnik tveganja za kupce, ki so odvisni od enega vira dobave. To tveganje se zmanjša s preklapljanjem med mineralnimi in kemičnimi stopnjami. Uporaba slanice z morsko vodo ali bišofita v kemični sintezi nam omogoča, da izdelamo material, ki ni odvisen od omejenih zalog mineralov. Cene prevoza, trgovinska pravila in spremembe valut so geografski dejavniki, ki jih je treba upoštevati. Vzpostavljanje odnosov s proizvajalci, ki lahko izvajajo predelavo mineralov in kemično sintezo, vam daje možnosti za nakup stvari, ko trg pade.
Storitve prilagajanja in tehnična podpora
Vodilni dobavitelji vam omogočajo prilagoditev površinske obdelave za delo s polipropilenom, polietilenom, poliamidom ali elastomeri. Pred-razpršene oblike masterbatch zmanjšajo neposredno rokovanje in naredijo mešanje učinkovitejše za podjetja, ki nimajo veliko težke-opreme za mešanje. Inženiring aplikacij pomaga pospešiti razvoj receptov z odpravljanjem težav s procesi, kot so prevelika moč, kopičenje matrice ali površinske napake. Te-storitve z dodano vrednostjo so vredne nizkih stroškov, ki jih zaračunavajo, saj skrajšajo razvojni čas in stroške napak.
Praktične uporabe in primeri industrijske uporabe magnezijevega hidroksida kot polnila, ki zavirajo gorenje
Izdelava kablov brez -dima-halogenov
Magnezijev hidroksid-Spojine na osnovi HFFR so postale standardna rešitev za varnost{1}}kritične instalacije in nadomeščajo formulacije PVC. S prehodom na 58-odstotno vsebnost kemičnega magnezijevega hidroksida v EVA/PE kopolimernem plašču je evropski proizvajalec kablov zmanjšal gostoto dima za 78 % in se znebil emisij korozivnih plinov. Omejitve IEC 60754-1 glede vsebnosti halogenov in omejitve IEC 61034 glede gostote dima so bile izpolnjene s sestavo, ki je ostala prilagodljiva od -40 stopinj do +90 stopinj.
Proizvodnja aluminijastih kompozitnih plošč
Proizvajalci stavbnih fasad uporabljajo magnezijev hidroksid v polipropilenskih jedrnih plasteh, da pridobijo požarne ocene NFPA 285 in EN 13501 razreda A. Proizvajalec plošč v Severni Ameriki je uporabil modifikatorje udarca in UV-stabilizatorje skupaj z 62-odstotnim mineralnim magnezijevim hidroksidom, da bi naredil izdelek, ki bi zdržal 30-minutni ogenj brez razslojevanja. Anorgansko polnilo hkrati deluje kot stroškovno učinkovit polnilo, saj zmanjša uporabo smole za 40 % v primerjavi s formulacijami, ki niso polnjene, hkrati pa zagotavlja boljšo dimenzijsko stabilnost.
Razžveplanje dimnih plinov in čiščenje odpadne vode
Poleg uporabe v polimerih industrijski-magnezijev hidroksid varuje okolje pri kemični obdelavi in proizvodnji energije. Njegove alkalne lastnosti nevtralizirajo kislo naravo žveplovega dioksida v sistemih za čiščenje dimnih plinov. Boljša je od apnenčaste brozge, ker hitreje reagira in tvori magnezijev sulfat, ki se lahko prodaja. Namesto ravnanja z nevarno kavstično sodo ali živim apnom čistilne naprave za odpadno vodo uporabljajo suspenzijo magnezijevega hidroksida za spreminjanje pH in odstranjevanje težkih kovin.
Nastajajoči hibridni sistemi za zaviranje gorenja
Vse več novih tehnologij združuje magnezijev hidroksid z -aditivi, ki zavirajo gorenje, ali nanoglinami, da bi bolje delovali skupaj. Nova formula za notranji del avtomobila je zmanjšala skupno količino zaviralca gorenja s 65 % na 52 % z mešanjem 45 % magnezijevega hidroksida s 7 % razširljivega grafita. To je izpolnjevalo standarde UL 94 V-0, hkrati pa je izboljšalo videz površine in zmanjšalo težo. Ti hibridni pristopi izpolnjujejo potrebe industrije po materialih, ki jih je mogoče uporabiti za več kot eno stvar, in zagotavljajo požarno varnost, vzdržljivost in učinkovitost.
Zaključek
Lažje je kupiti prava polnila in dodatke, ki zavirajo gorenje, za uporabo pri požarni varnosti na delovnem mestu, če poznate razliko med obema. V mnogih situacijah,magnezijev hidroksidse lahko uporablja kot fleksibilno,-veliko polnilo, ki učinkovito ugasne plamene tako, da se ohladi in zogleni. Odvisno od potreb aplikacije, pogojev obdelave in stroškovnih ciljev imajo mineralni brucitni prah in kemično sintetizirane vrste svoje prednosti. Za dober nakup morate upoštevati tehnično znanje dobavitelja, stabilnost vira rude za različne mineralne stopnje in znanje o tem, kako spremeniti površino za kemične spremembe. Magnezijev hidroksid postaja vse bolj pomemben v sektorjih izdelave kablov, gradbenih materialov in inženirske plastike, saj podjetja prehajajo na ne-halogenirane, okolju prijazne zaviralce gorenja.
pogosta vprašanja
Katere ravni obremenitve magnezijevega hidroksida so potrebne za oceno UL 94 V-0?
Koliko magnezijevega hidroksida potrebuje izdelek za oceno UL 94 V-0? Za pridobitev klasifikacije UL 94 V-0 morajo poliolefinske spojine običajno predstavljati 55–65 % teže. Vendar pa so natančne količine, ki so potrebne, odvisne od vrste polimera, porazdelitve velikosti delcev in morebitnih sinergističnih dodatkov, ki so dodani. Zaradi drobnejših delcev (D50 < 2µm) se material bolje obnese in v primerjavi z večjimi razredi lahko zahtevajo 5-8 odstotnih točk manjšo obremenitev.
Kako se magnezijev hidroksid primerja z aluminijevim trihidratom za kabelske aplikacije?
Ko gre za kable, kakšen je magnezijev hidroksid v primerjavi z aluminijevim trihidratom? Temperatura razgradnje magnezijevega hidroksida je 340 stopinj, kar omogoča obdelavo plastike pri višjih-temperaturah, kot je polipropilen. Po drugi strani je temperatura razgradnje aluminijevega trihidrata 200 stopinj, kar omejuje njegovo uporabo na polietilen. Magnezijev hidroksid pusti tudi manj pepela, zaradi česar so dolgoročne električne izolacijske lastnosti žičnih zmesi boljše.
Ali se lahko mineralni in kemični magnezijev hidroksid uporabljata zamenljivo?
Ali je mogoče namesto magnezijevega oksida uporabiti magnezijev hidroksid? Obe vrsti polnil lahko pomagata preprečiti, da bi se stvari vžgale, vendar so kemični razredi bolj čisti in imajo boljši nadzor nad svojo obliko, kar pomeni, da bolje ohranjajo svoje mehanske lastnosti in jih bolj enakomerno razporedijo. Mineralni brucitni prah je stroškovno-ugodna možnost za manj zahtevne uporabe, ki so kos širšemu naboru zahtev. Pri preklapljanju med ocenami je najbolje opraviti tehnično validacijsko testiranje.
Partner s tehnologijo Henghao za zanesljivo oskrbo z magnezijevim hidroksidom
Henghao Technology Development (Hangzhou) Co., Ltd. je že več kot 20 let specialist za prodajo magnezijevega hidroksida. Ponujajo mineralni brucitni prah in kemične vrste magnezijevega hidroksida, ki se lahko uporabljajo v formulacijah, ki zavirajo gorenje. Nudimo mineralne razrede s finimi-delci, heksagonalne kemične različice in površinsko-modificirane možnosti, ki najbolje delujejo s sistemi poliolefinov, inženirske plastike in elastomerov. Ko kupujete neposredno v tovarni, preskočite pribitke, ki prihajajo od posrednikov.
To vam omogoča, da dobite konkurenčne cene brez žrtvovanja kakovosti. Vaši inženirji za formulacije in ekipe za tehnično podporo sodelujejo pri iskanju najboljših stopenj obremenitve, parametrov obdelave in rezultatov požarnih testov. Za vaše razvojne projekte zaviralcev gorenja z nizko{2}}dimnostjo-brez halogenov pošljite e-poštoinfo@henghaopigment.comda dobite specifikacije izdelkov, ponudbe velikih cen ali brezplačne komplete za ocenjevanje vzorcev.
Reference
1. Hull, TR, & Witkowski, A. (2011). Ognjevarnost polimernih materialov. CRC Press.
2. Rothon, R. N., & Hornsby, P. R. (2014). "Flame Retardant Effects of Magnesium Hydroxide." Polymer Degradation and Stability, 54(2-3), 383-385.
3. Dasari, A., Yu, ZZ, & Mai, YW (2015). "Temeljni vidiki in nedavni napredek pri poškodbah zaradi obrabe/prask v polimernih nanokompozitih." Materials Science and Engineering R, 63(2), 31-80.
4. Morgan, AB in Gilman, JW (2013). "Pregled odpornosti na gorenje polimernih materialov: uporaba, tehnologija in prihodnje smeri." Požar in materiali, 37 (4), 259-279.
5. Laoutid, F., Bonnaud, L., Alexandre, M., Lopez-Cuesta, JM, in Dubois, P. (2009). "Novi obeti v ognjevarnih polimernih materialih: od osnov do nanokompozitov." Materials Science and Engineering R, 63(3), 100-125.
6. Bourbigot, S. in Duquesne, S. (2007). "Ognjeodporni polimeri: nedavni razvoj in priložnosti." Journal of Materials Chemistry, 17(22), 2283-2300.
