Когато избирате материали за забавяне на горенето за промишлени приложения при високи-температури, разбирането на поведението при термично разлагане става изключително важно.Брусит на прах, химически известен като магнезиев хидроксид (Mg(OH)₂), се разлага при приблизително 330-350 градуса, значително по-висока от алуминиевия трихидрат (ATH, Al(OH)₃), който се разлага при 220-250 градуса. Тази разлика от 100 градуса се превръща директно в разширени прозорци за обработка за производителите на кабели, производителите на композитни панели и преработвателите на пластмаси, които са изправени пред строги стандарти за пожарна безопасност, като същевременно поддържат целостта на материала по време на високотемпературни операции по екструдиране и формоване.
Разбиране на температурата на разлагане: брусит срещу алуминиев трихидрат
Температурата на разлагане е точката, при която ендотермичните реакции освобождават свързани водни молекули от минерали. Тъй като са изградени от кристали и химически връзки, тези два-огнезащитни материала се държат много различно при нагряване.
Химията зад термичното разлагане
Магнезиево-кислородните връзки в брусит са по-трудни за прекъсване от връзките в алуминиевия хидроксид (ATH). Когато бруситът се нагрява, той се разгражда термично, освобождавайки водни пари и оставяйки след себе си магнезиев оксид. Този ендотермичен процес отнема много топлина от околната среда, което охлажда зоните, където се случва горенето. Реакцията протича по следния начин: Mg(OH)₂ → MgO + H₂O, като се отделят около 1450 J/g топлинна енергия. ATH следва подобен път, но при по-ниски температури. Това означава, че не може да се използва в полимери с висока-производителност, които се нагряват над 250 градуса.
Термична стабилност и обработка на прозорци
Естественият магнезиев хидроксид има по-висока температура на разлагане, което позволява на производителите да работят с промишлени пластмаси при по-високи температури, без да изпуска водата твърде рано. Компаниите, които произвеждат изолация на кабели, обикновено екструдират материали при 280 до 320 градуса и използват смеси с ниско-дим, без-халогени. Използването на ATH при тези температури би причинило твърде бързото му разпадане, което би оставило повърхностни дефекти и би отслабило механичните му свойства. При тези работни температури бруситът запазва структурната си цялост и отделя вода само когато има истински огън, а не докато се прави.
Капацитет за поглъщане на топлина и огнезащитни механизми
И двата минерала помагат за гасене на пожари по много начини, включително чрез охлаждане чрез ендотермично разлагане, смесване на запалими газове с водни пари и създаване на защитни оксидни бариери. Най-добрият момент за намеса е, когато прозорецът за разлагане на брусит се изравни с температурите, при които обикновено горят въглеводородите. Оксидният слой, който се образува (MgO), има страхотни топлоизолационни качества и точка на топене над 2800 градуса. Образува здрав защитен слой овъглен, който не позволява на кислорода да достигне до материалите отдолу.
Основни разлики между брусит на прах и алуминиев трихидрат в огнезащитни приложения
Съвпадението на топлинните профили с нуждите за обработка и очакваната крайна{0}}производителност е ключово за избора на правилния материал. Когато технически експерти избират пълнители за забавяне на горенето за своите рецепти, те гледат повече от температурата на разлагане.
Превъзходна термична стабилност при високи-температурни среди
защотоБрусит на прахТермичният прозорец на е по-широк от този на ATH, не може да бъде заменен в ситуации, в които топлината присъства дълго време. Производителите на алуминиеви композитни панели, които поставят външни облицовъчни системи, се възползват от способността на брусит да остава стабилен при пряка слънчева светлина и високи температури. В случай на пожар, материалите, съдържащи магнезиев хидроксид, остават безопасни по-дълго от тези, съдържащи ATH, особено когато огънят започва бавно и температурите се повишават бавно. Този по-дълъг прозорец на стабилност дава на хората повече време да излязат от сградите в случай на пожар.
Гранулометричен състав и дисперсионни характеристики
Нашият Brucite прах BP-65 има частици D50 с размер 3–20 µm, което го прави идеален за равномерно разпръскване в полимерни матрици. Размерът на частиците има пряк ефект върху това доколко композитните материали са устойчиви на огън и доколко механичните им свойства остават същите. По-малките частици (под 5 µm) имат повече повърхностна площ за термично взаимодействие, но може да са по-трудни за обработка, тъй като са по-дебели. Разпределението на размера на частиците в BP-65 е внимателно контролирано, за да се намери баланс между забавяне на горенето и възможност за обработка. Тези частици работят по-добре с полиетиленови, полипропиленови и EVA матрици, които се използват широко при използване на проводници, след като техните повърхности са променени и покрити.
Съответствие с околната среда и безопасността
Забавителите на горенето-базирани на магнезиев хидроксид се справят с опасенията, повдигнати от регулаторите относно халогенираните химикали и синергистите на антимонов триоксид. Продуктите на разпадане, магнезиевият оксид и водните пари, отделят много малко дим и никакви вредни газове. Това означава, че кабелите отговарят на стандартите за ниско-дим и халоген-без халогени (LSHF), необходими в затворени пространства като метро, летища и центрове за данни. С минимална белота от 96% и съдържание от 65% MgO, BP-65 запазва добрия си външен вид при очевидни употреби, като същевременно отговаря на стандартите за безопасност. При приложения за десулфуризация на димни газове, където е необходима неутрализация на киселинния газ, леко алкалното pH (8–10) също е полезно.
Индустриални употреби и съображения за снабдяване с брусит и ATH прахове
Полезността на даден материал надхвърля само устойчивостта на плам{0}}и в много други индустрии. Познаването на уникалните нужди на дадено приложение помага на екипите за доставки да съпоставят продуктовите спецификации с практическите нужди.
Приложения за забавяне на горенето в различни индустрии
Най-големият пазар за магнезиев хидроксид на базата на минерали-е производството на кабели с ниско{1}}дим и халоген-. Производителите на кабели, които работят с обществен транспорт, кораби и високи сгради, се нуждаят от материали, които отговарят на стандартите UL 94, IEC 60332 и IEC 61034.Брусит на прахнатоварването в кабелните материали обикновено е между 50 и 65% от теглото, което е много по-високо от нормалните химикали. Поради високото натоварване, дисперсията и повърхностната обработка трябва да са много добри. Това е мястото, където разликите в качеството между доставчиците стават ясни чрез последователност на партидите и стабилност на обработката.
Производителите на алуминиеви композитни панели използват магнезиев хидроксид, за да направят-огнеустойчиви стенни системи. Панелите, направени с брусит, получават рейтинги за пожар Клас А и все още запазват своята структурна стабилност и способност да издържат на времето. Равномерният цвят на материала (96% минимална белота в BP-65) поддържа покритието на строителните панели да изглежда добре във времето, без да променя цвета си.
Стратегия за снабдяване и оценка на доставчиците
Хората, които вземат решения относно доставките, трябва да направят труден избор за това как да работят с доставчици и откъде да получат материали. Основното притеснение е да се поддържат доставките, особено за минерални-стоки, които зависят от стабилни запаси и добро качество на рудата. Техническите екипи трябва да разгледат документите за източника на руда, уменията за обработка и системите за контрол на качеството на потенциалните доставчици.
Като поискате сертификати за анализ (CoA) за няколко производствени партиди, можете да видите, че ключови параметри като съдържание на MgO, разпределение на размера на частиците, белота и съдържание на влага са еднакви. Нашият BP-65 поддържа съдържанието на MgO на 65% и съдържанието на вода на максимум 0,5% през целия производствен цикъл. Това поддържа формулата стабилна. Максималната загуба от 31% при запалване потвърждава стехиометричното съотношение, което би се очаквало за чист магнезиев хидроксид, който няма твърде много примеси или карбонати.
Минимални количества за поръчка и наличност на мостри
За да поддържат транспортните разходи възможно най-ниски, глобалните бизнес-с-сделки обикновено включват контейнерни товари. Преди да направите големи покупки, важно е първо да тествате мостри. Отговорните доставчици предоставят пълни спецификационни листове с технически проби, така че да могат да бъдат тествани в лабораторията при реални работни условия. Термогравиметричният анализ (TGA) за проверка на температурата на разлагане, анализът на размера на частиците с лазерна дифракция и тестовете за съвместимост в стандартни полимерни матрици трябва да бъдат част от процеса на тестване. Тези ранни оценки предпазват производството от прекъсване от скъпи проблеми, причинени от материали, които не работят заедно или отклонения от спецификациите.
Сравнителен анализ за вземане-на решение за обществени поръчки
Когато вземате инвестиционни решения, трябва да прецените краткосрочните-разходи спрямо дългосрочната-стойност на производителността и надеждността на веригата за доставки.
Оптимизиране-на разходите
Бруситът обикновено струва повече от ATH, защото има по-добри топлинни качества и е по-трудно да се намери в природата. Разликата в цената е между 15% и 30% в зависимост от степента на качество и необходимостта от обработка. Има моменти, когато този допълнителен разход си заслужава, защото по-ниската температура на разлагане на ATH влошава обработката или производителността. Без значение колко по-евтино е, производителите на кабели, които работят на 300 градуса, не могат да използват ATH. Когато сравнявате разходите, не можете да гледате само цената на суровините. Трябва също така да разгледате нивата на добив на обработка, процентите на отхвърляне и производителността на крайния продукт.
Логистика на веригата за доставки и срокове за изпълнение
Китай прави повечето отБрусит на прахв света. Провинция Ляонин и други области имат много минни и производствени съоръжения. От 2003 г. Henghao Technology Development (Hangzhou) Co., Ltd. продава минерали, които не се запалват, в повече от 33 страни в Азия, Европа и Северна Америка. Знанието колко време отнема изпращането на стоки от китайските пристанища до пазарите в други страни помага на екипите за закупуване да следят колко инвентар имат. Доставката на контейнери до САЩ обикновено отнема от 25 до 35 дни. пристанища на западния бряг, с по-дълго време за пътуване във вътрешността. Чрез изграждане на интелигентни пропуски в инвентара можете да предпазите производството от спиране по време на натоварено време за доставка или непланирани забавяния в логистиката.
Съвпадение на свойствата на материала с изискванията за приложение
Препоръчва се рамките за вземане на решения да отговарят на температурите на разлагане, размерите на частиците и нивата на чистота със специфичните производствени методи и нуждите от ефективност. Когато производствените температури са по-високи от 260 градуса, вместо това трябва да се използва брусит или синтетичен магнезиев хидроксид. ATH все още е добра стойност за парите, когато се използва с термореактивни смоли, лепила и покрития, които се втвърдяват под 200 градуса. Комбинирането на двата материала по хибридни начини може да подобри разхода-на производителност-в определени продукти чрез използване на ниската цена на ATH и способността на брусит да остава стабилен при високи температури.
Бъдещи тенденции и иновации в огнезащитните минерални прахове
Индустрията на огнезащитните материали винаги се променя поради по-строги правила, искания за устойчивост и високи стандарти за ефективност.
Усъвършенствани технологии за обработка и модифициране на повърхността
Новите разработки в технологиите за ултрафино смилане и повърхностна обработка направиха възможно и двата вида минерали да се представят по-добре. Използването на усъвършенствани техники за смилане за получаване на размери на частиците под 2 µm (D50) подобрява дисперсията и ефективността на забавяне на горенето. Това позволява да се използват по-ниски нива на натоварване, като същевременно се запазва ефективността при пожар. Промяната на повърхността с титанати, силанови свързващи агенти или третирания с мастни киселини улеснява слепването на водо-минералите и-мразещите водата полимерни матрици. Тези процеси предпазват механичните качества като якост на опън и устойчивост на удар от понижаване, когато се добавят много минерали. Те също така спират повишаването на вискозитета по време на смесването.
Регулаторни стимули и екологични-алтернативи
Халогенираните забавители на горенето и базираните-на тежки метали системи стават все по-ограничени от глобалните екологични закони. Правилата RoHS и REACH на Европейския съюз и Предложение 65 в Калифорния улесняват използването на минерални -замени като магнезиев хидроксид. Поради тези правила нуждата от не-токсични и не-халогенирани продукти продължава да нараства. Когато производителите преминат към съвместими материали рано, те печелят конкурентно предимство на пазари, които вече са контролирани, и избягват да плащат за скъпи проекти за пре-дизайн, когато ограниченията станат още по-строги.
Стратегии за формулиране от следващо-поколение
Основният фокус на изследванията е върху намирането на синергични комбинации, които карат забавителите на горенето да работят по-добре от отделните им части. Когато смесите магнезиев хидроксид с набъбващи химикали, фосфорни съединения или наноглини, ефектите могат да бъдат допълнителни или дори синергични, което означава, че общото количество използван забавител на горенето остава същото, докато производителността се подобрява. По-ниските нива на натоварване подобряват механичните свойства и характеристиките на обработка, които са много важни в приложения, които трябва да бъдат леки, като автомобилни части и кабини на самолети. Тези методи с множество части са най-новото в изследванията на технологиите за забавяне на горенето.
Заключение
Разликата в температурите на разпадане между двуалуминиев трихидрат (220–250 градуса) иБрусит на прах(330–350 градуса) е това, което прави възможни различните им употреби. Тъй като бруситът е много стабилен при високи температури, той може да се използва за обработка на високо-ефективни полимери и да предпази хората в ситуации на пожар при висока-температура. Когато избирате материал, трябва да разгледате как се разгражда, размера на частиците, колко е чист, колко надежден е източникът и общата цена на притежание. Производителите, които поставят безопасността, съответствието и дългосрочната -сигурност на доставките на първо място при употребата на забавители на горенето, могат да се възползват значително от базираните на магнезиев хидроксид-решения, тъй като регулаторният натиск нараства и изискванията за производителност нарастват.
ЧЗВ
Въпрос 1: Какво прави температурата на разлагане на брусит по-висока от ATH?
О: Разликата се дължи на силата на химичните връзки. Разкъсването на магнезиеви-кислородни връзки в Mg(OH)₂ отнема повече топлина, отколкото разкъсването на алуминиеви-кислородни връзки в Al(OH)₀. Разликата в кристалната структура причинява разликата в температурата на разлагане между 100 градуса и 130 градуса, което има пряк ефект върху способността за обработка и времето за противопожарна защита.
Q2: Мога ли да заменя ATH с брусит в съществуващите формулировки?
О: Тъй като заместването променя начина, по който нещата се разграждат, как се държат частиците и колко трябва да бъдат заредени, моделът трябва да бъде променен. И бруситът, и ATH работят като забавители на горенето, но най-добрите нива на натоварване за тях са различни. Brucite се нуждае от 50–60% натоварване, докато ATH се нуждае от 60–70% натоварване. Преди цялостни -производствени промени трябва да се извърши тестване за съвместимост в реални работни условия.
Q3: Как размерът на частиците влияе върху ефективността на забавяне на горенето?
О: По-малките битове имат по-голяма повърхност за топлинен контакт и по-добро разпространение, което прави огнезащитния продукт по-добър. Въпреки това ултрафините частици правят съединението по-малко течно и по-трудно за работа. Гамата 3-20µm D50 във висококачествени продукти като BP-65 е идеално балансирана между производителността и нуждите за обработка на кабелни и композитни приложения.
Партнирайте с доверен доставчик на бруцит на прах
От 2003 г.Henghao Technology Development (Hangzhou) Co., Ltd. произвежда и продава високо{1}}ефективни минерални пудри. Нашият Brucite прах BP-65 винаги има 65% съдържание на MgO, е най-малко 96% бял и има контролирано разпределение на размера на частиците от 3-20µm. Това са спецификациите, които са били фино настроени в продължение на 20 години обслужване на производители на кабели, производители на композитни панели и производители на смеси за забавяне на горенето в 33 страни. Предлагаме директни фабрични цени, без да понижаваме стандарта на нашите продукти, а нашата полезна подробна документация и бързо обслужване на клиенти подкрепят това. Нашият екип знае трудностите, с които се сблъсквате, когато купувате неща, независимо дали трябва да промените плановете си, за да отговаряте на новите правила за пожарна безопасност или да търсите надеждни опции за доставка. Изпратете ни имейл наinfo@henghaopigment.comза да получите цени, проби и научна информация, които са специфични за вашите нужди.
Референции
1. Hull, TR, & Witkowski, A. (2011). „Забавяне на огъня на полимерни материали: използването на минерални пълнители.“ Кралско дружество по химия.
2. Morgan, AB, & Gilman, JW (2013). „Преглед на забавянето на горенето на полимерни материали: приложение, технология и бъдещи насоки.“ Пожар и материали, том 37, брой 4.
3. Rothon, RN, & Hornsby, PR (2014). „Забавящи горенето ефекти на магнезиевия хидроксид“. Вестник за разграждане и стабилност на полимери, том 54, броеве 2-3.
4. Laoutid, F., Bonnaud, L., Alexander, M., Lopez-Cuesta, JM, & Dubois, P. (2009). „Нови перспективи в огнезащитните полимерни материали: от основите до нанокомпозитите.“ Доклади за материалознание и инженерство, том 63, брой 3.
5. Бейер, Г. (2005). „Забавяне на горенето на нанокомпозити на базата на органоглини и въглеродни нанотръби с алуминиев трихидрат.“ Пожар и полимери IV: Материали и концепции за предотвратяване на опасности, Серия от симпозиуми на ACS.
6. Dong, Y., Gui, Z., Hu, Y., Wu, Y., & Jiang, S. (2012). „Влиянието на титанатната нанотръба върху подобрените термични свойства и потискането на дима в поли (метилметакрилат).“ Вестник за опасни материали, томове 209-210.
