Пълнителите и химикалите, които са забавящи горенето, са два различни вида съставки за пожарна безопасност, но и двете работят заедно, за да предпазят промишлените материали от запалване. Пълнители катомагнезиев хидроксидсъставляват основната обемна част. Те обикновено се използват при по-високи нива на натоварване (40–65% от теглото) за гасене на пожари чрез разлагане и охлаждане при стайна температура. От друга страна, добавките са специализирани съединения, които се използват в по-малки количества, за да ускорят определени реакции, забавящи горенето, или да подобрят потискането на дима. Разбирането на тази основна разлика помага на професионалистите по снабдяване да изберат системи с ниско-дим и халоген-забавители на горенето (HFFR), които са едновременно-рентабилни и работят по най-добрия начин.
Разбиране на огнезащитните пълнители и добавки
Определяне на огнезащитни пълнители
Огнезащитните пълнители са градивните елементи на огнеустойчивите полимерни-формули. Те добавят обем и укрепват физически структурата на материала. Тези изкуствени съединения съставляват около 40 до 65% от теглото на крайното съединение и гасят пожари чрез химически и физически средства. Тази група включва минерали като магнезиев хидроксид, който се взема от естествена скала брусит и след това се смила на много фин прах (D50 < 2µm). Тъй като може да издържи голямо тегло, формулите могат да получат оценки UL 94 V-0, без да губят механични свойства като якост на опън или устойчивост на удар.
Характеризиране на добавките, забавящи горенето
Когато се добавят в по-ниски количества (обикновено между 2 и 15%), добавките подобряват ефективността чрез активиране или усилване на определени пътища за потискане на пламъка. Тази група включва съединения на базата на фосфор, производни на бор и набъбващи агенти. Въпреки че добавките сами по себе си не могат напълно да спрат пожара, когато се смесят с пълнители, те могат да улеснят образуването на овъглен, да забавят скоростта, с която топлината излиза, или да намалят плътността на дима. За да намерят най-добрия баланс между цена, свойства на обработка и ефективност на теста за пожар, екипите за доставки често смесват пълнители с високо-натоварване със специализирани добавки.
Функционални роли в полимерни системи
Разликата надхвърля нивата на концентрация и включва ефекти върху мисленето и ефективността при крайната употреба. Пълнителите влияят на това колко плътна е стопилката, как набъбва матрицата и покритието на повърхността, така че е важно внимателно да се контролира разпределението на размера на частиците. Химически магнезиев хидроксид може да се получи от саламура или бишофит чрез контролирано утаяване. Неговата шестоъгълна кристална структура го прави по-добър при диспергиране в полиолефини, отколкото минерални видове с по-неправилна форма. Тъй като добавките са по-химически реактивни, те могат да реагират с полимерни стабилизатори или оцветители. Ето защо тестването за съвместимост е важно при формулирането на нови продукти.
Сравнителен анализ: магнезиев хидроксид спрямо други забавящи горенето пълнители и добавки
Характеристики на термично разлагане
Магнезиев хидроксидостава стабилен до 340 градуса, след което се разгражда ендотермично, отделяйки 31% от теглото си като водна пара. Това температурно ниво е по-високо от точката на счупване на алуминиевия трихидрат (ATH), която е 200 градуса. Това прави магнезиевия хидроксид от съществено значение за работа с инженерни пластмаси като полипропилен (PP), полиамид (PA) и акрилонитрил бутадиен стирен (ABS), които се нуждаят от температури над 220 градуса. Ендотермичната реакция поема около 1450 J/g, което охлажда зоната на горене и смесва горящи газове с пара, която не може да се запали.
Екологични и регулаторни профили
Халогенираните забавители на горенето все още се заменят с не-токсични поради натиск от страна на регулаторите. Както се изисква от RoHS, REACH и предложение 65 на Калифорния, магнезиевият хидроксид не произвежда никакви корозивни газове, дим или задържащо се органично замърсяване, когато се изгаря. Алуминиевият хидроксид има подобни ползи за околната среда, но трябва да се зареди на по-високи нива, за да има същата пожароустойчивост, което може да отслаби механичните му свойства. Въпреки че добавките на-основа на фосфор действат добре в малки количества, те могат да замърсят водата, когато са произведени или изхвърлени.
Оптимизиране-на разходите
Хората, които вземат решения относно доставките, претеглят разходите за материали спрямо необходимостта да ги заредят и да запазят имуществото. Минералният магнезиев хидроксид от отлагания на брусит с висока чистота е по-евтин от класовете, произведени от химикали, особено за приложения, които могат да се справят с по-широк диапазон от размери на частиците. Химическият магнезиев хидроксид, който се предлага в различни шестоъгълни листови форми, струва повече от други материали, но има по-добра дисперсия и механично задържане на свойствата при същите натоварвания. Повърхностно-модифицираните типове с покрития от силан или стеаринова киселина ги правят по-малко водоотблъскващи-и по-добре съвместими с полимери, което прави по-високите цени си заслужават, защото с тях се работи по-лесно и издържат по-дълго.
Как действа магнезиевият хидроксид като пълнител, забавящ горенето?
Ендотермичен механизъм на разлагане
Химичен процес, наречен Mg(OH)₂ → MgO + H₂O, се случва, когато магнезиевият хидроксид се нагрее над 340 градуса. Този много ендотермичен процес отнема много топлина от зоната на горене, което понижава температурата на субстрата под точката, в която може да се запали. Освободените водни пари намаляват количеството въздух в предната част на пламъка и охлаждат газовете, които могат да се запалят в същото време. Магнезиевият хидроксид се различава от добавките, които са само реактивни и не могат да абсорбират топлина поради двойния си охлаждащ ефект.
Образуване на защитен слой Char
Чрез директно блокиране на източниците на въздух и топлина от неизгорял материал, остатъците от магнезиев оксид създават овъглена бариера върху полимерната повърхност, която задържа топлината. Този слой, който изглежда като керамика, спира преноса на топлина и освобождаването на летливи горива. Работи особено добре при телени обвивки и панели, където е важно да се запази структурата непокътната по време на пожар. Повърхностно-модифицираният магнезиев хидроксид подобрява адхезията и кохезията на овъглилите се, като прави връзката между полимери и пълнители по-силна.
Практически насоки за дозиране за промишлени приложения
В полипропиленовите съединения, получаването на класификация на пламък UL 94 V-0 обикновено изисква 55–65% натоварване с фини-частици магнезиев хидроксид (D50 1.5–2,5 µm). Ниско{9}}димните, безхалогенни-телеви материали запазват гъвкавостта, като балансират 50–60% натоварване с пластификатори и свързващи агенти. По-високи натоварвания (60–70%) могат да бъдат подложени на твърди употреби като алуминиеви композитни панели, без да се отслабва тяхната механична якост. Техническите екипи трябва да извършват тестове за смесване в малък мащаб, за да намерят най-добрите нива на натоварване за прозореца на обработка, механичните свойства на материала и целевите разходи.
Ръководство за доставка на магнезиев хидроксид като огнезащитни пълнители
Оценка на минерални спрямо химически степени
Минералнимагнезиев хидроксид, 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%) и контролирана шестоъгълна кристална форма. В сравнение с неправилните минерални битове, шестоъгълните листови форми осигуряват по-добра механична опора. Това е особено полезно при промишлени пластмаси, които трябва да бъдат устойчиви на пламък и да имат висока якост на удар.
Оценка на техническите възможности на доставчика
Успехът на снабдяването зависи от това какво може да направи доставчикът освен намирането на суровини. Производителите на химически магнезиев хидроксид трябва да покажат, че са експерти в технологиите за модифициране на повърхността, като силанови свързващи агенти, обработки с титанат или покрития с мастни киселини, които правят много по-лесна съвместната работа на пълнителите и полимерите. Усъвършенстваният контрол на качеството се показва чрез аналитични инструменти като лазерен анализ на размера на частиците, сканираща електронна микроскопия за проверка на морфологията и термичен гравиметричен анализ за профилиране на разлагането. Henghao Technology има много съоръжения за тестване и лаборатории за приложения, които помагат при формулирането на най-добрите продукти за широка гама от полимерни системи.
Стабилност на веригата за доставки и географско снабдяване
Веригите за доставка на минерален магнезиев хидроксид са уязвими към загуба на запаси от руда, което е основен рисков фактор за купувачите, които зависят от един източник на доставки. Този риск се намалява чрез преминаване между минерални и химически степени. Използването на саламура с морска вода или бишофит в химичния синтез ни дава начин да направим материал, който не зависи от минерални запаси, които са ограничени. Цените на товарите, търговските правила и промените във валутата са всички географски фактори, които трябва да се вземат предвид. Изграждането на взаимоотношения с производители, които могат да извършват както обработка на минерали, така и химически синтез, ви дава опции за закупуване на неща, когато пазарът е надолу.
Услуги за персонализиране и техническа поддръжка
Водещите доставчици ви позволяват да персонализирате повърхностната обработка за работа с полипропилен, полиетилен, полиамид или еластомери. Пред-формите за диспергирани мастербачи намаляват директната обработка и правят смесването по-ефективно за компании, които нямат много тежко-оборудване за смесване. Помощта за инженеринг на приложения ускорява разработването на рецепти чрез коригиране на проблеми с процеси като твърде много мощност, натрупване на матрица или дефекти на повърхността. Тези-услуги с добавена стойност си струват малките такси, които начисляват, защото намаляват времето за разработка и разходите за допускане на грешки.
Практически приложения и случаи на употреба в промишлеността на магнезиев хидроксид като огнезащитни пълнители
Производство на кабели без-дим-без халогени
Магнезиев хидроксид-Съединенията на базата на HFFR се превърнаха в стандартно решение за-критични за безопасността инсталации, замествайки PVC съставите. Чрез преминаване към 58% зареден химически магнезиев хидроксид в EVA/PE съполимерна обвивка, европейски производител на кабели намали плътността на дима със 78% и се отърва от емисиите на корозивни газове. Ограниченията на IEC 60754-1 за съдържанието на халогени и ограниченията на IEC 61034 за плътността на дима бяха изпълнени от състава, който остана гъвкав от -40 градуса до +90 градуса.
Производство на алуминиеви композитни панели
Производителите на фасади на сгради използват магнезиев хидроксид в полипропиленови сърцевини, за да получат оценки за пожароустойчивост по NFPA 285 и EN 13501 клас A. Производител на панели в Северна Америка използва модификатори на въздействието и UV стабилизатори заедно с 62% минерален магнезиев хидроксид, за да направи продукт, който може да издържи на 30-минутен огън без разслояване. Неорганичният пълнител работи като рентабилен разширител в същото време, като намалява използването на смола с 40% в сравнение с формулировките, които не са напълнени, като същевременно осигурява по-добра стабилност на размерите.
Десулфуризация на димни газове и пречистване на отпадъчни води
В допълнение към използването му в полимери, промишлен-клас магнезиев хидроксид защитава околната среда при химическа обработка и производство на енергия. Неговите алкални свойства неутрализират киселинната природа на серния диоксид в системите за пречистване на димни газове. По-добре е от варовиковата каша, защото реагира по-бързо и прави магнезиев сулфат, който може да се продава. Вместо да боравят с опасната сода каустик или негасена вар, пречиствателните станции за отпадъчни води използват суспензии от магнезиев хидроксид, за да променят рН и да отстранят тежките метали.
Нововъзникващи хибридни огнезащитни системи
Все повече и повече нови технологии комбинират магнезиев хидроксид с -добавки, забавящи горенето, или наноглини, за да работят по-добре заедно. Нова формула за вътрешна част на автомобил намалява общото количество забавител на горенето от 65% на 52% чрез смесване на 45% магнезиев хидроксид със 7% разширяващ се графит. Това отговаря на стандартите UL 94 V-0, като същевременно прави повърхността да изглежда по-добре и намалява теглото. Тези хибридни подходи отговарят на нуждите на индустрията от материали, които могат да се използват за повече от едно нещо и осигуряват пожарна безопасност, издръжливост и производителност.
Заключение
По-лесно е да закупите подходящите пълнители и добавки за забавяне на горенето за противопожарна безопасност на работното място, когато знаете разликата между двете. В много ситуации,магнезиев хидроксидможе да се използва като гъвкав, високо{0}}зареждащ пълнител, който ефективно гаси пламъците чрез охлаждане и образуване на овъглил. В зависимост от нуждите на приложението, условията на обработка и целевите разходи, минералният брусит на прах и химически синтезираните видове имат своите предимства. За да направите добра покупка, трябва да разгледате техническите умения на доставчика, стабилността на източника на руда за различни степени на минерали и знанията как да промените повърхността за химически вариации. Магнезиевият хидроксид става все по-важен в производството на кабели, строителни материали и инженерни пластмаси, тъй като предприятията преминават към не-халогенирани, екологично чисти забавители на горенето.
ЧЗВ
Какви нива на натоварване с магнезиев хидроксид са необходими за оценка UL 94 V-0?
Колко магнезиев хидроксид е необходим на даден продукт, за да бъде класифициран като UL 94 V-0? За да получите класификация UL 94 V-0, полиолефиновите съединения обикновено трябва да съставляват 55–65% от теглото. Въпреки това, точните необходими количества зависят от вида на полимера, разпределението на размера на частиците и всички синергични добавки, които се добавят. По-фините частици (D50 < 2µm) правят материала да работи по-добре и в сравнение с по-големите класове, те може да изискват 5-8 процентни точки по-малко натоварване.
Как се сравнява магнезиевият хидроксид с алуминиевия трихидрат за кабелни приложения?
Когато става дума за кабели, как се сравнява магнезиевият хидроксид с алуминиевия трихидрат? Температурата на разлагане на магнезиевия хидроксид е 340 градуса, което позволява обработката на пластмаси с по-висока-температура като полипропилен. От друга страна, температурата на разпадане на алуминиевия трихидрат е 200 градуса, което ограничава употребата му до полиетилен. Магнезиевият хидроксид също оставя след себе си по-малко пепел, което прави дългосрочните електроизолационни качества на проводниците по-добри.
Могат ли минералният и химическият магнезиев хидроксид да се използват взаимозаменяемо?
Може ли магнезиев хидроксид да се използва вместо магнезиев оксид? И двата вида пълнители могат да предпазят нещата от запалване, но химическите класове са по-чисти и имат по-добър контрол върху формата си, което означава, че запазват механичните си свойства по-добре и ги разпределят по-равномерно. За по-малко предизвикателни употреби, които могат да се справят с по-широк диапазон от изисквания, минералният брусит на прах е рентабилна-опция. Когато превключвате между степени, най-добре е да направите тест за техническо валидиране.
Партньор с Henghao Technology за надеждно снабдяване с магнезиев хидроксид
Henghao Technology Development (Hangzhou) Co., Ltd. е специализиран продавач на магнезиев хидроксид повече от 20 години. Те предлагат както минерален брусит на прах, така и химически видове магнезиев хидроксид, които могат да се използват в огнезащитни състави. Ние предлагаме минерални класове с фини-частици, хексагонални химически варианти и повърхностно-модифицирани опции, които работят най-добре с полиолефинови, инженерни пластмасови и еластомерни системи. Когато купувате директно от фабриката, вие пропускате надценките, които идват от посредници.
Това ви позволява да получите конкурентни цени, без да жертвате качеството. Вашите инженери по формулиране и екипи за техническа поддръжка работят заедно, за да намерят най-добрите нива на натоварване, параметри на обработка и резултати от тестове за пожар. За вашите проекти за разработка на ниско{2}}димни халогени-без забавяне на горенето, изпратете имейлinfo@henghaopigment.comза да получите продуктови спецификации, групови ценови оферти или безплатни примерни комплекти за оценка.
Референции
1. Hull, TR, & Witkowski, A. (2011). Огнеустойчивост на полимерни материали. CRC Press.
2. Rothon, RN, & Hornsby, PR (2014). „Забавящи горенето ефекти на магнезиевия хидроксид“. Полимерно разграждане и стабилност, 54 (2-3), 383-385.
3. Dasari, A., Yu, ZZ, & Mai, YW (2015). „Фундаментални аспекти и скорошен напредък по отношение на износването/надраскването в полимерните нанокомпозити.“ Материалознание и инженерство R, 63 (2), 31-80.
4. Morgan, AB, & Gilman, JW (2013). „Преглед на забавянето на горенето на полимерни материали: приложение, технология и бъдещи насоки.“ Пожар и материали, 37 (4), 259-279.
5. Laoutid, F., Bonnaud, L., Alexander, M., Lopez-Cuesta, JM, & Dubois, P. (2009). „Нови перспективи в огнезащитните полимерни материали: от основите до нанокомпозитите.“ Материалознание и инженерство R, 63 (3), 100-125.
6. Bourbigot, S., & Duquesne, S. (2007). „Огнеупорни полимери: Последни разработки и възможности.“ Journal of Materials Chemistry, 17 (22), 2283-2300.
