Làm thế nào một hợp chất có thể giữ cho sản phẩm an toàn cháy nổ | Chất chống cháy đơn chất

Khi một bộ dây cáp hoặc bộ phận nhựa kỹ thuật mới không vượt qua được thử nghiệm đốt cháy theo phương thẳng đứng, phản ứng đầu tiên thường là thiết kế một gói chống cháy phức tạp hơn. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, một hợp chất là đủ. Chất chống cháy hydroxit kim loại, bao gồm nhôm hydroxit, magie hydroxit và các dạng khoáng chất tự nhiên của chúng, có thể khiến sản phẩm tự tuân thủ khi cấp độ và tải trọng được chọn chính xác. Bài viết này giải thích cách thức hoạt động của một chất, ý nghĩa thực tế của nó và thông số kỹ thuật nào quan trọng trước khi bạn đặt hàng.

Chất chống cháy đơn chất là gì và tại sao nó quan trọng

Chất chống cháy một chất là một hợp chất hóa học tự nó mang toàn bộ chức năng chống cháy mà không có chất hiệp đồng, chất đồng phụ gia hoặc thành phần chống cháy thứ hai. Điều này giúp phân biệt nó với các hệ thống halogen hóa hoặc các gói kích thích, thường yêu cầu hai hoặc ba thành phần hoạt tính để hoạt động cùng nhau.

Các lựa chọn đơn chất phổ biến nhất là hydroxit kim loại vô cơ. Nhôm hydroxit (Al(OH)3) và magie hydroxit (Mg(OH)2) chiếm ưu thế vì chúng không chứa halogen, tương đối tiết kiệm và dễ kết hợp thành nhựa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn, chất phủ và chất đàn hồi. Các loại khoáng chất tự nhiên như brucite, một dạng kết tinh của magiê hydroxit và hydromagnesite, một hydroxit magiê cacbonat ngậm nước, cũng được coi là các chất đơn lẻ và ngày càng được chỉ định khi các nhà sản xuất muốn có nguyên liệu thô gốc khoáng.

Làm thế nào một hợp chất ngăn chặn ngọn lửa

Chất chống cháy hydroxit kim loại hoạt động trong pha ngưng tụ thông qua các cơ chế vật lý thay vì can thiệp vào quá trình hóa học của ngọn lửa ở pha khí. Cả hai cơ chế đều được kích hoạt khi hydroxit đạt đến nhiệt độ phân hủy, nhiệt độ này thấp hơn nhiệt độ bắt lửa của polyme xung quanh.

Phân hủy thu nhiệt làm nguội vật liệu

Khi đun nóng, hydroxit bị phân hủy và hấp thụ một lượng nhiệt lớn. Nhôm hydroxit phân hủy ở khoảng 180-220 °C và giải phóng khoảng 34% trọng lượng của nó dưới dạng hơi nước. Magiê hydroxit và brucite phân hủy sau đó, ở khoảng 300-340 °C, giải phóng khoảng 31% nước tính theo trọng lượng với entanpy phân hủy cao hơn khoảng 1,3 kJ/g. Nhiệt hấp thụ trong phản ứng này làm nguội bề mặt polymer và làm chậm quá trình tạo ra các chất bay hơi dễ cháy, do đó vật liệu mất nhiều thời gian hơn để bắt lửa.

Lớp khí trơ và oxit chặn đám cháy

Hơi nước thoát ra làm loãng nồng độ khí dễ cháy gần bề mặt, trong khi oxit kim loại còn lại, alumina từ ATH và magie từ MDH, tích tụ thành một rào cản giống như gốm. Rào cản đó cách nhiệt chất nền, làm chậm quá trình truyền nhiệt vào polyme và giúp duy trì hình dạng của bộ phận. Hiệu ứng này hơi khác một chút với hydromagnesite, chất này giải phóng cả hơi nước và carbon dioxide ở các giai đoạn trên khoảng 250 ° C và để lại dư lượng oxit-cacbonat.

Tại sao một hợp chất đơn lẻ thường đánh bại hỗn hợp nhiều thành phần

Kết luận thực tế rất đơn giản: đối với phần lớn các ứng dụng, một hydroxit kim loại đơn được lựa chọn tốt sẽ đáng tin cậy hơn, dễ kiểm soát hơn và không đắt hơn công thức pha trộn. Nguyên nhân bắt nguồn từ thực tế sản xuất.

• Ít biến số hơn trong sản xuất. Một thành phần có nghĩa là một bộ độ tinh khiết, kích thước hạt và khả năng chịu ẩm cần theo dõi. Nguy cơ biến đổi theo từng đợt do tương tác giữa hai chất phụ gia sẽ biến mất.
• Không có phản ứng đối kháng. Các gói nhiều thành phần đôi khi tương tác với các chất màu, chất bôi trơn hoặc chất tẩy axit theo cách làm ảnh hưởng đến khả năng chống cháy hoặc độ ổn định lâu dài. Một chất duy nhất sẽ loại bỏ loại vấn đề đó.
• Tình trạng quy định đơn giản hơn. Hầu hết các hydroxit kim loại đã được chấp nhận trong vật liệu điện, ô tô và xây dựng và không bị hạn chế áp dụng cho một số sản phẩm gốc halogen hoặc phốt pho.
• Hồ sơ khói và ăn mòn sạch hơn. Khi hỏa hoạn xảy ra, hệ thống hydroxit kim loại tạo ra ít khói hơn và không có axit halogen, điều này rất quan trọng đối với máng cáp, phương tiện vận chuyển và không gian hạn chế.

Sự đánh đổi là mức độ tải. Hydroxit kim loại thường phải được sử dụng ở mức 40-65% trọng lượng để đạt UL 94 V-0 hoặc mức xếp hạng tương đương và tải trọng cao như vậy ảnh hưởng đến độ bền kéo, khả năng chống va đập và hình thức bề mặt. Do đó, nhiệm vụ thiết kế thực sự không phải là lựa chọn giữa một hợp chất đơn lẻ và một hỗn hợp mà là lựa chọn loại và kích thước hạt phù hợp.

Lựa chọn chất chống cháy đơn chất phù hợp

Việc lựa chọn bắt đầu với nhiệt độ xử lý của polyme. Nếu chất phụ gia bị phân hủy trong quá trình trộn sẽ tạo bọt, tạo mùi và mất khả năng chống cháy. Đối với polypropylen được xử lý ở nhiệt độ gần 230-240 °C, nhôm hydroxit là ranh giới và magie hydroxit hoặc brucite là lựa chọn thông thường. Đối với các hợp chất PVC, EVA hoặc polyolefin được xử lý dưới 200°C, ATH hoạt động tốt. Đối với polyamit được xử lý ở 260-280 °C, magie hydroxit tổng hợp thường được ưu tiên hơn vì nhiệt độ phân hủy cao hơn và ở đây là magie hydroxit tổng hợp có độ tinh khiết cao siêu mịn mang lại sự cân bằng tốt nhất giữa độ ổn định nhiệt và độ phân tán.

Nhà cung cấp, nhà máy sản xuất Magiê Hydroxide tổng hợp có độ tinh khiết cao siêu mịn ZF-21 - Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Giang Tô Zhuofeng - Các nhà cung cấp và nhà máy sản xuất Magiê Hydroxide tổng hợp có độ tinh khiết cao siêu mịn tùy chỉnh... Xem sản phẩm →

Độ tinh khiết và kích thước hạt là những quyết định tiếp theo. Vết sắt, natri và clorua ảnh hưởng đến điện trở suất thể tích và điện trở theo dõi, vì vậy cáp điện và khai thác cáp các ứng dụng yêu cầu cấp độ tinh khiết được kiểm soát. Một nhôm hydroxit siêu mịn cấp điện với mức độ tạp chất được quản lý chặt chẽ được thiết kế cho chính xác tình huống này.

Nhà cung cấp ZF-102 nhôm Hydroxit chống cháy cấp điện siêu mịn Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Giang Tô Zhuofeng - Nhà cung cấp Nhôm Hydroxit chống cháy Cấp điện Siêu mịn ZF-102 tùy chỉnh... Xem sản phẩm →

Trước khi hoàn thiện công thức, hãy xác nhận đặc điểm phân hủy của loại ứng viên bằng phân tích nhiệt trọng lượng và so sánh nó với nhiệt độ nóng chảy thực tế của hợp chất của bạn. Yêu cầu phân bổ kích thước hạt hoàn chỉnh, không chỉ một giá trị d50 duy nhất và kiểm tra giấy chứng nhận về độ ẩm, sắt, natri và clorua. Bốn tham số này gây ra hầu hết các bất ngờ về hiệu suất trong sản xuất.

Trường hợp sử dụng chất chống cháy đơn chất

Các hợp chất này xuất hiện trong các ngành công nghiệp nơi hành vi không có halogen, mật độ khói và sự ổn định về chi phí cũng quan trọng như chính chỉ số chống cháy.

• Dây và cáp. Các hợp chất cách điện và vỏ bọc sử dụng tải lượng ATH hoặc MDH cao để đáp ứng IEC 60332 hoặc các yêu cầu tương tự không có halogen.
• Ống co nhiệt. Ống thành mỏng cần các hydroxit hạt mịn có thể tồn tại khi kéo dài và định hướng mà không có khuyết tật bề mặt.
• Nhựa kỹ thuật. Các bộ phận PA và PP cho vỏ điện, đầu nối ô tô và vỏ thiết bị dựa vào MDH hoặc brucite để có trạng thái V-0.
• Thiết bị chữa cháy. Ống mềm, vòi phun và vỏ cần có khả năng chống cháy cộng với khả năng chống tia cực tím và mài mòn.
• Profile gỗ-nhựa. Hydroxit khoáng tăng gấp đôi vai trò là chất độn, cải thiện đặc tính cháy và độ ổn định kích thước với chi phí cạnh tranh.

Trong các sản phẩm xây dựng và ngoài trời có khối lượng lớn, nơi giá mỗi kg chiếm ưu thế, các lựa chọn khoáng chất tự nhiên sẽ trở thành lựa chọn riêng. A brucite magiê hydroxit không chứa halogen hiệu quả về mặt chi phí có thể đóng vai trò vừa là chất chống cháy vừa là chất độn, đó là lý do tại sao nó xuất hiện thường xuyên trong các công thức gỗ-nhựa.

Nhà cung cấp, nhà máy sản xuất Brucite Magiê Hydroxide ZF-73 không chứa halogen hiệu quả về mặt chi phí Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Giang Tô Zhuofeng - Các nhà cung cấp và nhà cung cấp Brucite Magiê Hydroxide không chứa halogen hiệu quả về chi phí tùy chỉnh ... Xem sản phẩm →

Những điều cần xác minh trước khi mua

Bởi vì hợp chất đơn lẻ mang toàn bộ chức năng an toàn cháy nổ nên những khác biệt nhỏ về chất lượng cũng có những hậu quả to lớn. Hãy hỏi nhà cung cấp năm mặt hàng sau:

1. Đường cong đo nhiệt lượng phù hợp với cửa sổ xử lý của bạn.
2. Phân bố kích thước hạt hoàn chỉnh, không chỉ là giá trị d50.
3. Giấy chứng nhận phân tích bao gồm sắt, natri, clorua và độ ẩm.
4. Kết quả thử nghiệm về polyme cơ bản thực tế ở mức tải dự định so với tiêu chuẩn mục tiêu, chẳng hạn như UL 94 hoặc IEC 60332.
5. Một cam kết bằng văn bản về tính nhất quán theo từng đợt đối với cấp độ cụ thể.

Nhà cung cấp có phòng thử nghiệm ứng dụng có thể tạo ra dữ liệu đó một cách nhanh chóng và điều chỉnh điểm nếu lần thử đầu tiên không thành công. Chúng tôi thảo luận chi tiết hơn về khía cạnh thực tế của quá trình lựa chọn này trong phần đánh giá của chúng tôi về tối ưu hóa an toàn cháy nổ với chất chống cháy đơn chất tùy chỉnh .

Một hợp chất có thể giữ cho sản phẩm an toàn khi cháy, miễn là nhiệt độ xử lý, cửa sổ nạp và chất lượng cấp được tôn trọng. Bắt đầu với nhiệt độ nóng chảy của polyme, xác định tiêu chuẩn cháy cần thiết, sau đó đánh giá các loại ứng cử viên bằng các thử nghiệm đốt cháy và trộn thực tế. Trong hầu hết các trường hợp, công thức đơn giản nhất cũng là công thức dễ đủ điều kiện, mua và sao chép nhất.