En la producció de cobertes de cable,hidròxid de magnesifunciona com un retardant de flama-sense halògens que es descompon endotèrmicament a temperatures elevades, alliberant vapor d'aigua per refredar les zones de combustió i suprimir la formació de fum. Aquest compost inorgànic s'integra a les matrius de polímers com el polietilè i el PVC durant la composició, creant materials de cable lliures de -halogens de fum-que compleixen estrictes estàndards de seguretat contra incendis alhora que mantenen la integritat mecànica i el compliment del medi ambient en les aplicacions d'infraestructura elèctrica.
Comprensió de l'hidròxid de magnesi i el seu paper en la producció de cobertes de cable
Aprendre sobre l'hidròxid de magnesi i com s'utilitza per fabricar cobertes de cable. Aquesta substància inorgànica es troba al centre de la fabricació moderna de filferro i cable a causa de l'evolució cap a materials de cable més segurs i eco-ecològics arreu del món. Quan els gestors de compres i els enginyers tècnics miren les opcions de retardadors de flama, és important saber quines són les propietats bàsiques d'aquest material perquè puguin prendre decisions de compra intel·ligents.
Característiques químiques i físiques
L'hidròxid de magnesi (Mg(OH)₂) és una pols blanca i cristal·lina que és molt estable a altes temperatures. Dues maneres principals d'elaborar el material li donen propietats diferents: la pols de brucita a base de mineral-que s'obté i es refina de dipòsits de mineral natural, i les versions sintetitzades químicament que es fan a partir de salmorra o biscòfita com a matèries primeres. La síntesi química fa estructures de cristall hexagonals amb formes de partícules controlades, que poden assolir nivells de puresa de més del 99%. Mitjançant els processos de mòlta, la preparació de minerals crea opcions més barates amb millors rangs de mida de partícules. Tots dos tipus s'utilitzen en entorns industrials que necessiten un rendiment retardant de flama fiable sense productes químics halogenats.
Mecanisme de retard de flama
La capacitat d'apagar focs funciona mitjançant la descomposició endotèrmica, que comença a uns 340 graus. Durant la combustió, la substància emet molècules de vapor d'aigua que refreden les coses que l'envolten i fan que els gasos inflamables de la zona de combustió siguin menys concentrats. Aquest sistema dos-en-alenteix la propagació de les flames i redueix la densitat del fum, que són dos factors de seguretat molt importants en edificis i fàbriques segellats. El trihidrat d'alumini es descompon a 200 graus, però aquest material es descompon a una temperatura més alta, la qual cosa permet processar-lo a temperatures d'extrusió més elevades necessàries per als termoplàstics industrials utilitzats en els compostos de revestiment de filferro.
Impacte en el rendiment del cable
Tant la seguretat com les qualitats funcionals es milloren utilitzant la formulació adequada. Quan s'aplica calor, el vapor d'aigua s'escapa i forma una capa aïllant al voltant dels cables interns. Això manté el circuit intacte durant els incendis. Quan es barregen amb materials polimèrics en la quantitat adequada, els graus modificats-de superfícies tractades són més flexibles i tenen una resistència a la tracció més alta que els farcits minerals en brut. Els fabricants de cables diuen que l'ús de graus químics de-partícules fines amb mides mitjanes de partícules inferiors a 2 micròmetres condueix a millors característiques de processament, com ara menys acumulació de matrius i un acabat superficial més llis.
Avantatges clau de l'hidròxid de magnesi en la fabricació de cables industrials
Quan els equips de contractació examinen altres opcions ignífugues, han de prendre decisions difícils que equilibrin el rendiment, la seguretat, el cost i la seguretat de la cadena de subministrament. Els avantatges següents mostren per quèhidròxid de magnesiés l'opció més popular per a compostos de cables amb poc-halògens-fums a tot el món.
Aquests són els principals avantatges que estan impulsant el creixement en la fabricació de filferro:
Compliment normatiu: aquest retardant de flama s'utilitza en les cobertes de cables que compleixen les normes IEC 60332, UL 1581 i altres estàndards internacionals de seguretat contra incendis. Les normes de la Unió Europea que limiten l'ús de materials halogenats en béns de construcció han accelerat el procés d'especificació en projectes de construcció empresarial. Els laboratoris de proves sempre diuen que els cables amb nivells de càrrega del 60 al 65% compleixen els requisits d'índex d'oxigen superiors al 28%, el que significa que es poden utilitzar en instal·lacions amb classificació plena-.
Perfil de seguretat ambiental: només s'alliberen vapor d'aigua i òxid de magnesi durant la descomposició. Són substàncies no-tòxiques i no-corrosives. Les opcions halogenades, en canvi, desprenen clorur d'hidrogen i altres gasos tòxics que danyen l'electrònica i posen en perill les persones durant els incendis d'edificis. Els oficials de sostenibilitat posen aquest material al capdavant de la llista per als projectes d'edificació ecològica que volen obtenir la certificació LEED i seguir les normes RoHS.
Millora de les propietats mecàniques: els compostos que s'elaboren i es barregen adequadament amb agents aglutinants i modificadors de superfície es mantenen flexibles a temperatures que oscil·len entre -40 graus i 105 graus. Els fabricants de cables fets amb compostos de poliolefines diuen que els cables poden estirar-se més del 200% abans de trencar-se. Això significa que poden complir amb els estrictes requisits d'instal·lació per tirar a través de sistemes de conductes. L'efecte de reforç mineral fa que el material sigui més resistent al desgast, la qual cosa augmenta la seva vida útil en entorns industrials.
Tots aquests avantatges ajuden amb els problemes que es plantegen amb la compra, com ara el risc legal, la responsabilitat mediambiental i assegurar-se que els productes sempre funcionen de la mateixa manera. Cada cop més, els departaments tècnics fan d'aquest sistema-resistent a la flama l'estàndard per a tots els nous dissenys de cables. Això obliga els gestors de compres a trobar proveïdors qualificats.
Procés de producció: integració de l'hidròxid de magnesi en la fabricació de funda de cable
Perquè els passos de mescla i extrusió del procés de producció de la funda de filferro funcionin sense problemes, cal un control precís. Conèixer aquests problemes de producció ajuda les persones que compren hidròxid de magnesi a jutjar les habilitats i els processos de qualitat dels proveïdors.
Selecció de matèries primeres i control de qualitat
Els fabricants de compostos de cable obtenen pols de brucita mineral o graus que es fabriquen químicament, depenent de les necessitats de rendiment i els objectius de costos. Els graus minerals amb mides de partícules D50 d'entre 1,5 i 2,0 micròmetres fan que els cables-de propòsit general siguin menys propensos a incendiar-se a baix cost. Per a usos d'alt rendiment-, calen graus químics amb un valor D50 inferior a 1,5 micròmetres i una forma de placa hexagonal que millori la dispersió. Abans de deixar que els materials entrin en la producció de compostos, els laboratoris de control de qualitat s'asseguren que el contingut d'humitat és inferior al 0,3%, que les partícules s'estenen uniformement i que la prova de pèrdua al foc confirmi els nivells de puresa.
Tècniques de compostatge i dispersió
Les extrusores de doble-cargol barregen el retardant de flama amb plàstics de base de copolímer de polietilè o etile-acetat de vinil a nivells de pes del 60 al 68%. En aquest important pas de mescla, els agents d'acoblament de silà connecten químicament la superfície de farciment artificial a la matriu del polímer. Això evita que les fases es separin i millora les propietats mecàniques. Els cargols entrellaçats contra-rotatius amb zones de cisalla elevada distribueixen el material de manera uniforme i trenquen els grumolls en trossos més petits. Quan es fabriquen compostos que compleixen estàndards elevats, tracten les superfícies amb àcid esteàric o titanat per reduir la viscositat de la fosa i facilitar el treball amb els compostos.
Paràmetres d'extrusió del cable
El compost farcit es treballa en línies d'extrusió de jaqueta que s'escalfen a 160 graus a 190 graus, depenent del tipus de polímer. Com que es descompon a una temperatura més alta que el trihidrat d'alumini, es pot utilitzar en més processos i produeix menys restes quan es descompon. Els dissenys de matriu de creueria mantenen el mateix gruix de la paret al voltant dels paquets de conductors, i els accessoris de refrigeració impedeixen que es formi la cristalinitat, la qual cosa afecta la flexibilitat del material. Els principals fabricants de cables han implantat sistemes de control de diàmetre de bucle tancat-que canvien la velocitat de l'extrusora en funció de mesures làser. Això fa possible complir amb la tolerància de ± 0,05 mm per a les dimensions necessàries per als equips de terminació automatitzats.
Diverses companyies mundials de cable han canviat les seves línies de productes senceres a fórmules-sense halògens utilitzant graus sintetitzats químicament. Diuen que les taxes de fracàs en les proves de foc són un 15-20% més baixes que amb les antigues formulacions de trihidrats d'alumini. Aquestes implementacions mostren que la fabricació pot funcionar en entorns amb molts productes.
Comparació de l'hidròxid de magnesi amb altres retardants de flama per al revestiment de cables
Quan els equips tècnics examinen diferents opcions de supressió de flama, han de sospesar els avantatges i els contres de cadascuna d'elles en funció del rendiment, les necessitats de processament, el cost i la disponibilitat de subministrament a llarg termini-. Aquesta comparació us ofereix una manera de prendre decisions sobre quins materials utilitzarhidròxid de magnesisistemes basats.
Rendiment versus trihidrat d'alumini
Tots dos materials funcionen com retardants de flama endotèrmics deixant sortir vapor d'aigua, però diferències importants fan que un material sigui millor per a alguns usos que per a altres. La temperatura de descomposició més alta de 140 graus permet treballar amb plàstics industrials, com la poliamida i algunes mescles de poliolefines que necessiten temperatures d'extrusió més altes. El trihidrat d'alumini continua sent una manera-eficaç de fer productes de PVC que s'escalfen per sota dels 200 graus . Les proves de densitat de fum mitjançant els protocols ASTM E662 mostren que els sistemes basats en magnesi-produeixen un 30-40% menys de fum, la qual cosa és un gran avantatge per a aplicacions de trànsit com el material mòbil ferroviari i els vaixells marins on s'apliquen regles estrictes sobre la toxicitat del fum.
Anàlisi de cost-efectivitat
La pols de brucita processada-mineral sol ser entre un 15 i un 25% més barata que les qualitats de fabricació química, però és possible que s'hagin de canviar les quantitats de càrrega per obtenir el mateix rendiment al foc. Els gestors de compres que compren més de 500 tones de graus minerals cada any negocien preus de 800 a 1200 dòlars per tona mètrica, mentre que els productes de síntesi química amb tractament superficial avançat costen entre 1500 i 2200 dòlars per tona mètrica. El cost total de la formulació varia segons el nivell de càrrega. Els graus químics poden ser més cars, però la seva major eficiència de descomposició podria compensar-ho reduint la quantitat total de farciment utilitzat i augmentant les sortides de processament.
Consideracions de la cadena de subministrament
L'oferta de minerals-depèn de l'estabilitat del cos de mineral i de la durada de les operacions d'excavació. Per reduir el risc d'esgotament, els equips de compres que estan ampliant les seves bases de proveïdors haurien de buscar productors qualificats en més d'una àrea geogràfica. Això es deu al fet que se sap que els compradors que depenen d'una única font de proveïdors experimenten aquest problema. Les plantes de síntesi química que utilitzen aigua de mar o salmorra com a matèries primeres poden subministrar productes químics de manera més fiable, però la producció es concentra entre un nombre més reduït de proveïdors globals perquè necessiten molt capital. Els acords de subministrament a llarg termini-que prometen una quantitat determinada cada any mantenen els preus estables i asseguren que els subministraments estiguin disponibles quan la demanda augmenta.
Consideracions d'adquisició de l'hidròxid de magnesi en la producció de cables
Per trobar proveïdors adequats, heu de mirar detingudament les seves necessitats tècniques, financeres i d'enviament. El marc següent ajuda els fabricants de cables a prendre decisions sobre què comprarhidròxid de magnesisubministraments.
Especificacions de grau industrial
Per a aplicacions de funda de cable, s'utilitzen materials de qualitat industrial-resistents a la flama-en lloc de materials farmacèutics o de qualitat-alimentària que han de ser molt purs. Alguns factors estàndard importants són l'índex de blancor, la mida mitjana de les partícules (D50), la superfície específica mesurada pel mètode BET i la quantitat de metalls pesants que compleixen els límits RoHS. Els productes de síntesi química tenen un millor control sobre la distribució de partícules quan el nombre d'abast és inferior a 1,5. Això fa que la regularitat de la dispersió sigui millor de lot a lot. Els graus minerals s'han de filtrar per eliminar partícules de +45 micres que fan imperfectes les superfícies de les extrusions de parets fines-.
Criteris de qualificació del proveïdor
Fa 20 anys que comprem productes d'arreu del món i hem après que aquestes són les qualitats més importants d'un proveïdor. Els sistemes de qualitat ISO 9001 asseguren que el control estadístic del procés i el seguiment de lots registrats estan al seu lloc. El registre REACH per al mercat europeu mostra la voluntat de seguir les normes. Els proveïdors haurien de poder fer més del que compren cada any almenys tres vegades, de manera que es puguin adaptar als canvis de la demanda. Els proveïdors estratègics són diferents dels comerciants de productes bàsics perquè ofereixen suport tècnic i laboratoris d'aplicació per provar nous compostos.
Requisits logístics i de manipulació
En funció de la quantitat necessària, el material es presenta en bosses de 25 kg, supersacks de 500 kg o grans camions pneumàtics. La manera correcta d'emmagatzemar les coses en un magatzem manté les barreres d'humitat al seu lloc perquè les propietats higroscòpiques poden augmentar el contingut d'humitat per sobre del 0,5%, cosa que pot afectar el funcionament de les coses en un incendi o durant el processament. Les fitxes de dades de seguretat enumeren els equips de protecció personal, com ara màscares antipols, que s'han de fer servir quan es manipulen bosses. Els nostres procediments de garantia de qualitat avaluen la humitat, la mida de les partícules i el pH dels lots entrants per assegurar-se que compleixen les especificacions abans de posar-los en producció. Aquest és un control molt important que evita que els problemes succeeixin més endavant en el procés.
Conclusió
L'ús dehidròxid de magnesien la producció de cobertes de cable és un gran pas endavant en la tecnologia de seguretat contra incendis. Proporciona un retard de flama-sense halògens que compleix estàndards globals més estrictes i s'adapta a les necessitats ambientals i de rendiment. Els professionals de la compra han de comparar la pols de brucita a base de minerals-i els graus sintetitzats químicament en funció dels requisits de rendiment de la seva cartera d'aplicacions, les necessitats de processament i els paràmetres de cost.
Els proveïdors estratègics que poden satisfer-les necessitats de producció a llarg termini es poden identificar mitjançant les seves cadenes de subministrament estables, l'ajuda d'experts i els sistemes de qualitat-ben desenvolupats. A mesura que els fabricants de cables es dirigeixen cap a materials lliures d'halògens-con menys fum, trobar fonts fiables de qualitats químiques i minerals els ofereix més opcions de compra i redueix el risc en una àmplia gamma de productes.
PMF
Quin nivell de càrrega d'hidròxid de magnesi es requereix en els compostos de cables?
Es necessita entre un 60 i un 68% en pes del material en les fórmules de jaqueta de cable per obtenir valors d'índex d'oxigen superiors al 28% i superar les proves d'índex d'oxigen limitant segons ASTM D2863. Els nivells de càrrega més baixos d'un 55% poden ser suficients per a capes d'aïllament més fines on les limitacions d'espai limiten la quantitat de farciment que es pot utilitzar. Tanmateix, encara es necessiten proves de rendiment al foc per assegurar-se que l'aïllament és adequat per al tipus de cable que s'utilitza i com s'ha instal·lat. Aquest nivell d'hidròxid de magnesi és fonamental per al compliment de la seguretat.
Com afecta la mida de les partícules el rendiment del compost del cable?
Les partícules més petites, de menys de 2 micròmetres, s'estenen millor, reduint la viscositat de la fosa i millorant l'acabat superficial. Quan es tracta de propietats mecàniques, els graus químics amb D50 al voltant d'1,0 a 1,5 micròmetres funcionen millor que els graus minerals més gruixuts a 3-5 micròmetres. També és important que les partícules estiguin repartides uniformement. Les distribucions estretes eviten partícules grans que poden danyar la superfície de les extrusions de precisió que necessiten un acabat suau per als equips de manipulació automatitzats.
Es poden combinar graus minerals i químics en formulacions?
Els fabricants de compostos barregen els dos tipus per obtenir la millor funció i preu. Una composició híbrida comuna utilitza un 40% de grau químic per facilitar els processos i un 60% de grau mineral per estalviar diners, donant com a resultat qualitats de rendiment intermèdies. Quan barregeu, heu d'assegurar-vos que els processos de superfície encara funcionen junts i que els intervals de mida de partícules ajuden el processament en lloc de fer-ho més difícil.
Col·labora amb un proveïdor d'hidròxid de magnesi de confiança
Henghao Technology Development (Hangzhou) Co., Ltd.té tipus de pols de brucita mineral i hidròxid de magnesi sintetitzat químicament que són els millors per utilitzar-los en beines de filferro. Durant els darrers 20 anys, hem treballat amb fabricants de cables de 33 països per establir sistemes de qualitat que garanteixin la coherència de lot a lot, assistència tècnica per al desenvolupament de compostos i logística que permeten programes de lliurament només-a-temps.
No importa si les vostres necessitats són qualitats minerals de baix cost-o productes de síntesi química d'alt rendiment- amb modificacions de superfície avançades, els nostres enginyers d'aplicacions treballaran amb els vostres equips tècnics per elaborar les millors fórmules. Contacteinfo@henghaopigment.comper parlar de les teves necessitats amb un fabricant amb molta experiència que vol ajudar la teva empresa a tenir èxit. Podeu trobar fitxes tècniques detallades i informació d'especificacions a henghaocolor.com.
Referències
1. Harper, Charles A. (2004). Manual de materials de construcció per a la protecció contra incendis. McGraw-Hill Professional Publishing.
2. Rothon, Roger N. (2017). Farcits per a aplicacions de polímers. Springer International Publishing.
3. Troitzsch, Jürgen H. (2004). Manual d'inflamabilitat dels plàstics: principis, regulacions, proves i aprovació. Publicacions Hanser.
4. Hull, T. Richard i Kandola, Baljinder K. (2009). Retard al foc dels polímers: noves estratègies i mecanismes. Reial Societat de Química.
5. Beyer, Günter (2005). "Propietats ignífugues dels nanocomposites d'EVA- i millores mitjançant la combinació de nanocarrets amb trihidrat d'alumini". Foc i materials, volum 29, número 4.
6. Laoutid, Fouad et al. (2009). "Noves perspectives en materials polimèrics ignífugs: des dels fonaments als nanocomposites". Ciència i enginyeria dels materials: R: Informes, volum 63, número 3.
