Sa larangan ng halogen-free flame-retardant cable materials,magnesium hydroxide (MDH)ataluminum hydroxide (ATH)ay ang dalawang mainstream filling flame retardant, at ang kanilang pagpili ay direktang nakakaapekto sa flame retardant grade, processing performance, long-term reliability, at gastos ng cable. Ang artikulong ito ay batay sa mekanismo ng thermal decomposition, crystal morphology, at mga katangian sa ibabaw. Ito ay sistematikong ikinukumpara ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawa sa mga tuntunin ng temperatura ng agnas, kahusayan sa pagpigil ng apoy, mga mekanikal na epekto, pagkakabukod ng kuryente, at paglaban sa kapaligiran, pati na rin ang mga partikular na sitwasyon ng aplikasyon. Nagbibigay ito ng balangkas sa paggawa ng desisyon ng siyentipikong pagpili at mga diskarte sa pag-optimize ng tambalan.
· Aluminum Hydroxide (ATH, Al(OH)₃):
· Temperatura ng agnas: Mababa, humigit-kumulang 180-220 ℃, nagsisimula ng endothermic decomposition, na may peak sa paligid ng 205 ℃.
·Halaga ng pagsipsip ng init: medyo mataas, mga 1050 J/g.
·Equation ng reaksyon: 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O↑ (naglalabas ng humigit-kumulang 34.6wt% ng nakatali na tubig).
·Epekto: Ang mga makabuluhang epekto ng pagsipsip ng init, paglamig, at paglabas ng pagbabanto ng singaw ng tubig ay naglilimita sa paggamit nito sa mga sistema ng pagproseso ng mataas na temperatura, tulad ng peroxide crosslinking.
·Magnesium Hydroxide (MDH, Mg (OH) ₂):
· Temperatura ng agnas: medyo mataas, sa paligid ng 300-340 ℃, nagsisimula ng endothermic decomposition, na may peak sa paligid ng 330 ℃.
·Halaga ng pagsipsip ng init: humigit-kumulang 1300 J/g.
· Formula ng reaksyon: Mg(OH)₂ → MgO + H₂O↑ (naglalabas ng humigit-kumulang 31.0 wt% ng nakatali na tubig).
·Epekto: Ang mas mataas na thermal stability ay ginagawang angkop para sa mga cable material system na may mas mataas na temperatura sa pagpoproseso.
·Crystal morphology: Ang ATH ay karaniwang hindi regular na mala-plate o hugis diyamante; Ang MDH ay kadalasang hexagonal plate-like crystals. Ang MDH ay may mas mataas na kristal na tigas at medyo mas mataas na pagkasira sa mga kagamitan sa pagpoproseso.
·Enerhiya sa ibabaw: Parehong hydrophilic at may mahinang compatibility sa hydrophobic polymers. Ang pagbabago sa ibabaw (patong na may stearic acid, silane, titanate, atbp.) ay kinakailangan, at ang epekto ng pagbabago ay ang susi sa pagtukoy ng halaga ng pagpuno at panghuling pagganap.
|
Dimensyon ng pagganap |
Aluminum hydroxide（ATH） |
Magnesium hydroxide(MDH) |
Inspirasyon para sa mga Cable Application |
|
Pagproseso ng kakayahang umangkop |
Mababang temperatura ng decomposition, angkop lamang para sa mga system na may temperatura sa pagpoproseso na ≤ 200 ℃, tulad ng silane crosslinking, irradiation crosslinking, o bahagyang thermoplastic sheath na materyales. |
Mataas na thermal stability, na angkop para sa mga system na may temperatura sa pagpoproseso ng 180-300 ℃, tulad ng peroxide cross-linked polyethylene (XLPE) at high-temperature extruded sheaths. |
Pangunahing pamantayan sa pagpili: Pumili batay sa proseso ng produksyon ng cable (temperatura, puwersa ng paggugupit) nang maaga. |
|
Kahusayan ng flame retardant |
Mataas na halaga ng pagsipsip ng init, mahusay na epekto sa pagsugpo ng usok. Ngunit ang pagkamit ng parehong antas ng flame retardant (tulad ng UL94 V-0) ay karaniwang nangangailangan ng mas mataas na halaga ng pagpuno (60-65%). |
Mas mataas ang heat absorption sa bawat unit mass, at ang decomposition residue na MgO ay mas matatag sa mataas na temperatura, na nagreresulta sa isang mas mahusay na proteksiyon na epekto ng nabuong carbon layer. Karaniwan, ang halaga ng pagpuno ay bahagyang mas mababa kaysa sa ATH (55-65% ay maaaring makamit ang parehong epekto). |
Ang MDH ay may kaunting mga pakinabang sa anti dripping at suppressing post combustion, lalo na angkop para sa mataas na apoy retardant kinakailangan (tulad ng IEC 60332-3 Cat A). |
|
Impluwensya sa mga mekanikal na katangian |
Ang katigasan ay mababa, at ang paninigas na epekto sa polymer matrix ay mahina, ngunit ang mataas na pagpuno ay malaki pa rin ang nakakapinsala sa katigasan (na may pagbaba sa pagpapahaba ng bali). |
Ang mataas na tigas ng kristal ay nagreresulta sa isang mas makabuluhang paninigas na epekto sa matrix, at ang negatibong epekto sa lakas ng epekto at pagpahaba sa parehong halaga ng pagpuno ay karaniwang mas malaki kaysa sa ATH. |
Para sa mga application na nangangailangan ng mataas na kakayahang umangkop (tulad ng mga drag chain cable at robot cable), ang mataas na pagpuno ng MDH ay dapat gamitin nang may pag-iingat, o mabayaran ng mga elastic na substrate o pinagsama-samang mga pagbabago. |
|
Pagganap ng elektrikal |
Ang decomposition product na Al₂O₃ ay isang mahusay na insulator na tumutulong na mapanatili ang insulation resistance. Ngunit ang mataas na pagpuno ay maaaring magpakilala ng mga impurity ions, na nakakaapekto sa resistivity ng volume. |
Ang decomposition product na MgO ay mayroon ding magandang insulation at mas mababang moisture absorption kaysa sa Al₂O₃, na tumutulong na mapanatili ang mas matatag na mga katangian ng dielectric sa mahalumigmig na kapaligiran. |
Mahigpit na subukan ang electrical performance ng medium at high voltage insulation materials pagkatapos masipsip ng tubig. Ang MDH ay karaniwang nagpapakita ng mas mahusay na pangmatagalang katatagan ng kuryente. |
|
Acid resistance at precipitation resistance |
Ang nalalabi ng Al₂O₃ ay amphoteric at maaaring mag-react sa acidic o malakas na alkaline na kapaligiran. Ang pangmatagalang aplikasyon sa acidic na lupa ay dapat isaalang-alang. |
Ang nalalabi ng MgO ay alkaline at may mahinang resistensya sa acid, ngunit maaari nitong i-neutralize ang mga acidic na gas na ginawa ng pagkasunog (tulad ng HCl, SO₂), na kapaki-pakinabang para sa mga lugar na may mababang pangangailangan ng corrosive flue gas. |
Suriin ang acidity, alkalinity, at humidity ng kapaligiran sa paggamit ng cable (kemikal, tunnel, karagatan) at pumili ng mas matatag na sistema. |
|
Pag-aari ng pagsugpo sa usok |
Magaling. Ang ATH ay malawak na kinikilala bilang isa sa pinakamabisang pagsugpo ng usok, na may mas mababang output ng usok kaysa sa karamihan ng mga flame retardant. |
Napakahusay, ngunit sa parehong halaga ng pagpuno, ang epekto ng pagsugpo sa usok ay karaniwang bahagyang mas mababa sa ATH. |
Para sa mga lugar na may mahigpit na pangangailangan para sa toxicity ng usok tulad ng mga subway at matataas na gusali, ang mga formulation na batay sa ATH o ATH ay dapat bigyan ng priyoridad na pagsasaalang-alang. |
|
Densidad |
humigit-kumulang 2.42 g/cm³ |
humigit-kumulang 2.38 g/cm³ |
Ang densidad ng cable ng formula cable ay bahagyang mas mababa, na kapaki-pakinabang para sa pagbabawas ng timbang at halaga ng haba ng yunit. |
-Mga cable sa pagpoproseso ng mababang temperatura: PVC, malambot na EVA, mababang usok at halogen-free medium low temperature sheath, mga control cable
-Pangkalahatang mga kable ng gusali, mga kable ng dekorasyon sa bahay, mga panloob na mahinang kasalukuyang mga kable
-Sensitibo sa gastos, maraming dami, mga kinakailangan sa flame retardant V-1/V-2, flame retardant Class C/B
-Mahina ang flame retardant na mga sitwasyon na may mababang pagpuno, mataas na pagpahaba, at mataas na flexibility
-Sistema sa pagpoproseso ng mataas na temperatura: PP, XLPE, irradiation crosslinking, silane crosslinking TPE/TPU
-High end na mga senaryo sa seguridad: subway, high-speed rail, barko, nuclear power, tunnels, ospital, data center
-Mga bagong kable ng enerhiya: photovoltaic, imbakan ng enerhiya, lakas ng hangin, mga tambak na nagcha-charge, mga harness ng baterya ng kuryente
-Mataas na boltahe/mga cable ng komunikasyon: nangangailangan ng mataas na pagkakabukod, mababang dielectric, mababang usok, at mababang toxicity
-Matagal na panahon/mga kable na lumalaban sa init: 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ na grado
Inirerekomendang ratio: ATH: MDH=3:1~1:1
-Pagbabalanse ng window sa pagpoproseso at gastos
-Synergistic na pagpapabuti ng flame retardancy at pagsugpo ng usok
-Mas mahusay na mekanikal at extrusion na katatagan
-Maaaring matugunan ang mga mahigpit na pamantayan tulad ng Class A flame retardant, Class B1, UL VW-1, IEC 60332, atbp
Walang ganap na "superiority o inferiority" sa pagitan ng magnesium hydroxide at aluminum hydroxide sa mga cable materials, tanging "adaptation" lamang batay sa mga partikular na sitwasyon ng aplikasyon. Ang pagpili ay lumilipat mula sa empirismo patungo sa tumpak na paggawa ng desisyon batay sa data at mga mekanismo.
