Почему огнезащитный состав «гидроксид магния» так хорош?
Огнезащитный состав — это разновидность добавок, которые могут улучшить огнестойкость, самозатухание или дымоудаление легковоспламеняющихся или горючих материалов. С постоянным расширением областей применения полимерных материалов огнезащитная технология также привлекает все больше внимания людей. Вообще говоря, антипирены можно разделить на органические и неорганические категории, в промышленности пластмасс неорганические антипирены из-за хорошей термической стабильности, отсутствия испарения, отсутствия осадков, отсутствия агрессивных токсичных газов и других преимуществ, в последние годы быстрое развитие. Среди неорганических антипиренов гидроксид магния является популярным неорганическим антипиреном, разработанным в последние годы благодаря своим многофункциональным свойствам, таким как огнезащита, удаление дыма, предотвращение капания и наполнение.
I. Классификация гидроксида магния
Гидроксид магния можно разделить на метод механического измельчения (также известный как водный магнезит) и метод химического синтеза в соответствии с методом производства, при котором производственная мощность метода механического измельчения составляет 300 000-500 000 тонн, в основном сосредоточена в районе Ляонин. Метод химического синтеза можно разделить на гидротермальный метод, метод осаждения, метод гидратации оксида магния и так далее. Огнезащитный состав гидроксид магния в основном используется во всех видах резины и пластмассы, из которых наибольшее количество по-прежнему представляет собой ультрадисперсный гидроксид магния, полученный методом механического измельчения.
Ультрадисперсный гидроксид магния представляет собой класс неорганических антипиренов, изготовленных из природных магнезитовых минералов с помощью ультрадисперсного порошка и определенной обработки поверхности. Магнезит, производимый из магнезита, огнезащитного гидроксида магния, источника природных минералов, весь процесс обработки практически нулевой, можно сказать, что от источника до продукта соответствуют требованиям экологизации, нетоксичны и безвредны, экологически чистый огнезащитный состав, так известный как «зеленый огнезащитный антипирен для окружающей среды», имеет огромные перспективы применения на рынке.
II. Введение магнезита
Основным компонентом магнезита является гидроксид магния, который является одним из минералов с высоким содержанием магния в природе, теоретический состав: MgO 69,12%, H2O 30,88%. Водный магнезит относится к трехчастной кристаллической системе, обычные чешуйчатые агрегаты, иногда волокнистые агрегаты, поверхность раствора имеет перламутровый блеск, твердость 2,5, удельный вес 2,3~2,6 г/см³.
Китай является большой страной с ресурсами магния, огнезащитный состав на основе гидроксида магния обладает уникальными ресурсными преимуществами и хорошими рыночными перспективами. По статистическим данным, водные магнезитовые национальные запасы составляют около 25 миллионов тонн, из которых: Фэнчэн, провинция Ляонин, Куандианские запасы водных магнезитовых месторождений в 10 миллионов тонн, в настоящее время являются крупнейшими в мире водными магнезитовыми рудниками; Шэньси Хэймулин (запасы около 7,8 млн тонн), Цзилинь Цзиань (запасы более 2 млн тонн); Кроме того, в месторождениях водного магнезита также обнаружены Хэнань Сися, Цинхай Циляншань, Сычуань Цзяньшибао и другие места.
III. Огнезащитный механизм огнезащитного средства гидроксида магния
Неорганические антипирены обычно играют огнезащитную роль в газовой или конденсированной фазе. Механизм огнестойкости ультрадисперсного гидроксида магния можно резюмировать следующим образом:
1. Охлаждающий эффект
Гидроксид магния разлагается при нагревании, поглощая большое количество скрытого тепла, тем самым снижая фактическую температуру поверхности полимера, замедляя скорость растрескивания полимера, уменьшая образование горючих материалов.
2. Эффект разбавления
Гидроксид магния при тепле сгорания одновременно выделяет большое количество водяного пара, водяной пар является негорючим газом, может играть роль в разбавлении горючих газов и роль поверхности кислорода, что делает горение не может быть продолжено, чтобы играть эффект огнезащитного состава в газовой фазе. В то же время огнезащитный состав гидроксида магния в полимерной системе в количестве наполнения в определенной степени может также разбавлять концентрацию горючих материалов в твердой фазе, тем самым улучшая огнестойкость продуктов.
3. Эффект изоляции
Разложение гидроксида магния после нагрева с образованием слоя плотного слоя оксида магния, оксид магния представляет собой класс превосходных огнеупорных материалов, покрытие поверхности полимера может улучшить устойчивость полимера к пламени, чтобы играть роль предотвращения возгорания воздушной изоляции. Разложение оксида магния также способствует образованию на поверхности полимера углерода, углеродный слой также является отличным изоляционным слоем.
4. Эффект подавления дыма
Огнезащитный эффект гидроксида магния в основном проявляется в зоне разложения твердого вещества внешнего слоя зоны разложения твердого вещества, а область предварительного горения очень мала, что не влияет на сгорание горючего материала, поэтому образующийся дым относительно невелик. А внешний слой гидроксида магния дыма, выделяющегося при горении, также будет разлагаться водяным паром, образующимся в результате разбавления или абсорбции, поэтому он играет лучшую роль в устранении дыма.
В заключение можно отметить, что гидроксид магния представляет собой класс высокоэффективных антипиреновых добавок, обладающих огнезащитными, дымовыми, противокапельными, наполнительными и другими многочисленными функциями, не только может нейтрализовать кислотные коррозийные газы, образующиеся в процессе сгорания, но и не выделяет опасных веществ, это своего рода зеленый, экологически чистый антипирен.
IV. Преимущества антипирена гидроксида магния
Потому что гидроксид магния обладает хорошей термической стабильностью, не выделяет агрессивных газов, не улетучивается, имеет длительный эффект, не токсичен и стоит недорого. В то же время с гидроксидом алюминия температура термического разложения высока, огнезащитный механизм, способность к разложению, теплоемкость, карбонизация, способность подавления дыма, твердость, производственные затраты и т. д. имеют очевидные преимущества. Конкретно:
1. Энергия разложения гидроксида магния (1137 кДж/г) выше, чем у гидроксида алюминия (1117 кДж/г), а теплоемкость также на 7% выше, что способствует повышению эффективности антипирена.
2. Твердость гидроксида магния ниже, чем у гидроксида алюминия, а износ оборудования во время обработки меньше, что может продлить срок службы оборудования.
3. Термическая стабильность гидроксида магния лучше, чем гидроксида алюминия. Температура разложения гидроксида магния выше, около 340 ℃; в то время как температура разложения гидроксида алюминия составляет 220 ℃, поэтому гидроксид магния может выдерживать более высокие температуры обработки, что способствует ускорению скорости экструзии, особенно для обработки полимеров при более высоких температурах.
4. Гидроксид магния является своего рода добавкой и эффективным огнезащитным средством для подавления дыма, по сравнению с гидроксидом алюминия и другими аналогичными неорганическими антипиренами, он обладает лучшим эффектом подавления дыма.
5. Экспериментальные исследования показали, что гидроксид магния лучше, чем гидроксид алюминия, способствует эффекту карбонизации поверхности полимера, поэтому огнезащитный эффект лучше, чем гидроксид алюминия.
В связи с растущими требованиями к защите окружающей среды, мировая область разработки антипиренов представляет собой тенденцию к негалогенированию и низкому дымообразованию, в результате чего потребление основной части неорганического антипирена гидроксида магния быстро растет.
V. Сравнение преимуществ и недостатков гидроксида алюминия и гидроксида магния в качестве антипиренов
Гидроксид алюминия имеет некоторые недостатки как антипирен. Обычно его необходимо добавлять в больших количествах (более 60%) для эффективной огнестойкости, что может существенно изменить физические свойства материала, например, снизить прочность на растяжение и изгиб. Это также может затруднить обработку из-за увеличения вязкости материала и снижения текучести. Кроме того, гидроксид алюминия имеет относительно низкую температуру разложения (около 220°C), поэтому при высоких температурах он может рано разрушаться, влияя на термостойкость и стабильность материала.
Для сравнения, гидроксид магния имеет более высокую температуру разложения — около 340°C, что делает его более подходящим для высокотемпературной обработки. Его теплота разложения и теплоемкость превосходят гидроксид алюминия, что позволяет ему более эффективно охлаждать полимерные поверхности. Он также лучше справляется с уменьшением дыма во время сгорания. Однако гидроксид магния имеет высокую маслопоглощающую способность и плохо смешивается с полярными смолами, что может ослабить механические свойства материала. Он также имеет тенденцию впитывать влагу и требует защиты от влаги во время хранения. С другой стороны, гидроксид алюминия дешевле и его легче обрабатывать, но он не так эффективен, как гидроксид магния, в подавлении дыма и тепла.
VI. Нанесение антипирена гидроксида магния
Гидроксид магния, как вид зеленого и экологически чистого антипирена, широко используется в ПВХ, полиэтилене, каучуке EPDM и ненасыщенном полиэфире и представляет собой антипирен с низким содержанием дыма, не содержащий галогенов, дымоподавитель и наполнитель для конвейерных лент, вентиляционных каналов, оболочек проводов и кабелей, огнестойких алюминиево-пластиковых панелей, огнестойких пластиковых полов и огнестойких покрытий для угольных шахт.
1. Проволока и кабель (ПВХ)
Китай является большой страной производства кабелей из ПВХ, из которых огнестойкие кабели составляют около 60% кабельной продукции. Сгорание ПВХ будет разлагаться, что сопровождается выделением токсичного хлористого водорода и других кислых газов, что может привести к серьезным жертвам, а для наполнения поливинилхлорида используется антипирен гидроксида магния, который может адсорбировать токсичные газы. После добавления гидроксида магния кислородный индекс системы продукта повышается, в то время как скорость горения и количество дыма значительно уменьшаются, что придает продукту огнестойкость, устойчивость к дыму и высоким температурам, а также другие превосходные характеристики. Кроме того, он также может улучшить механические свойства, производительность обработки и электрические свойства композитных материалов.
2. Труба и профиль (полипропилен)
Из-за горючести полипропиленовых полимеров в рецептуру полипропилена огнестойкой марки обычно добавляют высокоэффективные антипирены. В то же время температура обработки полипропилена обычно превышает 200 ℃, а антипирен гидроксида магния может быть полностью сопоставим и является лучшим выбором для обработки этого типа продукта. Выбрав подходящий антипирен на основе гидроксида магния, можно не только улучшить прочность на изгиб и модуль упругости продукта, улучшить термостойкость продукта, но также удовлетворить требования к огнестойкости.
3. Полиолефиновые соединения (HFFR).
Полиолефиновые компаунды постепенно вытесняют компаунды на основе ПВХ и широко применяются в зонах с повышенными требованиями к дымности и токсичным выбросам, особенно на подземных трубопроводах, в общественных местах, изолированных проводах и кабелях и других помещениях. Эти материалы обрабатываются и производятся при высоких температурах, до 300°C. Материалы также используются в производстве электроприборов. В результате многие производители полиолефинов полагаются на гидроксид магния в качестве антипирена для получения плотного конечного продукта. Гидроксид магния улучшает технологичность продукта, обладает отличными механическими свойствами и высокой термической стабильностью.
4. Сшитый полиэтилен (XLPE).
Сшитый полиэтилен считается хорошим материалом во многих областях изоляции и трубопроводов. Высокая температура этого материала во время обработки делает гидроксид магния предпочтительным антипиреном, а гидроксид магния улучшает термическую стабильность продукта и усиливает блеск и яркость поверхности.
5. Резина
Резиновые изделия, в том числе конвейерные ленты, используемые в горнодобывающей промышленности, и шланги в коммунальном хозяйстве. Каучук сам по себе является очень легковоспламеняющимся веществом, поэтому в состав всех резиновых изделий должны входить антипирены, а некоторые неопреновые каучуки становятся еще более опасными из-за большого количества газообразного хлористого водорода, который может выделяться при горении, что делает пожар еще более опасным. Гидроксид магния адсорбирует токсичные газы и обеспечивает хороший эффект подавления дыма, обеспечивая отличную огнестойкость.
6. Силикон
Силикон используется в таких продуктах, как уплотнения, прокладки и кабели для электроники и электроприборов. Однако высокая горючесть силикона обусловливает необходимость добавления антипиреновых компонентов, наиболее подходящим в этом отношении продуктом является антипирен на основе гидроксида магния.
7. Полы и стеновые панели.
Стеновые панели и полы, обычно доступные сегодня на рынке, обычно изготавливаются на основе ПВХ или полиэтилена. Для создания безопасной домашней обстановки в материалы для пола на основе ПВХ обычно добавляют антипирены. Огнезащитный состав гидроксид магния может эффективно уменьшать дымность и поглощать кислые газы. Вертикальный характер стеновой плиты, которая может легко вызвать вертикальное возгорание, в сочетании с тем, что основа представляет собой полиэтиленовый полимер, делает еще более необходимым использование антипирена на основе гидроксида магния для замедления возгорания. Гидроксид магния может улучшить блеск и твердость продуктов, а также улучшить термостойкость и огнестойкость продуктов.
8. Огнезащитное покрытие
Термическое разложение гидроксида магния, температура обезвоживания составляет 420 ~ 520 ℃, температура и температура органического сгорания близки к ней, поэтому его можно использовать в качестве огнезащитного огнезащитного покрытия. При заливке в огнезащитное покрытие, в огне или даже под действием непрерывного пламени гидроксид магния не разлагается на газовые соединения и не сгорает, его высокая стабильность может играть длительную огнестойкую роль, поэтому огнезащитное покрытие обладает высокоэффективной теплоизоляцией и огнестойкостью.
9. Медная облицовочная плита.
Гидроксид магния при применении медной пластины может удовлетворить требования к высокой термостойкости продуктов, придавая продуктам отличные электроизоляционные свойства и улучшая их совместимость со смолой, поскольку улучшение поверхности и механических свойств медной пластины имеет очевидный эффект. Огнезащитная эффективность гидроксида, способность подавления дыма, небольшая твердость, небольшое трение на оборудовании помогают продлить срок службы оборудования.
10. Электрические части (полиамид)
Большинство изоляторов, выключателей, вилок и розеток должны соответствовать самым строгим стандартам пожарной безопасности. Добавление гидроксида магния в рецептуру полиамидных изделий улучшает технологическую текучесть изделий, превосходный внешний вид, придает им хорошие электрические и физические свойства и отличную термическую стабильность.
11. Другие приложения
Гидроксид магния часто используется в качестве огнезащитной добавки или огнезащитного наполнителя в клеях и может применяться при производстве солей магния, активированного оксида магния, тонкой керамики, теплоизоляционных материалов, рафинации сахара, агента десульфурации дымовых газов, антикоррозионных добавок к маслам, нейтрализатора сточных вод и так далее.
В заключение, огнезащитный состав на основе гидроксида магния является лучшим выбором в области пожарной безопасности благодаря своим многофункциональным преимуществам, включая огнестойкость, подавление дыма, противокапельные свойства и функции наполнения. Его экологически чистый характер и широкий спектр применения делают его очень подходящим для полимеров в современном мире, где защите окружающей среды уделяется все больше внимания. Компания YINSU Flame Retardant, специализирующаяся на исследованиях и разработках экологически чистых антипиренов, предлагает широкий спектр продуктов, таких как ADP со сверхтонким покрытием, сверхдисперсный высокодисперсный MCA, микрокапсулированные антипирены с красным фосфором и безгалогенные эффективные антипирены. Эти продукты разработаны для удовлетворения разнообразных потребностей рынка, особенно в области клеев, покрытий и других применений, обеспечивая превосходные огнестойкие характеристики, обеспечивая при этом соответствие экологическим требованиям и совместимость с материалами.
