105℃ силановый сшитый безгалогенный малодымный огнестойкий полиолефиновый изоляционный мастербатч

Вот этот ваш мастербатч — на вид обычная гранула, а сколько с ней тонкостей. Многие думают, главное — температуру выдержать 105°C, а на деле даже партия полиолефиновой основы от разных поставщиков ведёт себя по-разному. У нас в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов как-то пробовали экономить на силан-сшивающем агенте — в итоге кабель на тепловом ударе трескался, пришлось переделывать всю партию.

Нюансы сшивки и температурные режимы

Силикановое сшивание — это вам не пероксидное, где всё предсказуемо. Запомнил на собственном опыте: если в мастербатче от ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов не выдержать влажность ниже 0,02%, реакция пойдёт с недосшивом. Как-то зимой запускали линию — в цехе конденсат, так изоляция после термокамеры стала крошиться. Пришлось сушилки дополнительные ставить.

Про температуру 105°C — это не просто цифра из ТУ. При тестах на https://www.zhxclkj.ru выяснили, что именно при таком режиме силановый сшитый материал сохраняет гибкость после ускоренного старения. Хотя для толстостенной изоляции лучше 115°C — но там уже начинается деструкция антипиренов.

Кстати, про антипирены. В нашем безгалогенном малодымном составе используем гидроксид алюминия мельчайшего помола. Но если дисперсия неравномерная — в одном месте изоляция плавится, в другом обугливается. Контроль на ЛСР-микроскопе обязателен для каждой партии.

Проблемы совместимости компонентов

Полиолефиновая основа — только кажется простой. Для огнестойкого полиолефинового изоляционного материала пробовали брать импортный сополимер — отлично сшивается, но дымность зашкаливает. Перешли на отечественный аналог с модифицированной молекулярной цепью — дымность упала до 28 Ds, правда, текучесть расплава пришлось корректировать пластификаторами.

Самое коварное — это реология мастербатча. Для тонкостенной изоляции нужна высокая текучесть, но при сшивке вязкость растёт неравномерно. Как-то на кабеле 0.5 мм2 получили ?апельсиновую корку? — весь брак пошёл в переработку. Теперь всегда делаем пробную экструзию с замером параметров Melt Flow Index.

Ещё момент — цветные маркеры. Для мастербатча с антипиренами не каждый пигмент подходит. Медьсодержащие стабилизаторы вступают в реакцию с зелёным пигментом — через месяц хранения гранулы коричневеют. Пришлось переходить на органические красители, хоть и дороже.

Особенности переработки на оборудовании

На старых советских экструдерах с длиной шнека 20D наш малодымный огнестойкий состав не выдаёт заявленных характеристик. Объясняем клиентам: нужно L/D не менее 28, иначе сшивка не завершится. Как-то пытались адаптировать рецептуру под короткий шнек — снизили содержание силана, но огнестойкость упала до V-1 вместо требуемых V-0.

Зоны термостатирования — отдельная головная боль. Если на третьей зоне температура ниже 95°C, силановые группы не активируются. Перегрели выше 110°C — начинается преждевременная сшивка в материальном цилиндре. Лучший вариант — каскадное регулирование с точностью ±1.5°C.

Про очистку оборудования после работы с таким мастербатчем — многие забывают. Остатки полимера гигроскопичны, за ночь впитывают влагу и при следующем запуске забивают фильеры. Мы теперь всегда продуваем линии азотом перед остановкой.

Контроль качества и типичные дефекты

Миграция добавок — бич всех полиолефиновых композиций. Как-то получили жалобу: через полгода хранения кабеля на поверхности выступил антипирен. Оказалось, использовали неподходящий стабилизатор теплового старения. Теперь все новые рецептуры тестируем на ускоренное старение при 135°C в течение 168 часов.

Электрические характеристики сильно зависят от дисперсии наполнителей. Помню случай, когда в одной партии изоляционного материала пробивное напряжение колебалось от 25 до 40 кВ/мм. При микроскопии увидели агломераты гидроксида алюминия — вибрационное сито засорилось при производстве мастербатча.

Показатель кислородного индекса — многие производители хитрят, добавляя дополнительные антипирены непосредственно в экструдер. Мы в ООО Чэнду Чжанхэ принципиально не практикуем такой подход — все компоненты сразу в мастербатче, хоть это и сложнее технологически. Зато стабильные 34-36% ОI в любой партии.

Практические кейсы применения

Для атомной станции делали кабели с таким мастербатчем — там дополнительно требовалась радиационная стойкость. Добавили специальные ингибиторы, но пришлось пожертвовать гибкостью. После облучения в 150 кГр материал становился хрупким на изгиб. Увеличили молекулярную массу полиолефина — проблема ушла, но усложнилась экструзия.

В метрополитене важна не только огнестойкость, но и малодымность. На испытаниях наш кабель с безгалогенным покрытием давал прозрачность 68% против 45% у стандартных ПВХ изоляций. Правда, пришлось дорабатывать рецептуру по устойчивости к истиранию — первоначальный вариант не проходил испытания на абразивном барабане.

Интересный случай был с судовой электропроводкой. Там требовалась стойкость к солевому туману. Обычные огнестойкие составы через 500 часов тестов покрывались белым налётом. Добавили модифицированный этилен-акрилатный сополимер — проблема решилась, хоть и пришлось пересматривать всю рецептуру мастербатча.

Эволюция рецептур и перспективы

За последние пять лет нам в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов пришлось трижды менять базовую рецептуру. Не потому что плоха была, а требования ужесточаются. Сейчас, например, по новым стандартам нужна не просто малодымность, а нетоксичность продуктов горения. Пришлось полностью отказываться от сурьмы в составе.

Перспективы вижу в нанокомпозитах. Экспериментировали с монтмориллонитом — улучшается и прочность, и огнестойкость. Но наночастицы сложно диспергировать в полиолефине, агломераты забивают фильеры. Пока довели до опытных партий, серийно не выпускаем.

Сейчас работаем над биоразлагаемыми вариантами — спрос появляется от европейских заказчиков. Проблема в том, что биоразлагаемые полимеры обычно горят хуже, чем обычные полиолефины. Пытаемся совместить с силановой сшивкой — пока получается нестабильно, но первые образцы уже проходят испытания в лаборатории на https://www.zhxclkj.ru.