125℃ силановый сшитый безгалогенный малодымный огнестойкий полиолефиновый мастербатч завод

Если брать наш 125℃ силановый сшитый безгалогенный малодымный огнестойкий полиолефиновый мастербатч – многие думают, что главное это температура 125°C в названии. На деле же ключевое это именно силановый сшитый механизм, который дает стабильность при длительном нагреве, а не просто кратковременное сопротивление. Часто заказчики путают с пероксидным сшиванием, потом удивляются, почему в тонкостенных кабелях появляются микротрещины после полугода эксплуатации.

Почему именно силановое сшивание для безгалогенных составов

Когда мы начинали разработки для ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов, пробовали разные варианты. Пероксидное сшивание давало хорошую начальную прочность, но в условиях переменной влажности – особенно для кабелей, прокладываемых в тоннелях – через 8-10 месяцев появлялось отслоение изоляции. Перешли на силановый сшитый вариант, хотя пришлось перестраивать всю линию экструзии.

Заметил интересный момент: если в рецептуре даже 0.5% неправильного совместителя – при силановом сшивании вместо равномерной сетки получаются комки, которые видны на срезе под микроскопом. В zhxclkj.ru сейчас используют модифицированный полиолефин с увеличенным содержанием винильных групп – это как раз для улучшения кинетики сшивания без перехода на более агрессивные катализаторы.

Кстати, о катализаторах – мы в прошлом году провели серию испытаний с оловоорганическими соединениями. Результат: да, скорость сшивания выше, но при длительном нагреве до 110-115°C начинается постепенная деструкция. Вернулись к классическим титанатам, хотя они требуют более точного дозирования.

Безгалогенный – не значит просто убрать хлор

Видел много 'безгалогенных' составов, где просто убирали хлорированные парафины и добавляли тригидрат алюминия. Дымность действительно падает, но огнестойкость – особенно в вертикальной прокладке – оставляет желать лучшего. В наших разработках для ООО Чэнду Чжанхэ пошли по пути комбинации фосфитов и специально подобранных силиконовых модификаторов.

Интересный случай был с кабелем для метро – заказчик требовал одновременно низкую дымность и сохранение гибкости после теплового старения. Стандартные антипирены на основе гидроксидов давали слишком жесткий состав после 168 часов при 135°C. Пришлось разрабатывать систему, где фосфорорганические соединения работают в паре с азотсодержащими синергистами – получилось достичь КПД по дымности на уровне 78% при сохранении эластичности.

Сейчас на https://www.zhxclkj.ru в разделе продукции есть как раз такие разработки – серия LSNH-125 с улучшенными показателями по дымности без потери механических свойств после теплового старения.

Температурный режим 125°C – где подвох

Цифра 125°C в названии мастербатча – это не максимальная температура эксплуатации, а температура длительной работоспособности с сохранением всех свойств. Многие почему-то считают, что кабель можно кратковременно нагревать и до 150°C – технически да, но после такого воздействия степень сшивания увеличивается еще на 8-12%, что приводит к росту модуля упругости и снижению ударной вязкости.

Помню, как пришлось переделывать партию для одного завода – они использовали наш полиолефиновый мастербатч в кабелях для сталелитейного цеха, где периодически были тепловые удары до 140°C. Через полгода – массовые жалобы на растрескивание изоляции в местах изгиба. Пришлось вводить дополнительную стадию контроля степени сшивания для таких условий.

Сейчас в новых разработках для особых условий мы закладываем запас по степени сшивания – не 75-80%, а 65-70%, чтобы оставался ресурс для дополнительного сшивания при перегревах. Это решение как раз родилось после того случая.

Про дымность и огнестойкость – практические наблюдения

Когда тестируем малодымный огнестойкий состав по стандартным методикам – все выглядит идеально. Но в реальном пожаре в кабельном коллекторе видел интересный эффект: кабели с разными 'малодымными' составами вели себя совершенно по-разному. Наши разработки с комбинированной системой антипиренов давали действительно плотный, но не едкий дым, в то время как некоторые европейские аналоги – хотя и имели хорошие лабораторные показатели – при реальном горении выделяли едкие продукты.

Для ООО Чэнду Чжанхэ мы специально разработали методику ускоренного старения в условиях повышенной влажности перед испытаниями на дымность – потому что в реальности кабели годами лежат в кабельных каналах с конденсатом, и только потом может возникнуть пожар. Оказалось, что некоторые 'малодымные' добавки после такого старения теряют до 40% эффективности.

Сейчас в новых партиях полиолефинового мастербатча используем микрокапсулированные антипирены – они хоть и дороже, но сохраняют эффективность даже после 3000 часов в условиях 95% влажности.

Технологические нюансы производства

При производстве силанового сшитого мастербатча самое сложное – не сама рецептура, а обеспечение равномерности распределения компонентов. Если на этапе смешения появляются зоны с разной концентрацией силановых модификаторов – при экструзии получим участки с разной степенью сшивания. Визуально кабель может выглядеть нормально, но при тепловом старении проявятся все дефекты.

На zhxclkj.ru в описании технологического процесса есть важный момент – использование многоступенчатой системы смешения с вакуумированием на финальной стадии. Это как раз для решения проблемы неравномерности. Мы пришли к этому после того, как в 2019 году была возвращена крупная партия кабеля для железной дороги – при монтаже в жарком климате изоляция местами 'плыла'.

Сейчас контролируем не только стандартные параметры, но и дисперсность распределения катализатора – если видим, что в пробе есть агломераты крупнее 5 микрон, отправляем на переработку, даже если основные показатели в норме. Дорого, но дешевле, чем переделывать готовый кабель.

Что в перспективе для таких материалов

Сейчас многие переходят на более высокотемпературные серии – 150°C, но для большинства применений 125℃ силановый сшитый вариант остается оптимальным по соотношению цена/качество. Проблема в том, что для 150°C уже нужны совершенно другие полимерные основы – и стоимость вырастает в 2.5-3 раза.

В ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов сейчас экспериментируют с наноглинами в составе мастербатча – предварительные результаты показывают, что можно улучшить показатели по дымности еще на 15-20% без потери других характеристик. Но технологически это очень сложно – наноглины имеют тенденцию к агломерации именно в силановых системах.

Лично я считаю, что будущее за гибридными системами, где безгалогенный малодымный состав сочетается с интумисцентными добавками – чтобы при превышении температурного порога формировалась не просто зола, а плотный коксовый слой. Но это пока на стадии лабораторных исследований – слишком сложно совместить такую систему с технологией силанового сшивания.