150℃ силановый сшитый безгалогенный малодымный огнестойкий полиолефиновый мастербатч

Вот этот самый мастербатч — если честно, многие до сих пор путают, где именно начинается его реальная работа при 150℃. Не просто термостабильность, а именно момент, когда силановый кросслинкинг выходит на пик эффективности без распада полиолефиновой основы.

Разбираем по косточкам: почему именно 150℃

Начну с температуры — цифра не с потолка. В кабельных линиях при перегрузке как раз упираемся в 130-150℃, и тут обычные антипирены начинают 'плыть'. Наш 150℃ силановый сшитый безгалогенный малодымный огнестойкий полиолефиновый мастербатч выдерживает 4 часа при 155℃ без потери степени сшивки. Проверяли на АПВГ-серии — после 20 циклов перегрузки изоляция не трескалась.

Коллеги из ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов как-то показывали графики потери текучести — их состав на 2-3% медленнее теряет вязкость при резких скачках температуры. Ссылаться не буду, но их сайт https://www.zhxclkj.ru есть в открытом доступе, там есть сравнительные таблицы.

Заметил нюанс: если ввести мастербатч в состав до 35% от массы компаунда, начинает работать эффект 'буферного слоя' — при перегреве сначала карбонизируется поверхность, а основа остаётся эластичной. Но это только при точном соблюдении pH среды смешивания.

Силановый кросслинкинг: где мы теряем эффективность

Самый больной вопрос — влажность. Даже 0.5% воды в гранулах перед экструзией снижает степень сшивки на 15%. Пришлось в цеху ставить дополнительные осушители на бункерах — без этого получали брак в дождливый сезон.

Кстати, ошибочно думать, что силановый сшитый состав работает только в толстостенных кабелях. В тонких оболочках до 0.8 мм он даёт интересный эффект — не даёт усадки при локальном перегреве, проверяли на кабелях для лифтов.

Однажды пробовали заменить импортный силановый модификатор на китайский аналог — вышло дешевле на 20%, но при 140℃ начиналось пожелтение. Вернулись к проверенному поставщику, хоть и дороже.

Безгалогенная концепция: не всё так однозначно

Здесь многие производители перестраховываются — сыпят в три раза больше антипиренов, чем нужно. А потом удивляются, почему кабель дубеет на морозе. Наш подход: комбинация гидроксида алюминия и фосфорорганики в соотношении 3:1, но именно в формате мастербатча — так нет седиментации при хранении.

Компания ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов в своих материалах серии с низким уровнем дымообразования использует похожую схему, но с добавлением молотого доломита — интересное решение, хоть и немного утяжеляет состав.

Важный момент: безгалогенные системы требуют особой чистоты сырья — даже следы хлора от упаковки могут испортить всю партию. Пришлось переходить на биг-бэги с полипропиленовыми вкладышами.

Малодымность: как мы снижали Ds до 120

По опыту скажу — дымообразование чаще зависит не от основного антипирена, а от вспомогательных стабилизаторов. Например, стеарат цинка даёт густой белый дым, хотя и дешевле. Перешли на кальций-цинковые стабилизаторы — дымность упала на 40%, но стоимость выросла.

На огневых испытаниях заметили интересный эффект — если ввести 2% меламина цианарата в малодымный огнестойкий состав, то при горении образуется более плотная коксовая корка. Правда, это работает только при точном соблюдении температуры экструзии — не выше 195℃.

Коллеги как-то жаловались, что их состав давал Ds 150 вместо заявленных 120. Оказалось — проблема в скорости охлаждения оболочки после экструдера. Пришлось переделывать систему водяного охлаждения.

Полиолефиновая основа: тонкости совместимости

Здесь главное — не испортить диэлектрические свойства. Мы используем специальный полиэтилен средней плотности с индексом расплава 2-3 г/10 мин. Если брать выше — при сшивке появляются поры.

Запомнился случай, когда заказчик требовал совместить наш полиолефиновый мастербатч с рециклатом — получили миграцию пластификатора на поверхность. Пришлось разрабатывать отдельную рецептуру с повышенным содержанием совместителя.

Сейчас экспериментируем с добавлением 5-7% этиленвинилацетата — улучшается ударная вязкость готовой оболочки, но пока не уверен насчет долговременной стабильности при 90℃.

Практические кейсы: что работает в реальных условиях

На объекте в Сочи кабель с нашим мастербатчем пролежал в грунте 3 года — при вскрытии изоляция сохранила эластичность, хотя обычные составы дубели. Думаю, это заслужа именно правильно подобранного пакета стабилизаторов.

А вот в химическом цеху были проблемы — пары кислот снижали огнестойкость. Добавили 3% микронизированного талька — ситуация улучшилась, но пришлось пожертвовать гибкостью.

Сейчас ведём переговоры с ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов по совместным испытаниям их инженерных пластиков с нашим мастербатчем — интересно, как поведёт себя композит в условиях Крайнего Севера.

Выводы, которые можно считать промежуточными

Если резюмировать — главное в таком мастербатче не отдельные компоненты, а их синергия. Иногда проще добавить дорогой модификатор, чем бороться с последствиями экономии.

Сейчас вижу тенденцию к ужесточению требований по дымообразованию — возможно, скоро придётся пересматривать всю рецептуру. Но это уже тема для следующего обсуждения.

Кстати, для тех, кто хочет глубже разобраться в теме — на сайте https://www.zhxclkj.ru есть неплохие технические отчёты по безгалогенным системам. Рекомендую посмотреть, особенно раздел по методам испытаний.