첨가제가 LSZH 복합 성능에 미치는 영향: 난연제, 충전재 등

케이블 생산업체는 철도 프로젝트를 위해 LSZH 재킷 컴파운드를 인증하고 생산 첫 시간 내에 압출 표면이 거칠어지는 것을 관찰했습니다. 또 다른 구매자는 동일한 화합물이 실험실의 콘 열량계 테스트를 통과했지만 열 노화 후 인장 유지 요구 사항을 충족하지 못하는 것을 확인했습니다. 두 문제 모두 동일한 근본 원인인 첨가제로 거슬러 올라갑니다. 저연 무할로겐(LSZH) 화합물에서 수산화물 충진제 첨가, 상승제 선택, 커플링제 품질 및 가공 보조제 선택은 데이터 시트에 나타난 것보다 훨씬 더 많은 것을 결정합니다. 첨가제 패키지가 올바르면 화합물은 일관된 난연성, 적당한 연기, 부드러운 압출 및 안정적인 장기 역학을 제공합니다. 잘못된 경우 베이스 수지를 아무리 선택해도 케이블이 절약되지 않습니다.

LSZH 제제 프레임워크: 첨가제가 작용하는 곳

LSZH 화합물은 단순히 난연제가 뿌려진 폴리올레핀이 아닙니다. 실행 가능한 제제에는 폴리올레핀 베이스, 금속 수산화물 난연제, 시너지제 및 안정제 그룹, 공정 지향 첨가제의 4가지 기능 블록이 포함되어 있습니다. 기본 폴리머는 매트릭스를 제공합니다. 다른 모든 구성 요소는 재료가 연소되고, 연기가 나고, 흐르고, 노화되는 방식을 수정합니다. 케이블 생산업체의 경우 실제적인 질문은 의도한 응용 분야에 어떤 첨가제 선택이 가장 중요한지입니다.

각 가족은 다른 가족에게 영향을 미칩니다. 수산화물 충전재가 많을수록 난연성은 높아지지만 더 강력한 커플링 시스템과 더 세심한 윤활제 균형이 필요합니다. 따라서 배합은 절충안이며, 절충안은 화재 표준과 압출 라인 모두에 적합해야 합니다.

금속 수산화물 필러: 주요 난연 엔진

삼수산화알루미늄(ATH)과 이수산화마그네슘(MDH)은 LSZH 난연성의 핵심 요소입니다. 둘 다 높은 온도에서 흡열 방식으로 분해되고 수증기를 방출하며 가연성 가스를 희석시키는 무기 잔류물을 남깁니다. ATH는 대략적으로 분해되기 시작합니다. 180~200°C 이는 저온 가공에 적합하지만 고온 등급 및 가교 시스템에서의 사용이 제한됩니다. MDH는 약 분해됩니다. 330°C 이것이 방사선 가교 및 고온 LSZH 등급이 이에 의존하는 이유입니다.

ATH 대 MDH: 수산화물을 공정에 일치시키기

ATH와 MDH 사이의 선택은 처리 및 서비스 온도에 따라 결정됩니다. 실란 가교 및 조사 가교 화합물은 가공 중에 200°C보다 훨씬 높은 온도에 도달하므로 ATH는 조기에 물을 방출하고 공극을 생성합니다. MDH는 이러한 조건을 허용합니다. 190°C 미만에서 가공되는 열가소성 화합물의 경우 ATH가 여전히 더 비용 효과적인 옵션입니다. 분해 온도는 또한 화재 행동을 변화시킵니다. MDH는 ATH보다 나중에 화재에 작용하여 열 방출 곡선을 이동시킵니다.

로딩이 지배적인 변수입니다. 일반적인 LSZH 피복 화합물에서 수산화물 충전재는 절반 이상 총 제제 중량의 50~60wt%의 로딩에서 제한 산소 지수(LOI)는 35~45%로 올라가고 할로겐 함량은 거의 0으로 떨어집니다. 동시에 인장강도와 파단신율도 떨어진다. 컴파운드는 더 단단해지고 부서지기 쉬우며 압출이 더 어려워집니다. 이것이 LSZH 컴파운딩의 핵심적인 절충안입니다. 충전재 충전으로 얻은 모든 난연성 포인트에는 측정 가능한 연성이 필요합니다.

트레이드오프는 선형적이지 않습니다. 충전제 첨가량을 45wt%에서 60wt%로 늘리면 의미 있는 난연성을 얻을 수 있지만 파단 연신율은 대략 절반으로 줄어들고 가공 기간이 좁아집니다. 균형이 잘 잡힌 첨가제 패키지는 곡선을 올바른 방향으로 당깁니다.

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시너지 효과: 연기가 적고 숯이 강함

수산화물은 화염을 억제하지만 LSZH 표준이 요구하는 낮은 연기 밀도와 낮은 부식성을 자동으로 제공하지는 않습니다. 붕산 아연, 주석 기반 첨가제 및 특정 나노클레이와 같은 상승제는 수산화물 필러와 함께 작용합니다. 아연 붕산염은 아래의 폴리머를 보호하고 연기 발생을 줄이는 안정적이고 확장된 숯 층을 촉진합니다. 주석 화합물은 낮은 수산화물 함량에서도 연기를 줄이는 능력에 대해 수십 년 동안 연구되어 왔습니다. 하지만 그 효과는 폴리머 매트릭스와 분산 품질에 크게 좌우됩니다.

화합물을 평가할 때 산소 지수 너머를 살펴보십시오. 연기 밀도, 연기 독성 및 부식성은 철도, 해양 및 건물 응용 분야에 사용되는 특정 프로토콜에 따라 평가되며 시너지 패키지는 해당 테스트에서 화합물의 성능을 결정합니다. 좋은 LOI를 가진 제제라도 연기나 부식성 값이 사양을 벗어나면 실패할 수 있습니다.

방법 이해하기 LSZH 케이블의 연기 독성 및 부식성을 측정합니다. 구매자가 화재 안전 인증서를 더욱 확신을 갖고 해석할 수 있도록 도와줍니다.

커플링제 및 필러 분산: 눈에 보이지 않지만 결정적

표면 처리가 불량한 수산화물 필러는 폴리머의 모래처럼 거동합니다. 이는 뭉쳐서 응력 집중 지점을 생성하고 조기 균열을 유발합니다. 일반적으로 실란 또는 지방산 유도체인 커플링제는 무기 충전재와 유기 매트릭스를 연결합니다. 그 결과 인장 강도가 높아지고 신장률이 향상되며 수분 흡수가 낮아지고 미세 구조가 더욱 균일해지며 전기적 특성도 향상됩니다.

분산이 숨겨진 변수인 이유

분산은 실제로 많은 화합물이 실패하는 경우입니다. 제대로 분산되지 않은 필러는 거친 표면, 다이 축적 및 케이블 길이에 따른 일관되지 않은 기계적 특성을 생성합니다. 문제는 데이터 시트에는 거의 나타나지 않지만 생산 라인에서는 즉시 나타납니다. 잘 분산된 필러가 포함된 컴파운드는 더 깨끗하게 작동하고, 더 넓은 압출 창을 허용하며, 보다 일관된 벽 두께와 표면 마감으로 케이블을 제공합니다. 사이의 링크 필러 분산 및 압출 거동 원료 품질과 현장 성능을 연결하기 때문에 LSZH 가공에서 반복되는 주제입니다.

공극과 덩어리가 유전체 파손 위험이 있는 절연 용도의 경우 90°C LSZH 절연 화합물 잘 분산된 첨가제 시스템을 사용하면 얇은 벽 단열재에 필요한 기계적, 전기적 일관성을 제공합니다.

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가공 보조제 및 윤활제: 압출 제어 유지

LSZH 화합물은 전단에 민감하며 PVC보다 가공 범위가 더 좁습니다. 적절한 윤활이 없으면 용융물이 스크류와 배럴에 달라붙어 높은 마찰열을 발생시키고 거친 상어 피부 표면을 생성합니다. 내부 윤활제는 용융 점도를 감소시키는 반면, 외부 윤활제는 용융물과 금속 표면 사이의 마찰을 감소시킵니다. 복용량은 신중하게 조정해야 합니다. 너무 적으면 토크가 높아지고 표면 마감이 불량해집니다. 너무 많이 표면으로 이동하여 인쇄성에 영향을 미치고 단열재와 재킷 사이의 결합을 약화시킵니다.

수분 관리는 적층 기술과 생산 실무 사이의 접점에 있습니다. 수산화물 충전제는 친수성이므로 보관 중에 수분을 흡수한 화합물은 다공성의 튀는 자국이 있는 표면을 생성합니다. 압출기 운영자는 컴파운드 공급업체의 건조 권장 사항을 따라야 하며, 컴파운드 자체에는 운송 및 보관 중에 수분 흡수를 낮게 유지하는 포장이 필요합니다.

항산화제 및 안정제: 수십 년에 걸쳐 화합물 보호

케이블은 다음 용도로 계속 사용할 수 있을 것으로 예상됩니다. 20~30년 . LSZH 소재는 폴리올레핀 매트릭스의 열 산화와 도체와 접촉하는 구리로 인한 촉매 분해라는 두 가지 노화 문제에 직면해 있습니다. 산화방지제는 라디칼 연쇄 반응을 늦추는 반면, 구리 불활성화제는 금속 이온과 결합하여 산화를 촉진할 수 없습니다. 균형잡힌 안정기 패키지가 없으면 LSZH 단열재는 파단 신율을 빠르게 잃고 IEC 60811 또는 UL 1581과 같은 표준의 열 노화 요구 사항을 충족하지 못합니다.

구리 접점에는 표준 항산화제 이상의 것이 필요합니다.

절연 화합물은 구리 도체에 직접 닿으므로 안정제 시스템에는 라디칼 제거제뿐만 아니라 구리 불활성화제도 포함되어야 합니다. 그렇지 않으면 베이스 폴리머를 잘 선택하더라도 케이블의 수명이 단축됩니다. 이것이 바로 LSZH 화합물의 장기 기계적 및 전기적 사양 그들의 신선한 가치만큼 주목을 받을 만하다.

화재 테스트에서는 장기적인 성능이 보이지 않습니다. 구매자는 설계 수명이 긴 프로젝트의 화합물을 비교할 때 새로운 인장 수치뿐만 아니라 오래된 기계적 데이터도 요청해야 합니다.

Beyond Fire: 실제 서비스 조건을 위한 기능성 첨가제

서비스 환경은 더 많은 요구 사항을 추가합니다. 오일이 풍부한 지역의 케이블에는 내유성 조절 장치가 포함된 LSZH 재킷이 필요합니다. 옥외에 설치된 케이블에는 UV 안정 장치가 필요합니다. 추운 기후에서 작동하는 케이블에는 저온 유연성이 필요하며, 이는 화합물이 많이 채워지면 달성하기 어렵습니다. 이러한 기능적 요구 사항은 기본 폴리머만으로는 처리되지 않고 첨가제 패키지를 통해 처리됩니다.

우리의 내유성 LSZH 외피 화합물 수산화물 난연제 시스템을 호환성 패키지와 결합하여 윤활제와 연료가 있는 경우 재킷을 유연하고 균열 없이 유지하는 제제의 한 예입니다.

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이것이 화합물 선택의 의미

LSZH 화합물을 지정하는 구매자의 경우 실제 결론은 간단합니다.

• LOI를 개별 수치가 아닌 연기 밀도 및 부식성과 함께 비교하십시오.
• 수산화물 분해 온도를 케이블의 처리 및 사용 온도와 일치시키십시오.
• 최종 승인 전에 생산 시험을 실행하고 표면 거칠기, 다이 축적 및 토크 안정성을 관찰하십시오.
• 노화된 기계적 데이터, 특히 열 노화 후 신장률 유지에 대해 문의하십시오.
• 첨가제 시스템이 오일, UV 및 저온 조건을 포함한 사용 환경과 일치하는지 확인하십시오.

LSZH 화합물의 첨가제는 단지 무할로겐 라벨만 붙인 물질과 화재 시에도 안정적으로 작동하고 수십 년간의 사용에도 견디며 생산 라인에서 원활하게 작동하는 물질의 차이입니다. 30년 간의 케이블 소재 경험과 사내 실험실 테스트를 통해 당사는 건물, 통신, 전력, 운송 및 에너지 케이블용 LSZH 화합물을 공식화하고 단순한 데이터 시트가 아닌 각 공식의 근거를 공유합니다. 그 투명성은 화합물 품질의 실제 지표입니다.