¿Por qué es tan bueno el retardante de llama 'hidróxido de magnesio'?
Los retardantes de llama son un tipo de aditivos que pueden mejorar la retardación de llama, la autoextinción o la eliminación de humo de materiales inflamables o combustibles. Con la continua expansión de los campos de aplicación de los materiales poliméricos, la tecnología retardante de llama también ha atraído cada vez más la atención de la gente. En términos generales, los retardantes de llama se pueden dividir en categorías orgánicas e inorgánicas, en la industria del plástico, los retardantes de llama inorgánicos debido a su buena estabilidad térmica, sin volatilización, sin precipitación, sin gases tóxicos corrosivos y otras ventajas, en los últimos años, se han desarrollado rápidamente. Entre los retardantes de llama inorgánicos, el hidróxido de magnesio es un retardante de llama inorgánico popular desarrollado en los últimos años debido a sus múltiples funciones, como retardante de llama, eliminación de humo, antigoteo y relleno.
I. Clasificación del hidróxido de magnesio.
El hidróxido de magnesio se puede dividir en método de molienda mecánica (también conocido como magnesita de agua) y método de síntesis química según el método de producción, en el que la capacidad de producción del método de molienda mecánica es de 300.000 a 500.000 toneladas, concentradas principalmente en el área de Liaoning. El método de síntesis química se puede dividir en método hidrotermal, método de precipitación, método de hidratación con óxido de magnesio, etc. El retardante de llama de hidróxido de magnesio se utiliza principalmente en todo tipo de campos de caucho y plástico, de los cuales la mayor cantidad sigue siendo el hidróxido de magnesio ultrafino preparado mediante método de molienda mecánica.
El hidróxido de magnesio ultrafino es una clase de retardante de llama inorgánico elaborado a partir de minerales de magnesita naturales mediante polvo ultrafino y cierto tratamiento superficial. La magnesita producida por el retardante de llama de hidróxido de magnesio de magnesita, la fuente de minerales naturales, el procesamiento de todo el proceso es básicamente cero emisiones, se puede decir que desde la fuente hasta el producto cumplen con los requisitos de ecologización, no son tóxicos e inofensivos, el retardante de llama respetuoso con el medio ambiente, conocido como 'retardante de llama de protección ambiental verde', tiene enormes perspectivas de aplicación en el mercado.
II. Introducción de magnesita
El principal componente de la magnesita es el hidróxido de magnesio, que es uno de los minerales con alto contenido de magnesio en la naturaleza, la composición teórica es: MgO 69,12%, H2O 30,88%. La magnesita acuosa pertenece al sistema cristalino tripartito, agregados escamosos comunes, a veces en agregados fibrosos, su superficie de solución es brillo perlado, dureza 2,5, gravedad específica 2,3 ~ 2,6 g/cm³.
China es un gran país con recursos de magnesio, el retardante de llama de hidróxido de magnesio tiene ventajas de recursos únicas y buenas perspectivas de mercado. Según las estadísticas, las reservas nacionales de magnesita de agua de alrededor de 25 millones de toneladas, de las cuales: Fengcheng, provincia de Liaoning, reservas de depósitos de magnesita de agua de Kuandian de 10 millones de toneladas, son actualmente las minas de magnesita de agua más grandes del mundo encontradas; Shaanxi Heimulin (reservas de alrededor de 7,8 millones de toneladas), Jilin Ji'an (reservas superiores a 2 millones de toneladas); Además, Henan Xixia, Qinghai Qilianshan, Sichuan Jianshibao y otros lugares también se encuentran en depósitos de agua de magnesita.
III. Mecanismo retardante de llama del retardante de llama de hidróxido de magnesio.
Los retardantes de llama inorgánicos generalmente desempeñan un papel retardante de llama en fase gaseosa o en fase condensada. Para el retardante de llama de hidróxido de magnesio ultrafino, su mecanismo retardante de llama se puede resumir de la siguiente manera:
1. Efecto refrescante
El hidróxido de magnesio se descompondrá cuando se calienta, absorbiendo una gran cantidad de calor latente, reduciendo así la temperatura real de la superficie del polímero, disminuyendo la velocidad de craqueo del polímero y reduciendo la generación de materiales combustibles.
2. Efecto de dilución
El hidróxido de magnesio en el calor de la combustión al mismo tiempo libera una gran cantidad de vapor de agua, el vapor de agua es un gas no combustible, puede desempeñar un papel en la dilución de los gases combustibles y el papel de la superficie del oxígeno, lo que hace que la combustión no pueda continuar, para desempeñar el efecto de retardante de llama en fase gaseosa. Al mismo tiempo, el retardante de llama de hidróxido de magnesio en el sistema polimérico en la cantidad de relleno es mayor, hasta cierto punto, también puede diluir la concentración de materiales combustibles en la fase sólida, mejorando así el retardo de llama de los productos.
3. Efecto aislante
La descomposición del hidróxido de magnesio después del calor para generar una capa densa de óxido de magnesio, el óxido de magnesio es una clase de materiales refractarios excelentes, cubrir la superficie del polímero puede mejorar la resistencia del polímero a las llamas, para cumplir el propósito de prevenir la combustión del aislamiento del aire. La descomposición del óxido de magnesio también favorece la conversión de la superficie del polímero en carbono; la capa de carbono también es una clase de excelente capa aislante.
4. Efecto de supresión del humo
El efecto retardante de llama del hidróxido de magnesio ocurre principalmente en el área de degradación de sólidos de la capa exterior del área de degradación de sólidos y el área de precombustión del papel es muy pequeña, lo que hace que la combustión del material combustible no se vea afectada, por lo que el humo producido es relativamente pequeño. Y la capa exterior de hidróxido de magnesio del humo liberado por la combustión también será la descomposición del vapor de agua producido por la dilución o absorción, por lo que desempeña un mejor papel en la eliminación del humo.
En conclusión, se puede ver que el hidróxido de magnesio es una clase de aditivo retardante de llama de alta eficiencia, con retardante de llama, humo, antigoteo, relleno y otras funciones múltiples, no solo puede neutralizar los gases corrosivos ácidos producidos en el proceso de combustión, sino que tampoco emite sustancias peligrosas, es un tipo de retardante de llama ecológico y ecológico.
IV. Ventajas del retardante de llama de hidróxido de magnesio
Porque el hidróxido de magnesio tiene buena estabilidad térmica, no produce gases corrosivos, no se volatiliza, tiene un efecto duradero, no es tóxico y es económico. Al mismo tiempo, con el hidróxido de aluminio, su temperatura de descomposición térmica es alta, en el mecanismo retardante de llama, la capacidad de descomposición, la capacidad calorífica, la carbonización, la capacidad de supresión de humo, la dureza, los costos de producción, etc. tienen ventajas obvias. Específicamente:
1. La energía de descomposición del hidróxido de magnesio (1137 kJ/g) es mayor que la del hidróxido de aluminio (1117 kJ/g), y la capacidad calorífica también es un 7 % mayor, lo que ayuda a mejorar la eficiencia del retardante de llama.
2. La dureza del hidróxido de magnesio es menor que la del hidróxido de aluminio y el desgaste del equipo durante el procesamiento es menor, lo que puede extender la vida útil del equipo.
3. La estabilidad térmica del hidróxido de magnesio es mejor que la del hidróxido de aluminio. La temperatura de descomposición del hidróxido de magnesio es mayor, alrededor de 340 ℃; mientras que la temperatura de descomposición del hidróxido de aluminio es de 220 ℃, el hidróxido de magnesio puede soportar temperaturas de procesamiento más altas, lo que favorece la aceleración de la velocidad de extrusión, especialmente para el procesamiento de polímeros con temperaturas más altas.
4. El hidróxido de magnesio es un tipo de aditivo y retardante de llama supresor de humo eficiente. En comparación con el hidróxido de aluminio y otros retardantes de llama inorgánicos similares, tiene un mejor efecto de supresión de humo.
5. Los estudios experimentales han demostrado que el hidróxido de magnesio es mejor que el hidróxido de aluminio para promover el efecto de carbonización de la superficie del polímero, por lo que el efecto retardante de llama es mejor que el hidróxido de aluminio.
Con el creciente llamado a la protección del medio ambiente, el campo de desarrollo de retardantes de llama en el mundo presenta una tendencia de no halogenación y bajo nivel de humo, lo que hace que el consumo principal de retardantes de llama inorgánicos de hidróxido de magnesio esté aumentando rápidamente.
V. Comparación de las ventajas y desventajas del hidróxido de aluminio y el hidróxido de magnesio como retardantes de llama
El hidróxido de aluminio tiene algunos inconvenientes como retardante de llama. Por lo general, es necesario agregarlo en grandes cantidades (más del 60%) para lograr una resistencia al fuego efectiva, lo que puede cambiar significativamente las propiedades físicas del material, como reducir la resistencia a la tracción y a la flexión. También puede dificultar el procesamiento al aumentar la viscosidad del material y reducir la fluidez. Además, el hidróxido de aluminio tiene una temperatura de descomposición relativamente baja, de alrededor de 220 °C, por lo que puede descomponerse temprano en situaciones de alta temperatura, lo que afecta la resistencia al calor y la estabilidad del material.
En comparación, el hidróxido de magnesio tiene una temperatura de descomposición más alta, de aproximadamente 340 °C, lo que lo hace mejor para el procesamiento a alta temperatura. Su calor de descomposición y su capacidad calorífica son superiores a los del hidróxido de aluminio, lo que le permite enfriar las superficies del polímero de manera más efectiva. También hace un mejor trabajo al reducir el humo durante la combustión. Sin embargo, el hidróxido de magnesio tiene un alto valor de absorción de aceite y no se mezcla bien con resinas polares, lo que puede debilitar las propiedades mecánicas del material. También tiende a absorber la humedad y debe protegerse de la humedad durante el almacenamiento. El hidróxido de aluminio, por otro lado, es menos costoso y más fácil de procesar, pero no es tan eficaz como el hidróxido de magnesio para suprimir el humo y el calor.
VI. Aplicación de retardante de llama de hidróxido de magnesio.
El hidróxido de magnesio, como un tipo de retardante de llama ecológico y respetuoso con el medio ambiente, se usa ampliamente en PVC, polietileno, caucho EPDM y poliéster insaturado, y es un retardante de llama, supresor de humo y relleno para cintas transportadoras, conductos de ventilación, revestimientos de alambres y cables, paneles de aluminio y plástico ignífugos, pisos de plástico ignífugos y revestimientos resistentes al fuego para minas de carbón.
1. Alambres y cables (PVC)
China es un gran país en cuanto a cables de PVC, de los cuales, los cables retardantes de llama representan alrededor del 60% de los productos de cables. La combustión del PVC se descompondrá y se acompañará de la emisión de cloruro de hidrógeno tóxico y otros gases ácidos, que pueden causar víctimas importantes, y se utiliza retardante de llama de hidróxido de magnesio para llenar el cloruro de polivinilo, que puede adsorber los gases tóxicos. Después de agregar hidróxido de magnesio, el índice de oxígeno del sistema del producto aumenta, mientras que la velocidad de combustión y la cantidad de humo disminuyen significativamente, lo que le da al producto retardante de llama, resistencia al humo y a altas temperaturas y otras características superiores. Además, también puede mejorar las propiedades mecánicas, el rendimiento del procesamiento y las propiedades eléctricas de los materiales compuestos.
2. Tubería y perfil (polipropileno)
Debido a la inflamabilidad de los polímeros de polipropileno, generalmente se agregan retardantes de llama altamente eficientes a la formulación de polipropileno de grado retardante de llama. Al mismo tiempo, la temperatura de procesamiento del polipropileno generalmente excede los 200 ℃, y el retardante de llama de hidróxido de magnesio puede ser completamente comparable y es la mejor opción para procesar este tipo de producto. Al elegir el retardante de llama de hidróxido de magnesio adecuado, no solo se puede mejorar la resistencia a la flexión y el módulo de flexión del producto, mejorar la resistencia al calor del producto, sino también cumplir con los requisitos del retardante de llama.
3. Compuestos de poliolefina (HFFR)
Los compuestos de poliolefina están reemplazando gradualmente a los compuestos a base de PVC y se usan ampliamente en áreas con requisitos estrictos de humo y emisiones tóxicas, especialmente tuberías subterráneas, lugares públicos, alambres y cables aislados y otras áreas. Estos materiales se procesan y producen a altas temperaturas, hasta 300°C. Los materiales también se utilizan en la producción de electrodomésticos. Como resultado, muchos productores de poliolefinas dependen del hidróxido de magnesio como retardante de llama para producir un producto final denso. El hidróxido de magnesio mejora la procesabilidad del producto, tiene excelentes propiedades mecánicas y alta estabilidad térmica.
4. Polietileno reticulado (XLPE)
El polietileno reticulado se considera un buen material en muchos campos de aislamiento y tuberías. La alta temperatura de este material durante el procesamiento hace que el hidróxido de magnesio sea el retardante de llama preferido, y el hidróxido de magnesio mejora la estabilidad térmica del producto y realza el brillo y brillo de la superficie.
5. caucho
Productos de caucho, incluidas cintas transportadoras utilizadas en la industria minera y mangueras en servicios públicos. El caucho por sí solo es una sustancia muy inflamable, por lo que todos los productos de caucho deben formularse para incluir retardantes de llama, y algunos cauchos de neopreno se vuelven aún más peligrosos debido a las grandes cantidades de gas cloruro de hidrógeno que pueden liberarse durante la combustión, lo que hace que los incendios sean aún más peligrosos. El hidróxido de magnesio adsorbe los gases tóxicos y proporciona un buen efecto de supresión de humo, lo que le confiere un excelente retardo de llama.
6. Silicona
La silicona se utiliza en productos como sellos, juntas y cables para aparatos electrónicos y eléctricos. Sin embargo, la alta inflamabilidad de la silicona hace necesario añadir componentes retardantes de llama, siendo el retardante de llama de hidróxido de magnesio el producto más adecuado a este respecto.
7. Pisos y paneles de yeso
Los paneles de pared y suelos comúnmente disponibles en el mercado hoy en día se basan generalmente en sustratos de PVC o polietileno. Para crear un ambiente hogareño seguro, generalmente se agregan retardantes de llama a los materiales para pisos a base de PVC. El retardante de llama de hidróxido de magnesio puede reducir eficazmente el humo y absorber gases ácidos. La naturaleza vertical del panel de yeso, que puede causar fácilmente una combustión vertical, junto con el hecho de que la base es un polímero de polietileno, hace que sea aún más necesario utilizar retardante de llama de hidróxido de magnesio para retardar el fuego. El hidróxido de magnesio puede mejorar el brillo y la dureza de los productos y mejorar la resistencia al calor y el retardo de llama de los productos.
8. Revestimiento ignífugo
La descomposición térmica de la temperatura de deshidratación del hidróxido de magnesio está entre 420 ~ 520 ℃, la temperatura y la temperatura de combustión orgánica están cerca, por lo que se puede utilizar como revestimiento ignífugo retardante de fuego. Cuando se introduce en el revestimiento ignífugo, en el fuego o incluso bajo la acción de una llama continua, el hidróxido de magnesio no se descompone en compuestos gaseosos ni se quema, su alta estabilidad puede desempeñar un papel resistente a las llamas duradero, de modo que el revestimiento ignífugo tiene un aislamiento térmico y un rendimiento contra incendios altamente eficientes.
9. Tablero de revestimiento de cobre
El hidróxido de magnesio en la aplicación de placas revestidas de cobre puede cumplir con los requisitos de alta resistencia al calor de los productos, otorgando a los productos excelentes propiedades de aislamiento eléctrico y haciéndolos más compatibles con la resina, lo que mejora la superficie y las propiedades mecánicas de la placa revestida de cobre y tiene un efecto obvio. La eficiencia del retardante de llama de hidróxido, la capacidad de supresión de humo, la pequeña dureza y la pequeña fricción en el equipo ayudan a extender la vida útil del equipo.
10. Piezas eléctricas (poliamida)
La mayoría de aisladores, interruptores, enchufes y tomas de corriente deben cumplir las normas de protección contra incendios más estrictas. La adición de hidróxido de magnesio en la formulación de productos de poliamida mejora la fluidez de procesamiento de los productos, una excelente apariencia, les confiere buenas propiedades eléctricas y físicas y una excelente estabilidad térmica.
11. Otras aplicaciones
El hidróxido de magnesio se utiliza a menudo como aditivo retardante de llama o relleno retardante de llama en adhesivos, y se puede aplicar a la fabricación de sales de magnesio, óxido de magnesio activado, cerámicas finas, materiales de aislamiento térmico, refinación de azúcar, agentes desulfuradores de gases de combustión, aditivos anticorrosivos para aceites, agentes neutralizantes de aguas residuales, etc.
En conclusión, el retardante de llama de hidróxido de magnesio se destaca como la mejor opción en el campo de la seguridad contra incendios debido a sus ventajas multifuncionales, que incluyen retardo de llama, supresión de humo, propiedades antigoteo y funciones de llenado. Su naturaleza respetuosa con el medio ambiente y su amplia gama de aplicaciones lo hacen muy adecuado para polímeros en el mundo actual, donde se hace cada vez más hincapié en la protección del medio ambiente. YINSU Flame Retardant Company, especializada en I+D de retardantes de llama ecológicos, ofrece una variedad de productos como ADP con recubrimiento superfino, MCA superfino de alta dispersión, retardantes de llama de fósforo rojo microencapsulados y retardantes de llama eficientes sin halógenos. Estos productos están diseñados para satisfacer diversas demandas del mercado, particularmente en adhesivos, recubrimientos y otras aplicaciones, proporcionando un excelente rendimiento retardante de llama al tiempo que garantizan el cumplimiento medioambiental y la compatibilidad de los materiales.
