世界中で低煙{0}}、ハロゲンフリー-材料に関する規則が厳しくなるにつれ、ワイヤ製造における火災安全性は必須となっています。水酸化マグネシウムは、ケーブルの機械的柔軟性と低コストを維持しながら、ケーブル メーカーが UL 94 や IEC 60332 などの厳しい基準を満たすことを可能にする最高の難燃剤です。この記事では、この無機化合物が現代のケーブルの製造に非常に重要である理由、他の選択肢との比較、性能、安全性、供給安定性の基準を満たす材料を見つけるために調達担当者が知っておくべきことについて説明します。
水酸化マグネシウムとケーブル火災安全におけるその役割を理解する
この白色結晶物質（Mg(OH)2）を300度以上に加熱すると、吸熱分解により酸化マグネシウムと水蒸気に分解します。放出された湿気は周囲のものを冷やし、発火しやすいガスを希釈するため、燃焼プロセスが遅くなります。同時に、残った酸化物はポリマー表面に安全な炭化層を形成します。これにより、空気が火災を引き起こすのを防ぎます。
鉱物と化学の製造方法
この難燃剤は主に 2 種類が電線業界で使用されています。ミネラル-ベースのタイプは、天然の Mg(OH)2 結晶が発見され、洗浄され、非常に小さな粒子に粉砕される場所であるブルーサイト岩源から得られます。これらのアイテムは通常ブルーサイト粉末と呼ばれ、安価であり、幅広いワイヤ用途に十分な純度を持っています。
化学合成方法は、塩水または塩水からのビスコファイトから始まります。彼らは、制御された沈殿反応を使用して、非常に純粋な化学物質を製造します。このグループには規則的な結晶構造を持つ六角形のシートが含まれており、ポリマーマトリックス内でよりよく充填され、押出時の粘度が低くなります。一部の企業は、清潔さと扱いやすさを完璧に組み合わせた粉砕タイプの化学薬品も製造しています。
ケーブル用途における防火機構
火災が発生した場合、ポリオレフィンとゴム製ワイヤージャケットの内部に均一に広がった Mg(OH)2 粒子がヒートシンクとして機能します。分解のプロセスでは、-約 1,450 kJ/kg- という大量の熱が発生し、ハロゲン化オプションから発生する有害な塩化水素やダイオキシンの代わりに、無害な蒸気が発生します。ケーブルのシールドにより、構造物の強度が長期間維持され、状況下でも重要なシステムの稼働が維持されます。
もう一つの重要な要素は煙の量です。 ISO 5659 テストによると、この難燃剤を含む物質は、通常の PVC 配合物よりも煙の発生が 60 ～ 75% 少なくなります。避難時にも見やすくなります。放出されるガスのアルカリ性もまた、燃焼による酸性の結果を中和します。データセンターや工場の機器の錆びを防ぎます。
規制遵守の利点
世界市場では、重金属や持続的な有機汚染を制限する RoHS および REACH 準拠の重要性がますます高まっています。このハロゲンフリーのオプションはこれらのニーズを簡単に満たし、複雑な認証は必要ありません。ヨーロッパの低電圧指令規格と北米の建築基準法は両方とも、適切に製造されていれば V-0 可燃性評価を取得する有効な方法として認めています。これにより、複数の分野で販売したいケーブル メーカーがそれらの市場に参入しやすくなります。
ケーブル用途における水酸化マグネシウムと代替難燃剤の比較
難燃剤を購入する場合、調達チームにはさまざまな選択肢があります。それぞれに異なるパフォーマンスのトレードオフがあり、生産価格と最終製品の品質に影響を与えます。-
熱安定性分析
アルミニウム三水和物（ATH）は、低コストで供給ラインが確立されているため、数十年にわたってケーブルに使用される主な素材です。{0}これは約 200 度の温度で分解しますが、180 度以下で扱われる PVC や一部のポリエチレン製品には問題ありません。ポリプロピレン、架橋ポリエチレン、または工業用熱可塑性プラスチックからケーブルを製造する場合、通常は 220 ～ 260 度の高温でケーブルを加工する必要があり、この温度では ATH の分解が急速に始まります。 Mg(OH)2 は 340 度まで安定しており、ポリマーの火災リスクが高まる正確な温度で水を放出しながら、混合および押出中に炎を止める能力を維持します。
機械的特性の保持
ワイヤ材料で UL 94 V-0 定格を取得するには、ワイヤ材料に多くの重量 (通常は 55 ～ 65%) を加える必要があります。これらのレベルでは、フィラーの形状が引張強さ、破断長さ、耐衝撃性に大きな影響を与えます。ランダムな ATH 粒子と比較すると、六角形のシート タイプはアスペクト比が優れているため、ポリマー マトリックスに補強効果が生じます。当社のテストでは、同様の ATH 負荷と比較して、ポリプロピレン化合物は六角グレードで 15 ～ 20% 高い伸び値を維持していることが示されています。これは、配置されたワイヤーが曲がり始める前に長持ちすることを意味します。
費用対効果の考慮事項-
原材料の価格は、石の作り方や入手可能な量によって変わります。鉱物ブルーサイト粉末は通常、製造された粉末よりも 10 ～ 15 パーセント安価ですが、化学グレードの粉末は安定性が高く、効果が優れているため、追加のお金を払う価値があります。調達専門家がシステムの総コストを検討するときは、表面変更処理された商品の方が必要な充填材が少なくて済むため、単価の上昇を相殺しながらシステムを使いやすくできることを考慮する必要があります。{4}}
この選択は、ATH よりも比重が低いため、輸送コストの面でも有利です。つまり、輸送コストが安くなり、炎を遮断するという同じ働きをします。これらすべてが全体として材料の選択に影響を与えます。 220 度を超える処理温度に重点を置くケーブルメーカーは、明らかに次のような恩恵を受けます。水酸化マグネシウム。一方、低温で溶けるプラスチックを扱う人は、コストとパフォーマンスのニーズを比較検討する必要があるかもしれません。
調達の要点: ケーブル製造用の高品質の水酸化マグネシウムの調達-
ケーブルグレードの難燃性材料の信頼できる供給源を入手するには、技術要件、サプライヤーの能力、長期的な関係を築く可能性に注意を払う必要があります。-
重要な技術仕様
純度の量は、誘電体の品質と難燃剤の有効性に直接影響します。ケーブル-グレードの材料には、混合プロセス中に CO2 が逃げないように、少なくとも 98.5% の Mg(OH)2 と 1.2% 以下の炭酸マグネシウムが含まれている必要があります。もう 1 つの重要な要素は粒度分布です。中央値 (D50) が 1.2 ～ 2.5 ミクロンであれば、粘度が上がりすぎずに難燃性が向上します。また、D97 値が 10 ミクロン未満であれば、押出ジャケットの表面が荒れることを防ぎます。
表面処理活性化指数が 95% 以上の場合、結合剤または脂肪酸が正しく使用されたことを意味します。この規格により、表面が疎水性であり、非極性プラスチック内で容易に広がることが保証されます。-これにより、加工力が低減され、表面間の密着性が向上します。強熱減量試験により、水分含有量が 0.5% 未満に維持されていることを確認し、高温プロセス中に蒸気の泡が発生するのを防ぎます。-
サプライヤーの信頼性の評価
鉱物-ベースのプロバイダーは、鉱石埋蔵量の枯渇や時間の経過による組成の変化などの問題に対処する必要があります。物品の購入を担当する専門家は、現在の採掘速度で少なくとも10年間使用できる十分な供給量があるという地質学的調査の証拠を求めるべきである。採掘現場を訪れると、鉱石がどのように処理されるかを見ることができます。たとえば、最新の施設では、各バッチの安定性を維持するために浮選洗浄および表面改質ツールが使用されています。
化学合成会社が異なれば、リスクのレベルも異なります。原材料の価格はエネルギーのコストと塩水の入手可能性に基づいて変化しますが、先進的な生産者は降水量を制御する自動システムを使用して品質を一定に保ちます。 Henghao Technology Development (Hangzhou) Co., Ltd.は2003年に設立され、材料加工と化学合成の両方を行うことができます。これにより、33 か国の顧客に商品を購入する場所の選択肢が増えます。当社のデュアルソースアプローチは、特定のワイヤ用途に最適な技術グレードを提供しながら、供給問題のリスクを軽減します。
品質保証と認証
少なくとも、サプライヤーは ISO 9001 認証を取得している必要がありますが、ケーブル メーカーの調達には、より多くの資格を持つ販売者の方が有利です。 水酸化マグネシウム。 IATF 16949 の承認は、EV の充電コードと自動車の配線接続に使用されるシステムの規格が自動車レベルにあることを意味します。 ISO 14001 などの環境管理基準は、採掘方法が持続可能であり、廃水処理規則が遵守されていることを保証します。これは、ビジネス責任要件のニーズを満たします。
すべてのパッケージについて分析証明書 (CoA) を要求します。これらには、粒度分布曲線、純度試験、および活性化指数の測定が含まれる必要があります。単純な合否レベルではなく、統計的なプロセス管理限界を使用して合格基準を設定します。これにより、不適合材料が操業に影響を与える前に、生産のドリフトを早期に発見することができます。
アプリケーションガイドライン: ケーブルコンパウンドへの水酸化マグネシウムの組み込み
適切に機能する難燃性コンパウンドを作成するには、ケーブルの性能に影響を与えることなく火災から安全にケーブルを確実に保護するために、フィラー、ポリマー、加工ツールがどのように連携するかを知る必要があります。
推奨荷重範囲
ポリオレフィン ワイヤー ジャケットが UL 94 テストで V-0 スコアを取得するには、通常、重量で 55 ～ 60 パーセントの Mg(OH)2 が必要です。架橋ポリエチレン絶縁化合物は、EN 45545 規格を満たす必要がある鉄道線路などの過酷な用途において、重量の 65% まで耐えることができます。これらの量は、未変化粒子の最高充填率である約 48% よりもはるかに高くなります。つまり、加工には表面洗浄が必要となります。
適切なタイプを選択すれば、EVA や EMA コポリマーなどのエラストマー材料は、フィラー充填量の 58 ～ 62% に対応できます。六角シートタイプは、同等の燃焼試験性能を維持しながら、通常品に比べて荷重を3〜5％軽減できます。これにより、配合者はコストと機械的品質のバランスを取るためのより多くのオプションを得ることができます。
処理温度のガイドライン
水がすぐに漏れないようにするため、二軸押出機のバレル内の温度は、Mg(OH)2 が分解する温度より 40～60 度低く保つ必要があります。-ほとんどのポリプロピレン材料は、安全範囲である 200 度から 230 度の温度で加工できます。短時間であれば、混合ゾーンの温度は壊れることなく 240 度に達することがありますが、260 度を超える温度が長期間接触すると湿気が発生し、表面が損傷する可能性があります。-
ネジの形状はスプレッドの品質に大きな影響を与えます。 -高せん断混合パーツは、温度を過度に上昇させることなく塊を粉砕し、分配パーツはフィラーを確実に均一に広げます。混合ゾーンと測定ゾーンの間の真空排気により、押し出されたワイヤーを多孔質にする可能性がある少量の水分と揮発性物質が除去されます。
保管および取り扱い方法
吸湿性があるため、保管方法には注意が必要です。建物の相対湿度を 60% 以下に保ち、袋は防湿層を設けた棚に保管してください。湿気の吸収を防ぐために、開封した容器はすぐに再びカバーをするか、5 日以内に使用する必要があります。これにより、混合中に最初の乾燥が必要になります。物を動かす方法では摩耗を考慮する必要があります。硬化スチールまたはセラミックプレートにより、空気圧可動部品の寿命が長くなります。微粒子は移動中に静電気を生成するため、集塵システムには接地機能が必要です。
難燃性ケーブルコンパウンドの将来の傾向とコンプライアンス
今後の規制変更
欧州連合の建築製品規則では、ハロゲンを含まない配合を単に要求するのではなく、特定の煙の毒性レベルについて言及することが増えています。 EN 50399 ケーブル性能規格では、垂直火炎伝播試験中にケーブルが放出できる熱、煙、燃焼飛沫の量に基づいて 3 つの評価レベル (B2ca、Cca、Dca) を設定しています。ヨーロッパで製品を販売するケーブル メーカーは、耐火性だけでなく、さまざまな形態での燃焼方法も考慮して設計された難燃システムを必要としています。
北米市場では、プレナム定格ラインの全米防火協会 (NFPA) 262 テストを使用するところが増えています。-これにより、ピーク光学密度に対してより厳しい制限が設定されます。これらのニーズのため、有機バインダー材料をほとんどまたはまったく含まない無機難燃剤が好まれます。水酸化マグネシウム。これにより、Mg(OH)2 は水酸化アルミニウムと有機リン酸塩を混合する混合系よりも優先されます。
技術革新
ナノ-強化配合は、難燃剤の次の目玉です。粒子工学により、厚さが 1 ミクロン未満で幅が 500 ～ 800 nm の六角形のシートが作成されます。これにより、熱を吸収するために利用できる表面積が増加します。これらの高度なタイプでは、通常の製品よりも荷重が 3-4% 少なくなり、ワイヤがより軽く、より柔軟になり、同じ耐火性能を備えています。粘度の利点は、より高い生産量が製品の製造コストに直接影響する高速押出ラインで最もよく機能します。
表面変化の化学はますます良くなり、単純な脂肪酸コートを超えています。シランカップリング剤は、粒子の表面とポリマー鎖の間に共有結合を形成します。これにより、応力が伝わりやすくなり、材料が接触しにくくなります。多層コーティング システムでは、最初にシラン プロセスと外側のステアリン酸層を混合します。これにより、表面間の接着力と溶融物の流れの両方が改善されます。
環境と経済の持続可能性
循環経済の考え方により、材料の選択方法が変わりつつあります。ケーブルをリサイクルする企業は、熱回収プロセス中に腐食性ガスを発生しないように、ハロゲンを含まない材料を使用することを好みます。 Mg(OH)2 は無機であり、高温でも安定しているため、多くの複雑な分離手順を経ることなく、回収されたワイヤ材料を低グレードの材料に変えるために使用できます。-これにより、廃棄時のコストが削減されます。--
ライフサイクル調査は、購入の意思決定においてますます重要になっています。再生可能エネルギーによって沈殿プラントが稼働する場合、海水塩水を使用する化学合成方法は、採掘作業よりも二酸化炭素排出量が小さくなります。鉱物処理工場は、土地を整備し、雨水の使用量を 80 ～ 90% 削減する水リサイクル システムを使用することで、環境に貢献しています。
結論
ワイヤー製造におけるハロゲンベースの難燃剤からハロゲンフリーの難燃剤への切り替えは、新しいルールと技術の向上の両方によるものです。{0}水酸化マグネシウム世界的な環境基準を満たしており、現在のワイヤーコンパウンドに必要な熱安定性、発煙抑制、および機械的特性の保持を提供します。鉱物グレードと化学グレードの違いを理解し、サプライヤーのスキルを確認し、最適な加工要素を見つける調達担当者は、企業がコスト効率の高い方法で変化する防火基準に対応できるよう支援できます。-ケーブルの用途が電気自動車、グリーン エネルギー インフラストラクチャ、スマート ビルディング システムなどに拡大するにつれ、Mg(OH)2 が提供する材料科学基盤は、人や財産の安全を守りながら新しいアイデアを生み出すのに役立ちます。
よくある質問
水酸化マグネシウムが従来のハロゲン系難燃剤より安全なのはなぜですか?
ハロゲン化物は燃焼すると塩化水素、臭化水素、ダイオキシン類を発生します。これらは有毒で有害なガスであり、機器を損傷し、健康に非常に悪影響を及ぼします。 Mg(OH)2 は酸化マグネシウムと水性ガスに分解され、どちらも安全で非腐食性です。-。実際、アルカリ性の性質により煙の酸性部分のバランスがとれ、全体的に有害性が低くなります。
粒子サイズはケーブルの難燃性能にどのような影響を与えますか?
粒子が小さいほど、熱を吸収する表面積が大きくなり、ポリマーマトリックス全体に均一に広がるため、燃焼試験の結果が良くなります。 5 ミクロンの製品と比較した場合、D50 値が 2 ミクロン未満の材料は、通常、同じ UL 94 グレードを取得するために必要な負荷レベルが 2 ～ 3% 低くなります。
異なるグレードの水酸化マグネシウムを化合物配合物にブレンドできますか?
コストパフォーマンス比は、鉱物グレードと化学グレードを混合することで改善できます。{0}通常の方法では、70％の天然ブルーサイト粉末が安価なベースフィラーとして使用され、30％の六角形シート材料が加工を助け、機械的特性を向上させるために追加されます。ステアリン酸でコーティングされた粒子とシランでコーティングされた粒子を混合すると、界面問題が発生して分散液の品質が低下する可能性があります。
ケーブル製造のニーズに応える信頼できる水酸化マグネシウムのサプライヤーと提携
恒豪技術開発（杭州）有限公司。は 20 年以上にわたり、ワイヤコンパウンドでの使用を目的とした工業用グレードの難燃剤を製造してきました。-鉱物ブルーサイト粉末、化学合成グレード、最新の六角シートタイプなど、当社の幅広い製品はすべて ISO 9001 品質システムに基づいて製造されています。
当社は、北米、ヨーロッパ、アジアのワイヤーメーカーにサービスを提供する確立されたサプライチェーンを利用することで、お客様の購買チームに必要な安定性と技術サポートを提供します。当社の材料は RoHS および REACH 規格に準拠しており、完全な書類作成と分析証明によってそれを証明できます。弊社の技術チームに電子メールを送信できます。info@henghaopigment.com特定の配合ニーズについて話し合ったり、サンプルを要求したり、生産計画や品質目標に合わせた一括購入取引を検討したりできます。
参考文献
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