لماذا يعد مثبط اللهب 'هيدروكسيد المغنيسيوم' رائعًا جدًا؟

لماذا يعد مثبط اللهب 'هيدروكسيد المغنيسيوم' رائعًا جدًا؟

مثبطات اللهب هي نوع من المواد المضافة التي يمكنها تحسين مثبطات اللهب أو الإطفاء الذاتي أو إزالة الدخان من المواد القابلة للاشتعال أو القابلة للاحتراق. مع التوسع المستمر في مجالات تطبيق مواد البوليمر، جذبت تكنولوجيا مثبطات اللهب أيضًا اهتمام المزيد والمزيد من الناس. بشكل عام، يمكن تقسيم مثبطات اللهب إلى فئات عضوية وغير عضوية، في صناعة البلاستيك، مثبطات اللهب غير العضوية بسبب الاستقرار الحراري الجيد، عدم التطاير، عدم هطول الأمطار، عدم وجود غازات سامة قابلة للتآكل وغيرها من المزايا، في السنوات الأخيرة، التطور السريع. من بين مثبطات اللهب غير العضوية، يعتبر هيدروكسيد المغنيسيوم من مثبطات اللهب غير العضوية الشائعة التي تم تطويرها في السنوات الأخيرة بسبب وظائفها المتعددة مثل مثبطات اللهب، وإزالة الدخان، ومقاومة التقطير والتعبئة.

I. تصنيف هيدروكسيد المغنيسيوم

يمكن تقسيم هيدروكسيد المغنيسيوم إلى طريقة الطحن الميكانيكية (المعروفة أيضًا باسم المغنسيت المائي) وطريقة التركيب الكيميائي وفقًا لطريقة الإنتاج، حيث تتراوح الطاقة الإنتاجية لطريقة الطحن الميكانيكية من 300000 إلى 500000 طن، وتتركز بشكل رئيسي في منطقة لياونينغ. يمكن تقسيم طريقة التركيب الكيميائي إلى الطريقة الحرارية المائية، وطريقة الترسيب، وطريقة ترطيب أكسيد المغنيسيوم، وما إلى ذلك. يتم استخدام مثبطات اللهب من هيدروكسيد المغنيسيوم بشكل رئيسي في جميع أنواع مجالات المطاط والبلاستيك، والتي لا تزال الكمية الأكبر منها عبارة عن هيدروكسيد المغنيسيوم متناهية الصغر المحضر بطريقة الطحن الميكانيكية.

هيدروكسيد المغنيسيوم متناهية الصغر هو فئة من مثبطات اللهب غير العضوية المصنوعة من معادن المغنسيت الطبيعية عن طريق مسحوق متناهية الصغر ومعالجة سطحية معينة. المغنسيت الذي يتم إنتاجه بواسطة مثبطات اللهب هيدروكسيد المغنسيوم، مصدر المعادن الطبيعية، المعالجة برمتها هي في الأساس صفر انبعاثات، ويمكن القول أنه من المصدر إلى المنتج يتماشى مع متطلبات التخضير، وغير سام وغير ضار، وصديق للبيئة مثبطات اللهب، والمعروفة باسم 'مثبطات اللهب لحماية البيئة الخضراء'، لديها آفاق تطبيق ضخمة في السوق.

ثانيا. مقدمة من المغنسيت

المكون الرئيسي للمغنسيت هو هيدروكسيد المغنيسيوم، وهو أحد المعادن ذات المحتوى العالي من المغنيسيوم في الطبيعة، التركيب النظري هو: MgO 69.12%، H2O 30.88%. ينتمي المغنسيت المائي إلى النظام البلوري الثلاثي، والركام المتقشر الشائع، وأحيانًا إلى الركام الليفي، وسطح محلوله هو بريق اللؤلؤ، والصلابة 2.5، والثقل النوعي 2.3 ~ 2.6 جم / سم مكعب.

الصين بلد كبير من موارد المغنيسيوم، ومثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم لديها مزايا الموارد الفريدة وآفاق السوق الجيدة. وفقا للاحصاءات، احتياطيات المياه المغنسيت الوطنية حوالي 25 مليون طن، منها: فنغتشنغ بمقاطعة لياونينغ، احتياطيات رواسب المغنسيت المياه كوانديان من 10 مليون طن، حاليا أكبر مناجم المغنسيت المياه في العالم وجدت؛ شنشي هيمولين (احتياطيات تبلغ حوالي 7.8 مليون طن)، جيلين جيان (احتياطيات أكبر من 2 مليون طن)؛ بالإضافة إلى ذلك، توجد أيضًا رواسب المغنسيت المائية في خنان شيشيا وتشينغهاي تشيليانشان وسيتشوان جيانشيباو وأماكن أخرى.

ثالثا. آلية مثبطات اللهب لمثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم

تلعب مثبطات اللهب غير العضوية عمومًا دورًا مثبطًا للهب في مرحلة الغاز أو المرحلة المكثفة. بالنسبة لمثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم متناهية الصغر، يمكن تلخيص آلية مثبطات اللهب الخاصة بها على النحو التالي:

1. تأثير التبريد

سوف يتحلل هيدروكسيد المغنيسيوم عند تسخينه، ويمتص كمية كبيرة من الحرارة الكامنة، وبالتالي يقلل من درجة الحرارة الفعلية لسطح البوليمر، ويبطئ سرعة تكسير البوليمر، ويقلل من توليد المواد القابلة للاحتراق.

2. تأثير التخفيف

هيدروكسيد المغنيسيوم في حرارة الاحتراق يطلق في نفس الوقت كمية كبيرة من بخار الماء، بخار الماء هو غاز غير قابل للاحتراق، يمكن أن يلعب دورًا في تخفيف الغازات القابلة للاحتراق ودور الأكسجين على السطح، مما يجعل الاحتراق لا يمكن أن يستمر، للعب تأثير مثبطات اللهب في المرحلة الغازية. في الوقت نفسه، مثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم في نظام البوليمر في كمية التعبئة أكبر، إلى حد ما، يمكن أن تخفف أيضًا تركيز المواد القابلة للاحتراق في الطور الصلب، وبالتالي تحسين مثبطات اللهب للمنتجات.

3. تأثير العزل

تحلل هيدروكسيد المغنيسيوم بعد الحرارة لتوليد طبقة كثيفة من أكسيد المغنيسيوم، وأكسيد المغنيسيوم هو فئة من المواد المقاومة للحرارة الممتازة، التي تغطي سطح البوليمر يمكن أن تحسن مقاومة البوليمر للهب، للعب غرض منع احتراق عزل الهواء. يؤدي تحلل أكسيد المغنيسيوم أيضًا إلى تحويل سطح البوليمر إلى كربون، كما تعد طبقة الكربون أيضًا فئة من الطبقة العازلة الممتازة.

4. تأثير قمع الدخان

يحدث تأثير مثبطات اللهب لهيدروكسيد المغنيسيوم بشكل رئيسي في منطقة التحلل الصلب للطبقة الخارجية لمنطقة التحلل الصلب ومنطقة ما قبل الاحتراق للدور صغيرة جدًا، مما يجعل احتراق المواد القابلة للاحتراق لا يتأثر، وبالتالي فإن الدخان الناتج صغير نسبيًا. والطبقة الخارجية من هيدروكسيد المغنيسيوم من الدخان الناتج عن الاحتراق سوف تتحلل أيضًا لبخار الماء الناتج عن التخفيف أو الامتصاص، لذلك تلعب دورًا أفضل في التخلص من الدخان.

في الختام، يمكن ملاحظة أن هيدروكسيد المغنيسيوم عبارة عن فئة من مثبطات اللهب المضافة عالية الكفاءة، مع مثبطات اللهب والدخان ومكافحة التنقيط والحشو وغيرها من الوظائف المتعددة، لا يمكنها فقط تحييد الغازات الحمضية المسببة للتآكل الناتجة في عملية الاحتراق، ولكنها أيضًا لا تنبعث منها مواد خطرة، إنها نوع من مثبطات اللهب الصديقة للبيئة.

رابعا. مزايا مثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم

لأن هيدروكسيد المغنيسيوم يتمتع بثبات حراري جيد، ولا ينتج غازات أكالة، ولا يتطاير، وله تأثير طويل الأمد، وغير سام، وغير مكلف. في نفس الوقت مع هيدروكسيد الألومنيوم، تكون درجة حرارة التحلل الحراري مرتفعة، وفي آلية مثبطات اللهب، تتمتع قدرة التحلل، والقدرة الحرارية، والكربنة، وقدرة قمع الدخان، والصلابة، وتكاليف الإنتاج، وما إلى ذلك بمزايا واضحة. خاصة:

1. طاقة تحلل هيدروكسيد المغنيسيوم (1137 kJ/g) أعلى من طاقة هيدروكسيد الألومنيوم (1117 kJ/g)، والقدرة الحرارية أيضًا أعلى بنسبة 7%، مما يساعد على تحسين كفاءة مثبطات اللهب.

2. صلابة هيدروكسيد المغنيسيوم أقل من هيدروكسيد الألومنيوم، وتآكل المعدات أثناء المعالجة أقل، مما يمكن أن يطيل عمر خدمة المعدات.

3. الثبات الحراري لهيدروكسيد المغنيسيوم أفضل من هيدروكسيد الألومنيوم. درجة حرارة تحلل هيدروكسيد المغنيسيوم أعلى، حوالي 340 درجة مئوية؛ في حين أن درجة حرارة تحلل هيدروكسيد الألومنيوم هي 220 درجة مئوية، لذلك يمكن لهيدروكسيد المغنيسيوم أن يتحمل درجات حرارة معالجة أعلى، مما يفضي إلى تسريع سرعة البثق، خاصة لمعالجة البوليمرات ذات درجات الحرارة المرتفعة.

4. هيدروكسيد المغنيسيوم هو نوع من مثبطات اللهب المضافة والفعالة لمثبطات الدخان، بالمقارنة مع هيدروكسيد الألومنيوم وغيرها من مثبطات اللهب غير العضوية المماثلة، فهو يتمتع بتأثير أفضل لقمع الدخان.

5. أظهرت الدراسات التجريبية أن هيدروكسيد المغنيسيوم أفضل من هيدروكسيد الألومنيوم في تعزيز تأثير الكربنة السطحية للبوليمر، وبالتالي فإن تأثير مثبطات اللهب أفضل من هيدروكسيد الألومنيوم.

مع الدعوة المتزايدة لحماية البيئة، يقدم مجال تطوير مثبطات اللهب في العالم اتجاهًا لعدم الهلجنة والدخان المنخفض، مما يجعل الجسم الرئيسي لاستهلاك مثبطات اللهب غير العضوية من هيدروكسيد المغنيسيوم آخذ في الارتفاع بسرعة.

V. مقارنة مزايا وعيوب هيدروكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد المغنيسيوم كمثبطات للهب

يحتوي هيدروكسيد الألومنيوم على بعض العيوب كمثبط للهب. وعادةً ما يلزم إضافته بكميات كبيرة (أكثر من 60%) للحصول على مقاومة فعالة للحريق، والتي يمكن أن تغير بشكل كبير الخصائص الفيزيائية للمادة، مثل تقليل قوة الشد والانحناء. كما يمكن أن يجعل المعالجة أكثر صعوبة عن طريق زيادة لزوجة المواد وتقليل السيولة. علاوة على ذلك، يتمتع هيدروكسيد الألومنيوم بدرجة حرارة تحلل منخفضة نسبيًا تبلغ حوالي 220 درجة مئوية، لذلك قد يتحلل مبكرًا في حالات درجات الحرارة المرتفعة، مما يؤثر على مقاومة المادة للحرارة واستقرارها.

وبالمقارنة، فإن هيدروكسيد المغنيسيوم لديه درجة حرارة تحلل أعلى تبلغ حوالي 340 درجة مئوية، مما يجعله أفضل لمعالجة درجات الحرارة العالية. تتفوق حرارة تحللها وقدرتها الحرارية على هيدروكسيد الألومنيوم، مما يسمح لها بتبريد أسطح البوليمر بشكل أكثر فعالية. كما أنه يقوم بعمل أفضل في تقليل الدخان أثناء الاحتراق. ومع ذلك، فإن هيدروكسيد المغنيسيوم له قيمة امتصاص عالية للزيت ولا يمتزج جيدًا مع الراتنجات القطبية، مما قد يضعف الخواص الميكانيكية للمادة. كما أنه يميل إلى امتصاص الرطوبة ويحتاج إلى الحماية من الرطوبة أثناء التخزين. من ناحية أخرى، يعتبر هيدروكسيد الألومنيوم أقل تكلفة وأسهل في المعالجة، لكنه ليس بنفس فعالية هيدروكسيد المغنيسيوم في قمع الدخان والحرارة.

سادسا. تطبيق مثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم

هيدروكسيد المغنيسيوم، كنوع من مثبطات اللهب الخضراء والصديقة للبيئة، يستخدم على نطاق واسع في PVC، البولي إيثيلين، مطاط EPDM والبوليستر غير المشبع، وهو مثبط لهب منخفض الدخان وخالي من الهالوجين، ومانع للدخان وحشو لأحزمة النقل، وقنوات التهوية، وتغليف الأسلاك والكابلات، وألواح الألومنيوم والبلاستيك المقاومة للهب، والأرضيات البلاستيكية المقاومة للهب، والطلاءات المقاومة للحريق لمناجم الفحم.

1. الأسلاك والكابلات (PVC)

تعد الصين دولة كبيرة في صناعة الكابلات البلاستيكية، حيث تمثل الكابلات المقاومة للهب حوالي 60% من منتجات الكابلات. سوف يتحلل احتراق مادة PVC، ويصاحبه انبعاث كلوريد الهيدروجين السام والغازات الحمضية الأخرى، مما قد يتسبب في خسائر كبيرة، ويتم استخدام مثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم لملء كلوريد البولي فينيل، والذي يمكن أن يمتص الغازات السامة. بعد إضافة هيدروكسيد المغنسيوم، يرتفع مؤشر الأكسجين لنظام المنتج، بينما تنخفض سرعة الاحتراق وكمية الدخان بشكل ملحوظ، مما يمنح المنتج مقاومة للهب والدخان ودرجات الحرارة العالية وغيرها من الميزات المتفوقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكنها أيضًا تحسين الخواص الميكانيكية وأداء المعالجة والخواص الكهربائية للمواد المركبة.

2. الأنابيب والملف الشخصي (البولي بروبيلين)

نظرًا لقابلية بوليمرات البولي بروبيلين للاشتعال، عادةً ما يتم إضافة مثبطات اللهب عالية الكفاءة إلى تركيبة مادة البولي بروبيلين من فئة مثبطات اللهب. في نفس الوقت، درجة حرارة معالجة مادة البولي بروبيلين عادة ما تتجاوز 200 درجة مئوية، ويمكن أن تكون مثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم قابلة للمقارنة تمامًا وهي الخيار الأفضل لمعالجة هذا النوع من المنتجات. من خلال اختيار مثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم المناسبة، لا يمكن فقط تحسين قوة الانحناء ومعامل الانحناء للمنتج، وتحسين مقاومة الحرارة للمنتج، ولكن أيضًا تلبية متطلبات مثبطات اللهب.

3. مركبات البولي أوليفين (HFFR)

تحل مركبات البولي أوليفين تدريجيا محل المركبات القائمة على PVC، وتستخدم على نطاق واسع في المناطق ذات المتطلبات الصارمة للدخان والانبعاثات السامة، وخاصة خطوط الأنابيب تحت الأرض، والأماكن العامة، والأسلاك والكابلات المعزولة، وغيرها من المناطق. تتم معالجة هذه المواد وإنتاجها في درجات حرارة عالية تصل إلى 300 درجة مئوية. وتستخدم المواد أيضا في إنتاج الأجهزة الكهربائية. ونتيجة لذلك، يعتمد العديد من منتجي البولي أوليفينات على هيدروكسيد المغنيسيوم كمثبط للهب لإنتاج منتج نهائي كثيف. يعمل هيدروكسيد المغنيسيوم على تحسين قابلية معالجة المنتج، وله خصائص ميكانيكية ممتازة وثبات حراري عالي.

4. البولي إيثيلين المتقاطع (XLPE)

يعتبر البولي إيثيلين المتقاطع مادة جيدة في العديد من مجالات العزل والأنابيب. إن درجة الحرارة العالية لهذه المادة أثناء المعالجة تجعل من هيدروكسيد المغنيسيوم مثبط اللهب المفضل، كما يعمل هيدروكسيد المغنيسيوم على تحسين الاستقرار الحراري للمنتج ويعزز لمعان السطح وسطوعه.

5. المطاط

منتجات المطاط، بما في ذلك السيور الناقلة المستخدمة في صناعة التعدين والخراطيم في المرافق. يعتبر المطاط وحده مادة شديدة الاشتعال، لذلك يجب صياغة جميع المنتجات المطاطية لتشمل مثبطات اللهب، كما أن بعض مطاط النيوبرين يصبح أكثر خطورة بسبب الكميات الكبيرة من غاز كلوريد الهيدروجين الذي يمكن إطلاقه أثناء الاحتراق، مما يجعل الحرائق أكثر خطورة. يمتص هيدروكسيد المغنيسيوم الغازات السامة ويوفر تأثيرًا جيدًا لإخماد الدخان، مما يمنحه تثبيطًا ممتازًا للهب.

6. السيليكون

يستخدم السيليكون في منتجات مثل الأختام والجوانات والكابلات للإلكترونيات والأجهزة الكهربائية. ومع ذلك، فإن القابلية العالية للاشتعال للسيليكون تجعل من الضروري إضافة مكونات مثبطة للهب، ومثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم هي المنتج الأكثر ملاءمة في هذا الصدد.

7. الأرضيات وألواح الجدران

تعتمد ألواح الجدران والأرضيات المتوفرة بشكل شائع في السوق اليوم بشكل عام على ركائز PVC أو البولي إيثيلين. لخلق بيئة منزلية آمنة، عادة ما يتم إضافة مثبطات اللهب إلى مواد الأرضيات المعتمدة على مادة PVC. مثبطات اللهب من هيدروكسيد المغنيسيوم يمكن أن تقلل بشكل فعال من الدخان وتمتص الغازات الحمضية. إن الطبيعة العمودية لألواح الجدران، والتي يمكن أن تسبب بسهولة احتراقًا رأسيًا، إلى جانب كون القاعدة عبارة عن بوليمر بولي إيثيلين، تجعل من الضروري استخدام مثبطات اللهب من هيدروكسيد المغنيسيوم لتأخير الحريق. يمكن لهيدروكسيد المغنيسيوم تحسين لمعان وصلابة المنتجات، وتحسين مقاومة الحرارة ومثبطات اللهب للمنتجات.

8. طلاء مقاوم للحريق

التحلل الحراري لدرجة حرارة جفاف هيدروكسيد المغنيسيوم بين 420 ~ 520 ℃، ودرجة الحرارة ودرجة حرارة الاحتراق العضوي قريبة، لذلك يمكن استخدامها كطلاء مقاوم للحريق. عند ملئه بالطلاء المقاوم للحريق، في النار أو حتى تحت تأثير اللهب المستمر، لن يتحلل هيدروكسيد المغنيسيوم إلى مركبات غازية ويحترق بعيدًا، ويمكن أن يلعب ثباته العالي دورًا طويل الأمد مقاومًا للهب، بحيث يكون للطلاء المقاوم للحريق عزل حراري عالي الكفاءة وأداء للحريق.

9. لوح الكسوة النحاسية

هيدروكسيد المغنيسيوم في تطبيق اللوحة المكسوة بالنحاس يمكن أن يلبي متطلبات المقاومة الحرارية العالية للمنتجات، مما يمنح المنتجات خصائص عزل كهربائي ممتازة، ويجعلها متوافقة بشكل أفضل مع الراتينج، لتحسين الخواص السطحية والميكانيكية لللوحة المكسوة بالنحاس لها تأثير واضح. تساعد كفاءة مثبطات اللهب بالهيدروكسيد، والقدرة على إخماد الدخان، والصلابة الصغيرة، والاحتكاك الصغير على المعدات، على إطالة عمر المعدات.

10. الأجزاء الكهربائية (البولي أميد)

يجب أن تستوفي معظم العوازل والمفاتيح والمقابس والمقابس معايير الحماية من الحرائق الأكثر صرامة. تعمل إضافة هيدروكسيد المغنيسيوم في تركيبة منتجات البولياميد على تحسين سيولة معالجة المنتجات، والمظهر الممتاز، ويمنحها خصائص كهربائية وفيزيائية جيدة واستقرار حراري ممتاز.

11. تطبيقات أخرى

غالبًا ما يستخدم هيدروكسيد المغنيسيوم كمثبط إضافي للهب أو حشو مثبط للهب في المواد اللاصقة، ويمكن تطبيقه على تصنيع أملاح المغنيسيوم، وأكسيد المغنيسيوم المنشط، والسيراميك الناعم، ومواد العزل الحراري، وتكرير السكر، وعامل إزالة الكبريت من غاز المداخن، والمواد المضافة المضادة للتآكل بالزيت، وعامل تحييد مياه الصرف الصحي وما إلى ذلك.

في الختام، مثبطات اللهب هيدروكسيد المغنيسيوم تبرز كخيار أفضل في مجال السلامة من الحرائق بسبب مزاياها المتعددة الوظائف، بما في ذلك مثبطات اللهب، وإخماد الدخان، وخصائص مكافحة التنقيط، ووظائف التعبئة. إن طبيعتها الصديقة للبيئة ومجموعة واسعة من التطبيقات تجعلها مناسبة للغاية للبوليمرات في عالم اليوم حيث يتم التركيز بشكل متزايد على حماية البيئة. شركة YINSU Flame Retardant، المتخصصة في البحث والتطوير لمثبطات اللهب الصديقة للبيئة، تقدم مجموعة متنوعة من المنتجات مثل ADP المطلي فائق النعومة، وMCA فائق الدقة عالي التشتت، ومثبطات لهب الفوسفور الأحمر المغلفة بدقة، ومثبطات اللهب الفعالة الخالية من الهالوجين. تم تصميم هذه المنتجات لتلبية متطلبات السوق المتنوعة، خاصة في المواد اللاصقة والطلاءات والتطبيقات الأخرى، مما يوفر أداءً ممتازًا لمقاومة اللهب مع ضمان الامتثال البيئي وتوافق المواد.