Transcript HYDROFY – марки для кабельных композитов
Тенденции в разработке гидроксидов металлов для кабельных композитов на основе полиолефинов (HFFR ) и поливинилхлорида
Диего Тирелли - Менеджер по R&D
Нуова Сима – Италия VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26 27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ
Содержание доклада
•
История компании
•
Наполнители природного происхождения
•
Брусит в кабельных композитах
•
Гидроксид алюминия в кабельных композитах
•
Выводы и заключение NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
Местонахождение
Нуова Сима находиться в городе Генга, провинция Анкона, Италия Рядом с известняковым месторождением Аппенинских гор Удобный доступ к Адриатическому морю через порт города Анкона NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
Продукты и их торговые марки
Природный карбонат кальция Природный карбонат магния Природный гидроксид магния Измельченный гидроксид алюминия NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
Система управления качеством
NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
Основные приимущества
Многолетний опыт в измельчении натуральных минералов.
Планирование новых инвестиций:
‒ увеличение производственных объемов; ‒ расширение ассортимента продукции; ‒ улучшение показателей продукции.
Постоянное повышение качества.
Консультирование клиентов.
R&D лаборатория оснащена оборудованием для производства и тестирования прототипов композитов:
‒ Экструдер типа Ko-Kneader; ‒ Двухвалковый смеситель; ‒ Конический калориметр; ‒ Кислородный индекс; ‒ Физико-механический комплекс; ‒ и другое оборудование.
NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
Морфология наполнителей природного происхождения
Теоретическая форма частицы Химически осажденный гидроксид магния Природный гидроксид магния 1,5
m
D/h = 6 1,5
m
1,7 м 2 / г 3 м 2 / г
Увеличение удельной поверхности
d50 = 1,5 9-10 м 2 / г
m
НЕПРАВИЛЬНАЯ ФОРМА.
ПОРИСТОСТЬ.
НЕНАСЫЩЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ НА ПОВЕРХНОСТИ.
NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
Морфология наполнителей природного происхождения
Обработка поверхности ПРЕИМУЩЕСТВА:
Цена/Показатели огнестойкости
:
‒ Отличные огнестойкие показатели; ‒ Высокая реакционная способность.
ВОЗМОЖНЫЕ НЕДОСТАТКИ:
Влагопоглощение Высокая вязкость композитов Тенденция к агломерации Лимитированные механические свойства
КАК ПРЕОДОЛЕТЬ НЕДОСТАТКИ?
Поиск полимерной матрицы NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
HYDROFY – марки для кабельных композитов
Марки HYDROFY G GS NG TV Тип обработки поверхности
необработанная стеариновая кислота производные жирных кислот винилсилан
Физические характеристики
Средний размер частиц (d50) Массовая доля остатка (сито 44 мкм) Содержание Mg(OH) 2 Плотность Плотность кажущаяся (после уплотнения) Удельная поверхность
Преимущества
базовая марка улучшенная дисперсия
Кумулятивные кривые распределения размера частиц
текучесть порошка стабильность при хранении гидрофобность
100 90
механические свойства
80
огнестойкость
70
текучесть порошка
60
стабильность при хранении
50 Hydrofy G 5 Hydrofy G 2.5
Hydrofy G 1.5
Ед. измерения
m м % % г/cм 3 г/cм 3 м 2 /г
G 5 5,0
0,20 90 2,36 0,70
5,6 G 2.5
2,5
0,01 92 2,36 0,60
7 G 1.5
1,5
0,01 92 2,36 0,50
9 40 30 20 10 0 100 10 1 Equivalent spherical diameter (
m
) 0,1 NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
HYDROFY – марки для кабельных композитов
-
В сравнении с химически осажденным гидроксидом алюминия :
Высокая прочность; Низкое относительное удлинение; Высокая вязкость; Возможна частичная замена Al(OH) 3 для оптимизации свойств
Обработка поверхности улучшает характеристики Компоненты
(состав в масс. долях)
Эталон Al(OH)3 G 2.5
HYDROFY TV 2.5
G 2.5
TV 2.5
ЕВА (28% ВА - ПТР=3) LLDPE (d=0,92 - ПТР=3) Привитой ULDPE Синтетический Al(OH)3 (4 m 2 /g) HYDROFY G 1.5
HYDROFY TV 1.5
Антиоксиданты Процессинговая добавка 160
70 20 10
160
0,5 2
160
70 20 10
80 80 80
0,5 2
80 Прочность Относительное удлинение MПa % 10,1 242 12,2 131 11,5 152 10,7 160 10,5 181 ПТР (190°C/21.6 кг) Кислородный индекс г/10 мин 11,4 5,2 5,5 7,4 8,1 %O 2 39 37 37 37 37 NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
HYDROFY – марки для кабельных композитов
Оптимизация полимерной матрицы: Компоненты
(состав в масс. долях)
Металлоценовые сополимеры позволяют улучшить механические свойства даже при высоком наполнении.
Кислородный индекс HFFR композитов не позволяет предвидеть огестойкость готовой кабельной продукции.
Конический калориметр позволяет предвидеть огнестойкость.
mULDPE (d=0,885 - ПТР=1) EVA (28% VA - MFI=3) LLDPE (d=0,92 - MFI=3) Привитой ULDPE HYDROFY G 1.5
HYDROFY TV 1.5
Антиоксиданты Процессинговая добавка Прочность MПa Относительное удлинение % ПТР (190°C/21.6 кг) г/10 мин EVA / mULDPE G 2.5
TV 2.5
G 2.5
mULDPE G 2.5
G 2.5
50 20 10 10
160
0,5
160
2
12.3
140 11,9 163 160 13,2 360 2.7
2,9 7,0
70 20 10
180
0,5 2
12,3 248 5,9 200 11,7 206 5,7 35 35 29 31 32 Кислородный индекс %O 2 NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
Конический калориметр
Условия проведения испытаний:
Размеры образца: 100x100 мм Толщина образца: 3 мм Тепловой поток: 50 kВТ/м2 Ориентация образца: горизонтальная -
Hydrofy и синтетический Al(OH)3 одинаковый уровень огнестойкости.
дают Hydrofy обработанный силаном, лучше чем химически осажденный Al(OH)3.
Металлоценновые полимеры должны быть с высоким наполнением (180-200 phr) в сравнении с ЭВА.
NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 Rate of Heat Release (RHR) HYDROFY G 2.5
FINE SYNTHETIC ATH HYDROFY TV 2.5
200 400 600 Time (s) 800 1000 1200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 Rate of Heat Release (RHR) mULDPE + HYDROFY G 2.5 (180 phr) EVA + HYDROFY G 2.5 (160 phr) mULDPE + HYDROFY G 2.5 (200 phr) 200 400 600 Time (s) 800 1000 1200 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
HYDROFY – марки для ПВХ композитов
Для достижения низкого дымообразования и низкого выделения HCl, необходимо использовать гидроксиды металлов HYDROFY – это высокоэффективный наполнитель для ПВХ:
Основность гидроксида магния больше, чем гидроксида алюминия; В результате реакция с HCl образуется MgCl 2 ( катализатор коксообразования).
Синергизм с Sb 2 O 3 Значительное уменьшение дымообразования Высокая эффективность в поглощении HCl NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
HYDROFY – марки для ПВХ композитов
Замещение Sb 2 O 3 Экономический эффект в ПВХ композитах
Hydrofy можно использовать для частичной замены Sb 2 O 3 .
Sb 2 O 3 ущерба для кислородного индекса, твердости можно и уменьшить без термической стабильности.
Значительное уменьшение дымообразования и выделения HCl.
Компоненты
(состав в масс. долях)
A B C D E ПВХ смола K70 ДИНФ Хлоропарафин (52% Cl) Ca/Zn стабилизатор Стеариновая кислота Карбонат кальция HYDROFY GS 1.5
Трехокись сурьмы КИ %O 2
80
6,0
65
15 4,5
100 35 15 4 1 50
30 3,0
35
45 1,5
20
60 33,0 32,5 33,0 31,5 29,0 Твердость HCl Шор A 90 Термическая стабильность мин. при 200°C 68 % 19,4 90 68 19,0 90 63 89 60 17,4 17,7 90 65 21,0 NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
HYDROFY – марки для ПВХ композитов
Уменьшение дымообразования в LS ПВХ
Sb 2 O 3 негативно влияет на дымообразование.
HYDROFY вносит значительный вклад в подавление дыма при горении и тлении.
Компоненты
(состав в масс. долях)
ПВХ смола K70 ДОФ Эпоксидированное соевое масло Ca/Zn стабилизатор Карбонат кальция HYDROFY GS 1.5
Трехокись сурьмы M 80 N
100 45 3 3
O P 80 40 40 40 40 3 NUOVA SIMA ASTM E662 При тлении При горении IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 311 445 Dmax 226 164 261 150 450 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
ALUFY 2 гидроксид алюминия для кабельных композитов
Кумулятивная кривая Particle size distribution Физические характеристики
Размер частиц d10 d50 d90 Плотность Плотность кажущаяся (после уплотнения) Удельная поверхность
Ед.
измерения Значение
m м m м m м г/cм 3 г/cм 3 м 2 /г 0,6 2,5 6,0 2,40 0,58 9
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 10 1 0,1
ALUFY 2 представляет собой измельченный Al(OH)3 произведенный по особой технологии.
ALUFY 2 чистоте.
может конкурировать с химически осажденным Al(OH)3, благодаря контролируемой морфологии и высокой
NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
ALUFY 2 гидроксид алюминия для кабельных композитов
В сравнении с синтетическим Al(OH)3 в HFFR композитах Компоненты
EVA (28% ВА - ПТР=3) LLDPE (d=0,92 - MFI=3) Привитой LLDPE Al(OH)3 Антиоксиданты Процессинговая добавка
Мас. доли
70 20 10 160 0,5 2
Наполни тель Тест A B C D E ALUFY 2 Мас. доли
160 120 80 40 -
% (от об. количества наполнителей) 100 75 50 25 Мас. доли
-
Химически осажденный Al(OH)3 % (от об. количества наполнителей) -
40 80
25 50
120 160
75 100 NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
ALUFY 2 гидроксид алюминия для кабельных композитов
Тест A B C D E КИ (% O 2 ) 39 39 39 39 39 200 150 Rate of Heat Release (RHR) TEST E - (Fine precipitated ATH) TEST A - (ALUFY 2) 100 50 0 0 200 400 600 Time (s) 800
ALUFY 2 и химически осажденный Al(OH)3 дают одинаковую степень огнестойкости
1000 NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
Выводы и заключение
КЛЮЧЕВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ
Базовых научные исследования:
непонимание сложности свойств наполнителей.
Передовые технологии измельчения:
решение сложных задач;
гарантировать постоянное качество.
Разработка специальной поверхностной обработки и поиск подходящей полимерной матрицы:
уменьшении разницы между природными и химически осажденными наполнителями.
Наполнители природного происхождения являются технико экономически эффективными компонентами для производства огнестойких кабельных композитов
NUOVA SIMA IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС 26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
Diego Tirelli
R&D Manager phone: (+39) 073290162 mobile: (+39) 3207470015 e-mail: [email protected]