Zinc Borate ໃດຖືກໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ?

ໃນບັນດາ variants ຈໍານວນຫລາຍຂອງສັງກະສີ borate, 3.5 ສັງກະສີໄຮເດຣດໂບເຣດ (2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O) ໄດ້ກາຍເປັນແນວພັນທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດ ແລະຖືກສ້າງຂື້ນມາໃນລະບົບການຕ້ານການໄຟໄໝ້ໂພລີເມີລິເມີທົ່ວໂລກ, ເຊິ່ງກວມເອົາຫຼາຍກວ່າ 75% ຂອງສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດສັງກະສີອຸດສາຫະກໍາ. ທາງເລືອກໃນຕະຫຼາດນີ້ບໍ່ແມ່ນອຸບັດຕິເຫດ, ແຕ່ຖືກກໍານົດໂດຍການອອກແບບສານເຄມີໄປເຊຍກັນທີ່ເປັນເອກະລັກ, ຫນ້າທີ່ຕ້ານການໄຟໄຫມ້ທີ່ຊັດເຈນ, ແລະປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ດີເລີດ. ບົດຄວາມນີ້ຈະເປີດເຜີຍຢ່າງເປັນລະບົບກົນໄກພາຍໃນຂອງ 3.5 zinc hydrated borate ກາຍເປັນມາດຕະຖານອຸດສາຫະກໍາຈາກທັດສະນະຂອງວິທະຍາສາດວັດສະດຸ, ວິສະວະກໍາຕ້ານ flame, ແລະເສດຖະກິດອຸດສາຫະກໍາ.

Ⅰ. ຂໍ້​ມູນ​ການ​ຕະ​ຫຼາດ​ແລະ​ຄວາມ​ເປັນ​ເອ​ກະ​ພາບ​ດ້ານ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​: ທາງ​ເລືອກ​ທີ່​ບໍ່​ມີ​ການ​ໂຕ້​ຖຽງ​ກັນ​

1.1 ສະຖິຕິການແຈກຢາຍແອັບພລິເຄຊັນທົ່ວໂລກ

ອີງຕາມບົດລາຍງານຕະຫຼາດສານເສີມໂພລີເມີ (2023), ການໃຊ້ສັງກະສີ borate ໃນຕະຫຼາດຕ້ານການຕິດໄຟທີ່ແບ່ງອອກໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຈກຢາຍຢ່າງຈະແຈ້ງ:

· 3.5 ສັງກະສີ borate ທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ: ກວມເອົາ 76.3%

· zinc borate ທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາ: ກວມເອົາ 15.8%

· ຮູບແບບການໃຫ້ນ້ໍາອື່ນໆ (5 ນ້ໍາ, 7 ນ້ໍາ, ແລະອື່ນໆ): ກວມເອົາ 7.9%

1.2 ບູລິມະສິດໃນມາດຕະຖານອຸດສາຫະກໍາ

·ລະບົບມາດຕະຖານ UL: ໃນການທົດສອບການເຜົາໃຫມ້ສາຍເຊັ່ນ UL 94 ແລະ UL 1685, ສູດໂດຍອີງໃສ່ zinc hydrated borate 3.5 ມີອັດຕາການຜ່ານສູງສຸດ.

·ໃນມາດຕະຖານສາກົນຂອງ IEC ເຊັ່ນ IEC 60332 ແລະ 61034 ສໍາລັບການທົດສອບສາຍເຄເບີ້ນ, ສູດທີ່ແນະນໍາຈະເລີ່ມຕົ້ນເປັນຮູບແບບ 3.5 hydrate.

·ໃນມາດຕະຖານແຫ່ງຊາດຂອງຈີນ GB/T 19666-2019 "ກົດລະບຽບທົ່ວໄປສໍາລັບການທົນທານຕໍ່ໄຟແລະສາຍໄຟແລະສາຍໄຟທົນທານຕໍ່", ສູດຕົວຢ່າງແມ່ນອີງໃສ່ແນວພັນນີ້.

Ⅱ. ingenuity ວິທະຍາສາດຂອງການອອກແບບນ້ໍາໄປເຊຍກັນ: ເປັນຫຍັງມັນເປັນ "3.5"?

2.1 ຄວາມສົມດຸນຂອງ Thermodynamic ຂອງລະດັບ hydration

ຮູບແບບການ hydration ຂອງສັງກະສີ borateແຕກຕ່າງກັນຈາກ 1.5 ຫາ 7.5 ນ້ໍາ, ແຕ່ 3.5 hydrate ສະແດງໃຫ້ເຫັນຂໍ້ໄດ້ປຽບຄວາມຫມັ້ນຄົງເປັນເອກະລັກ:

ການປຽບທຽບຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງ Crystal

2.2 ການຈັບຄູ່ທີ່ສົມບູນແບບລະຫວ່າງອຸນຫະພູມຂາດນ້ໍາແລະການປຸງແຕ່ງໂພລີເມີ

ຕົວກໍານົດການອຸນຫະພູມທີ່ສໍາຄັນ:

· ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ການ​ຂາດ​ນ​້​ໍ​າ​ເບື້ອງ​ຕົ້ນ​: 215 ± 5°C​

· ລະດັບການຂາດນ້ໍາຕົ້ນຕໍ: 225-320 ° C

· ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ການ​ຂາດ​ນ​້​ໍ​າ​ຢ່າງ​ສົມ​ບູນ​:>320°C

ຂອບເຂດອຸນຫະພູມນີ້ປະກອບເປັນຄວາມສອດຄ່ອງຍຸດທະສາດກັບພຶດຕິກໍາການປຸງແຕ່ງແລະການເຜົາໃຫມ້ຂອງໂພລີເມີຕົ້ນຕໍ:

ຄວາມສໍາພັນທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບອຸນຫະພູມທີ່ສໍາຄັນຂອງໂພລີເມີ

ອຸນຫະພູມການປຸງແຕ່ງ PVC: 170-200°C ← 3.5 Hydrates ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຢ່າງສົມບູນ

ການເລີ່ມຕົ້ນການເສື່ອມສະພາບຄວາມຮ້ອນຂອງ PVC: ~250°C ← ໄຮໂດຣດເລີ່ມຂາດນໍ້າ ແລະດູດຄວາມຮ້ອນ

ອຸນຫະພູມເຂດການເຜົາໃຫມ້ໂພລີເມີ: 300-500°C ← ເຂດການຂາດນ້ໍາຕົ້ນຕໍ, ຜົນກະທົບຄວາມເຢັນສູງສຸດ

ອຸນຫະພູມການສ້າງຊັ້ນຄາບອນ:>400°C ← ການເສື່ອມນໍ້າສຳເລັດ, ການສ້າງເຊລາມິກເລີ່ມຕົ້ນ

2.3 ການເພີ່ມປະສິດທິພາບເນື້ອໃນຄວາມຊຸ່ມ: ຈຸດສູງສຸດທາງທິດສະດີຂອງ 14.5%

ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນທາງທິດສະດີ 14.5% ທີ່ສອດຄ້ອງກັບ 3.5 hydration ແມ່ນຜົນມາຈາກຄວາມສົມດຸນຫຼາຍ:

·ປະສິດທິພາບ retardant flame: ແຕ່ລະກຼາມຂອງວັດສະດຸສາມາດດູດຊຶມ 280-300 J ຂອງຄວາມຮ້ອນ (enthalpy ຂອງການປ່ຽນແປງໄລຍະ + sensible ຄວາມຮ້ອນຂອງ vapor ຂອງນ້ໍາ)

· ຄວາມ​ປອດ​ໄພ​ໃນ​ການ​ປຸງ​ແຕ່ງ​: ເນື້ອ​ໃນ​ຄວາມ​ຊຸ່ມ​ແມ່ນ​ຕ​່​ໍ​າ​ເພື່ອ​ຫຼີກ​ເວັ້ນ​ການ​ຟອງ​ການ​ປຸງ​ແຕ່ງ (ຄວາມ​ປອດ​ໄພ <15​%​)

·​ເສດ​ຖະ​ກິດ​ການ​ຂົນ​ສົ່ງ​: ສູງ​ສຸດ​ອັດ​ຕາ​ສ່ວນ​ຂອງ​ອົງ​ປະ​ກອບ​ການ​ຕ້ານ​ການ​ອັກ​ເສບ​ທີ່​ມີ​ປະ​ສິດ​ທິ​ຜົນ (ZnO+B₂O₃​)

Ⅲ. ກົນໄກການຕິດໄຟສາມມິຕິ: ເປັນຫຍັງມັນຈຶ່ງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກວ່າທາງເລືອກ?

3.1 ການໂຕ້ຕອບສາມຄັ້ງຂອງໄລຍະອາຍແກັສ condensed phase barrier phase

ມິຕິທຳອິດ: ຄວາມເຢັນ ແລະ ການເຈືອຈາງໄລຍະອາຍແກັສ (200-320°C)

H₂O(l) → H₂O(g)  ΔH_vap = 2257 J/g

ການຄິດໄລ່ການດູດຊຶມຄວາມຮ້ອນ: 14.5% × 2257 = 327 J/g (ທາງທິດສະດີ)

ການ​ວັດ​ແທກ​ຕົວ​ຈິງ enthalpy dehydration: 280-295 J/g (ລວມ​ທັງ​ພະ​ລັງ​ງານ​ຄວາມ​ລົ້ມ​ເຫຼວ​ຂອງ crystal​)

ເຈືອຈາງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອົກຊີດ້ວຍໄອນ້ໍາ: ອັດຕາການເຈືອຈາງຂອງປະລິມານເຖິງ 8-12%

ມິຕິທີສອງ: ໄລຍະຂົ້ນຕົວເລັ່ງໃຫ້ຄາບອນ (320-450°C)

ຜະລິດຕະພັນຂາດນ້ໍາປະຕິກິລິຍາກັບແຫຼ່ງ halogen (ເຊັ່ນ Cl ໃນ PVC):

Zn₂B₆O₁₁ + 12HCl → 2ZnCl₂ + 6BCl₃ + 6H₂O

ZnCl ₂ ທີ່ສ້າງຂຶ້ນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວເລັ່ງອາຊິດ Lewis:

· ຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານກະຕຸ້ນຂອງໂພລີເມີຣ໌ເສື່ອມ 40-50 kJ/mol

·ສົ່ງເສີມການສ້າງໂຄງສ້າງກາກບອນທີ່ມີກິ່ນຫອມ (ເພີ່ມຂະຫນາດຂອງ microcrystals graphite ໂດຍ 2-3 nm)

·ການປັບປຸງອັດຕາຄາບອນທີ່ຕົກຄ້າງ: ລະບົບ PVC ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 12% ເປັນ 28%

ມິຕິທີສາມ: ການສ້າງສິ່ງກີດຂວາງເຊລາມິກ (> 450°C)

Boron oxide ປະກອບເປັນຊັ້ນແກ້ວ viscous:

B₂O₃ ສົມຜົນຄວາມໜຽວ: ບັນທຶກ η=A+B/(T-T ₀)

ຢູ່ທີ່ 500 ° C: η≈ 10 ⁴ Pa·s (ການຄຸ້ມຄອງປະສິດທິພາບ)

ຢູ່ທີ່ 700 ° C: η≈ 10 ³ Pa·s (ການໄຫຼຂອງການປິ່ນປົວດ້ວຍຕົນເອງ)

ຊັ້ນແກ້ວນີ້ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າສໍາປະສິດການແຜ່ກະຈາຍອົກຊີເຈນໂດຍສາມຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດ.

3.2 ປະສິດທິພາບການປຽບທຽບ Matrix ກັບຜະລິດຕະພັນທີ່ມີການແຂ່ງຂັນ

ເພີ່ມ 20 phr flame retardant ກັບວັດສະດຸສາຍ PVC:

Ⅳ. ຄວາມສາມາດໃນການປຸງແຕ່ງ: ເຫມາະກັບຄວາມເປັນຈິງຂອງອຸດສາຫະກໍາ

4.1 ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນທີ່ກົງກັບອຸປະກອນການປຸງແຕ່ງຕົ້ນຕໍ

ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບເຕັກນິກການປຸງແຕ່ງພາດສະຕິກທົ່ວໄປ

· Twin screw extrusion: ລະດັບອຸນຫະພູມສູງສຸດໂດຍປົກກະຕິແມ່ນ <220 ° C, ແລະ 3.5 hydrate ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຢ່າງສົມບູນ.

·ການຜະສົມຜະສານພາຍໃນ: ອຸນຫະພູມສູງທັນທີ <250°C, ການເປີດເຜີຍໃນໄລຍະສັ້ນບໍ່ມີຜົນກະທົບປະສິດທິພາບ.

·ສີດແມ່ພິມ: ອຸນຫະພູມລະລາຍ <280°C, ອັດຕາການຂາດນ້ໍາຄວບຄຸມພາຍໃນ 5%

· ມ້ວນກອບເປັນຈໍານວນ: ອຸນຫະພູມມ້ວນປົກກະຕິແລ້ວ <200°C, ບໍ່ມີຄວາມສ່ຽງ

4.2 ຜົນກະທົບທີ່ເປັນມິດກັບ rheology ວັດສະດຸ

ການສຶກສາກ່ຽວກັບພຶດຕິກໍາໃນ PVC plastisol

ເມື່ອເພີ່ມ 20 phr:

-Brinell viscosity ເພີ່ມຂຶ້ນ: ພຽງແຕ່ 8-12% (ເມື່ອທຽບກັບອາລູມິນຽມ hydroxide: ເພີ່ມຂຶ້ນ 25-30%)

- ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ດັດ​ຊະ​ນີ Thixotropic​: ຈາກ 0.85 ເປັນ 0.88 (ເກືອບ​ຈະ​ຮັກ​ສາ​ຄຸນ​ລັກ​ສະ​ນະ​ຂອງ​ນ​້​ໍ​າ Newtonian​)

- ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການເກັບຮັກສາ: ການປ່ຽນແປງຄວາມຫນືດ <5% ຫຼັງຈາກ 6 ເດືອນ

ອັນນີ້ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກຜົນກະທົບຂອງການຫລໍ່ລື່ນ ແລະພະລັງງານດ້ານຕໍ່າຂອງອະນຸພາກຄ້າຍຄືແຜ່ນ.

Ⅴ. ຕໍາແຫນ່ງ 'ຄູ່ຮ່ວມງານທອງ' ຂອງຜົນກະທົບ synergy

5.1 ການປະສົມປະສານແບບຄລາສສິກກັບ antimony trioxide

ກົນ​ໄກ​ຕິ​ກິ​ຣິ​ຍາ​:

Zn₂B₆O₁₁ + Sb₂O₃ + 12HCl → 

ZnSb ₂ O ₅ (ໄລຍະ spinel)+2BCl ∝+ແວ່ນຕາໂບເຣດອື່ນໆ

ດັດຊະນີການຮ່ວມມື (ກຳນົດຕາມ ISO 4589):

· ສ່ວນບຸກຄົນ 3.5 zinc hydrated borate: LOI = 28.5%

·Sb₂O₃ ດຽວ: LOI=27.0%

· 1: 1. ທາດປະສົມ: LOI = 34.5%

· ດັດຊະນີການຮ່ວມມື: 1.24 (> 1.2 ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການຮ່ວມມືທີ່ເຂັ້ມແຂງ)

5.2 ຫນ້າທີ່ເຮັດວຽກຫຼາຍຢ່າງໃນລະບົບທີ່ບໍ່ມີຮາໂລເຈນ

ໃນວັດສະດຸສາຍເຄເບີ້ນ EVA/magnesium hydroxide ບໍ່ມີຮາໂລເຈນ:

ສູດມາດຕະຖານ:

EVA (28%VA): 100 phr

ແມກນີຊຽມ hydroxide: 120 phr

3.5 ທາດສັງກະສີໄຮເດຣດ ໂບເຣດ: 25 phr

ຊິລິໂຄນ masterbatch: 5 phr

ການປັບປຸງປະສິດທິພາບ:

-LOI ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 38% ເປັນ 42%

- ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄວັນໄຟຕັ້ງແຕ່ 250 ຫາ 160

- ຄວາມແຮງ tensile ຕັ້ງແຕ່ 10.2 ຫາ 11.8 MPa

- ຜ່ານ UL 94 V-0 (3.2mm)

ກົນໄກການປະຕິບັດຂອງມັນແມ່ນເພື່ອສົ່ງເສີມການສ້າງຊັ້ນຂອງ magnesium borate ceramic ຈາກຜະລິດຕະພັນ dehydration ຂອງ magnesium hydroxide.

Ⅵ. ອັດຕາສ່ວນປະສິດທິພາບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ

ການວິເຄາະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງວົງຈອນຊີວິດທັງຫມົດ

ການວິເຄາະປຽບທຽບຂອງໂຮງງານສາຍເຄເບີ້ນທີ່ມີການບໍລິໂພກປະຈໍາປີຂອງ 100 ໂຕນ

ສະຫຼຸບ:

ຕໍາແຫນ່ງ "ໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ" ຂອງ 3.5 hydratedສັງກະສີ borateເປັນກໍລະນີການເພີ່ມປະສິດທິພາບດ້ານວິສະວະກໍາຄລາສສິກໃນວິທະຍາສາດວັດສະດຸ: ມັນບໍ່ໄດ້ບັນລຸປະສິດທິພາບສູງສຸດໃນລາຍການດຽວ, ແຕ່ບັນລຸຄວາມສົມດູນທີ່ດີທີ່ສຸດໃນສີ່ມິຕິ: ປະສິດທິພາບການຕ້ານການໄຟ, ການດັດແປງການປຸງແຕ່ງ, ການຄວບຄຸມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ແລະຄວາມເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ.

ຄວາມສາມາດແຂ່ງຂັນຫຼັກຂອງມັນສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ຄື:

1. ການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ຖືກຕ້ອງ: ການຈັບຄູ່ຍຸດທະສາດຂອງອຸນຫະພູມການປ່ອຍນ້ໍາ crystallization ແລະອຸນຫະພູມການທໍາລາຍຄວາມຮ້ອນຂອງໂພລີເມີ.

2. ກົນ​ໄກ​ຕ້ານ​ການ​ຕິດ​ໄຟ​ຫຼາຍ​ມິ​ຕິ​ລະ​ດັບ​: ພ້ອມ​ກັນ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ໃນ​ໄລ​ຍະ​ອາຍ​ແກ​ັ​ສ​, ໄລ​ຍະ condensed​, ແລະ​ໄລ​ຍະ barrier​.

3. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງລະບົບ: ການຢູ່ຮ່ວມກັນທີ່ເປັນມິດກັບສ່ວນໃຫຍ່ຂອງໂພລີເມີແລະເຕັກນິກການປຸງແຕ່ງ.

4. ຄວາມຍືນຍົງທາງດ້ານເສດຖະກິດ: ສະຫນອງຄວາມປອດໄພຂອງການຕ້ານການໄຟໄຫມ້ທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ໃນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາສຸດ