HYDROFY – марки для кабельных композитов

Report
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
NUOVA SIMA
Природный
карбонат
магния
Природный
гидроксид
магния
IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ
VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС
Измельченный
гидроксид
алюминия
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
D/h = 6
1,5 m
1,7 м2/г
1,5 m
3 м2/г
d50 = 1,5 m
9-10 м2/г
Увеличение удельной поверхности
 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
NUOVA SIMA
IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ
VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС
КАК ПРЕОДОЛЕТЬ
НЕДОСТАТКИ?
Поиск полимерной
матрицы
26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
HYDROFY – марки для кабельных композитов
Тип обработки
поверхности
G
необработанная
GS
стеариновая кислота
NG
производные жирных кислот
Преимущества
базовая марка
Кумулятивные кривые
частиц
PARTICLE SIZE DISTRIBUTION
распределения
размера
(SEDIGRAPH)
улучшенная дисперсия
текучесть порошка
100
стабильность при хранении
гидрофобность
механические свойства
TV
винилсилан
огнестойкость
текучесть порошка
стабильность при хранении
Ед.
измерения
G5
G 2.5
G 1.5
Средний размер частиц (d50)
mм
5,0
2,5
1,5
Массовая доля остатка (сито 44 мкм)
%
0,20
0,01
0,01
Содержание Mg(OH)2
%
90
92
92
Плотность
г/cм3
2,36
2,36
2,36
Плотность кажущаяся (после уплотнения)
г/cм3
0,70
0,60
0,50
Удельная поверхность
м2/г
5,6
7
9
Физические характеристики
NUOVA SIMA
IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ
VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС
Процентная доля частиц
Cumulative
чем (%)
меньшеmass
Марки
HYDROFY
Hydrofy G 5
90
80
Hydrofy G 2.5
70
Hydrofy G 1.5
60
50
40
30
20
10
0
100
10
1
0,1
Equivalent
(m )
Диаметр spherical
частиц в diameter
микронах
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
Эталон
Компоненты
(состав в масс. долях)
Al(OH)3
HYDROFY
G 2.5
TV 2.5
70
70
LLDPE (d=0,92 - ПТР=3)
20
20
10
10
Привитой ULDPE
2
Синтетический Al(OH)3 (4 m /g)
160
80
160
HYDROFY G 1.5
Антиоксиданты
Процессинговая добавка
Кислородный индекс
IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ
VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС
80
80
0,5
0,5
2
2
MПa
10,1
12,2
11,5
10,7
10,5
%
242
131
152
160
181
г/10 мин
11,4
5,2
5,5
7,4
8,1
39
37
37
37
37
Относительное удлинение
ПТР (190°C/21.6 кг)
80
160
Прочность
NUOVA SIMA
G 2.5
ЕВА (28% ВА - ПТР=3)
HYDROFY TV 1.5
Обработка поверхности улучшает
характеристики
TV 2.5
%O2
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.
NUOVA SIMA
EVA / mULDPE
G 2.5
TV 2.5
mULDPE
G 2.5
G 2.5
mULDPE (d=0,885 - ПТР=1)
50
EVA (28% VA - MFI=3)
20
LLDPE (d=0,92 - MFI=3)
10
20
Привитой ULDPE
10
10
HYDROFY G 1.5
G 2.5
70
160
160
180
200
160
HYDROFY TV 1.5
Антиоксиданты
Процессинговая добавка
0,5
0,5
2
2
Прочность MПa
12.3
11,9
13,2
12,3
11,7
Относительное удлинение %
140
163
360
248
206
ПТР (190°C/21.6 кг) г/10 мин
2.7
2,9
7,0
5,9
5,7
Кислородный индекс %O2
35
35
29
31
32
IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ
VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС
26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
Конический калориметр
RHR (kW/m2)
Rate of Heat Release (RHR)
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
HYDROFY G 2.5
FINE SYNTHETIC ATH
HYDROFY TV 2.5
0
200
400
600
800
1000
1200
Time (s)
-
Hydrofy и синтетический Al(OH)3 дают
одинаковый уровень огнестойкости.
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
Rate of Heat Release (RHR)
180
mULDPE + HYDROFY G 2.5 (180 phr)
160
RHR (kW/m2)
Условия проведения испытаний:
 Размеры образца: 100x100 мм
 Толщина образца: 3 мм
 Тепловой поток: 50 kВТ/м2
 Ориентация образца: горизонтальная
EVA + HYDROFY G 2.5 (160 phr)
140
mULDPE + HYDROFY G 2.5 (200 phr)
120
100
80
60
40
20
0
0
200
400
600
800
1000
1200
Time (s)
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 MgCl2 (катализатор коксообразования).
Синергизм с Sb2O3
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 Sb2O3
Экономический эффект в ПВХ
композитах
 Hydrofy можно использовать для
частичной замены Sb2O3.
 Sb2O3
можно
уменьшить
без
ущерба для кислородного индекса,
твердости
и
термической
стабильности.
 Значительное
уменьшение
дымообразования и выделения HCl.
NUOVA SIMA
Компоненты
(состав в масс. долях)
A
B
C
D
E
100
ПВХ смола K70
ДИНФ
35
Хлоропарафин (52% Cl)
15
Ca/Zn стабилизатор
4
Стеариновая кислота
1
Карбонат кальция
80
65
50
35
20
HYDROFY GS 1.5
-
15
30
45
60
Трехокись сурьмы
6,0
4,5
3,0
1,5
-
КИ
%O2
33,0
32,5
33,0
31,5
29,0
Твердость
Шор A
90
90
90
89
90
68
68
63
60
65
19,4
19,0
17,4
17,7
21,0
Термическая мин. при
стабильность 200°C
IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ
VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС
HCl
%
26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
HYDROFY – марки для ПВХ композитов
Уменьшение дымообразования в
LS ПВХ
 Sb2O3 негативно влияет на
дымообразование.
 HYDROFY вносит значительный
вклад в подавление дыма при
горении и тлении.
Компоненты
(состав в масс. долях)
M
O
P
100
ПВХ смола K70
45
ДОФ
Эпоксидированное соевое масло
3
Ca/Zn стабилизатор
3
Карбонат кальция
80
-
40
40
HYDROFY GS 1.5
-
80
40
40
Трехокись сурьмы
-
-
-
3
ASTM E662
NUOVA SIMA
N
Dmax
При тлении
311
226
261
-
При горении
445
164
150
450
IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ
VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС
26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
ALUFY 2 - гидроксид алюминия для кабельных композитов
Значение
mм
mм
mм
0,6
2,5
6,0
Плотность
г/cм3
2,40
Плотность кажущаяся (после уплотнения)
г/cм3
0,58
Удельная поверхность
м2/г
9
Размер частиц
d10
d50
d90
Процентная доля частиц
Ед.
измерения
Физические характеристики
mass
Cumulative
чемpercent
меньше
Кумулятивная кривая
распределения
размера частиц
Particle size distribution
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
100
10
1
0,1
Equivalent
diameter, µm
Диаметр spherical
частиц в микронах
 ALUFY 2 представляет собой измельченный
Al(OH)3 произведенный по особой
технологии.
 ALUFY 2 может конкурировать с химически
осажденным Al(OH)3, благодаря
контролируемой морфологии и высокой
чистоте.
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
Мас. доли
EVA (28% ВА - ПТР=3)
70
LLDPE (d=0,92 - MFI=3)
20
Привитой LLDPE
10
Al(OH)3
160
Антиоксиданты
0,5
Процессинговая добавка
Наполни
тель
2
Химически
осажденный
Al(OH)3
ALUFY 2
%
Тест
A
160
100
-
-
B
120
75
40
25
C
80
50
80
50
D
40
25
120
75
E
-
-
160
100
NUOVA SIMA
(от об.
количества
наполнителей)
Мас.
доли
%
Мас.
доли
(от об.
количества
наполнителей)
IX МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ САММИТ
VI РОССИЙСКИЙ КОНГРЕСС ПЕРЕРАБОТЧИКОВ ПЛАСТМАСС
26-27 НОЯБРЯ 2012 ГОДА
ALUFY 2 - гидроксид алюминия для кабельных композитов
Rate of Heat Release (RHR)
КИ (% O2)
A
39
B
39
C
39
D
39
E
39
200
TEST E - (Fine precipitated ATH)
RHR (kW/m2)
Тест
150
TEST A - (ALUFY 2)
100
50
0
0
200
400
600
800
1000
Time (s)
ALUFY 2 и химически осажденный Al(OH)3 дают
одинаковую степень огнестойкости
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 техникоэкономически 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]
Спасибо за внимание!

similar documents