Vinyltriisopropoxysilane (Crosile®-173) trong cáp chống cháy không chứa halogen

Các loại cáp chống cháy không chứa halogen thường sử dụng nhôm trihydroxide (ATH) và magie dihydroxide (MDH) làm chất độn. Các loại bột vô cơ này có độ phân cực bề mặt cao và khả năng tương thích kém với ma trận polyolefin, dẫn đến sự vón cục và làm giảm các tính chất cơ học cũng như khả năng chống cháy. Các chất liên kết silane thường được sử dụng để giải quyết vấn đề này.

Của ECOPOWER Crosile®-173 (vinyltriisopropoxysilane) Nó nổi bật trong lĩnh vực xử lý bột siêu mịn và các hợp chất cáp cao cấp nhờ đặc tính thủy phân độc đáo của nó.

Cấu trúc phân tử và đặc tính thủy phân

Crosile®-173 chứa ba nhóm isopropoxy, có lực cản không gian lớn hơn nhóm methoxy (ví dụ, Crosile®-171 ) hoặc nhóm ethoxy (ví dụ, Crosile®-151 Điều này dẫn đến tốc độ thủy phân chậm hơn khi có mặt nước. Đối với xử lý bề mặt chất độn, thủy phân chậm mang lại:

• Thời gian sử dụng lâu hơn và giảm nguy cơ ngưng tụ sớm;
• Đủ thời gian để các phân tử silan lan đều trên bề mặt chất độn, tạo thành một lớp phủ đơn lớp;
• Thích hợp cho các loại bột siêu mịn có diện tích bề mặt riêng lớn (ví dụ: MDH với kích thước hạt <1 μm), ngăn ngừa phản ứng quá mức cục bộ và sự phủ không đồng đều.

Các chức năng chính trong hợp chất cáp

1. Cải thiện sự phân tán chất độn

Sau khi xử lý bằng Crosile®-173, bề mặt chất độn trở nên kỵ nước, tăng cường khả năng thấm ướt với nhựa. Hiện tượng vón cục trong quá trình trộn được giảm thiểu, dẫn đến sự phân tán đồng đều, bề mặt sản phẩm mịn hơn và quá trình ép đùn ổn định hơn.

2. Khả năng chống ẩm và độ ổn định điện được cải thiện

Chất silan tạo liên kết hóa học tại giao diện giữa chất độn và nhựa, tạo nên liên kết chặt chẽ. Trong môi trường ẩm ướt, sự xâm nhập của nước dọc theo giao diện bị cản trở, làm chậm quá trình suy giảm điện trở cách điện. Các thử nghiệm lão hóa trong điều kiện ẩm ướt cho thấy cáp được xử lý bằng Crosile®-173 duy trì điện trở suất thể tích cao hơn sau khi tiếp xúc lâu dài với nước.

3. Cân bằng giữa khả năng chống cháy và tính chất cơ học

Ở hàm lượng chất độn cao, các khuyết tật ở giao diện là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng giòn. Tác dụng liên kết của Crosile®-173 cho phép chất độn đóng góp vào việc gia cường, giảm thiểu sự suy giảm độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt. Đồng thời, các chất độn phân tán tốt thúc đẩy sự hình thành lớp than liên tục trong quá trình cháy, tăng cường khả năng chống cháy.

So sánh với các loại vinyl silan thông thường

Trong việc cải tiến chất độn siêu mịn, sản xuất chất chống cháy hoạt tính, hoặc các quy trình yêu cầu thời gian xử lý dài hơn, quá trình thủy phân chậm của Crosile®-173 đảm bảo kết quả nhất quán hơn.

Hướng dẫn ứng dụng

• Phương pháp thêm trực tiếp: Thêm silan cùng với các chất phụ gia khác trong quá trình pha chế. Đảm bảo nhiệt độ và độ ẩm thích hợp (hoặc sử dụng chất xúc tác) để thúc đẩy phản ứng.
• Xử lý sơ bộ: Pha loãng silan với dung dịch cồn/nước (điều kiện axit yếu có thể đẩy nhanh quá trình thủy phân). Phun lên chất độn dưới sự trộn đều tốc độ cao, sau đó làm khô. Phương pháp này thích hợp để sản xuất bột chống cháy hoạt tính.

Ứng dụng mở rộng

Ngoài vật liệu làm cáp, Crosile®-173 còn được sử dụng trong:

• Polyethylene liên kết ngang bằng silan: dùng làm chất liên kết ngang cho ống chịu nhiệt và lớp cách điện dây dẫn;
• Nhũ tương silicone-acrylic: nhờ tính ổn định thủy phân, hệ nhũ tương này ít bị đông đặc, thích hợp cho các lớp phủ ngoại thất hiệu suất cao.

Vinyltriisopropoxysilane (Crosile®-173) giải quyết các thách thức về phân tán và tương tác giữa các chất độn chống cháy vô cơ siêu mịn trong các hệ thống chứa hàm lượng chất độn cao thông qua quá trình thủy phân chậm và được kiểm soát. Đối với các hợp chất cáp cao cấp đòi hỏi độ tin cậy lâu dài và tính ổn định trong quá trình xử lý, đây là một chất phụ gia chức năng đáng được xem xét.