Halogenfreie, flammhemmende Kabel verwenden üblicherweise Aluminiumtrihydroxid (ATH) und Magnesiumdihydroxid (MDH) als Füllstoffe. Diese anorganischen Pulver weisen eine hohe Oberflächenpolarität und eine geringe Kompatibilität mit Polyolefin-Matrizen auf, was zu Agglomeration und einer Verringerung der mechanischen Eigenschaften sowie der Flammwidrigkeit führt. Um dieses Problem zu beheben, werden häufig Silan-Haftvermittler eingesetzt.
ECOPOWERs
Crosile®-173 (Vinyltriisopropoxysilan)
Es zeichnet sich durch sein einzigartiges Hydrolyseverhalten bei der Behandlung ultrafeiner Pulver und bei High-End-Kabelmischungen aus.
Molekulare Struktur und Hydrolyseeigenschaften
Crosile®-173
enthält drei Isopropoxygruppen, die eine größere sterische Hinderung aufweisen als Methoxygruppen (z. B.
Crosile®-171
) oder Ethoxygruppen (z. B.
Crosile®-151
Dies führt zu einer langsameren Hydrolyserate in Gegenwart von Wasser. Für die Oberflächenbehandlung von Füllstoffen bietet die langsame Hydrolyse folgende Vorteile:
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Längere Verarbeitungszeit und geringeres Risiko vorzeitiger Kondensation;
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Ausreichend Zeit, damit sich die Silanmoleküle gleichmäßig auf der Füllstoffoberfläche verteilen und eine Monoschichtbeschichtung bilden können;
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Eignung für ultrafeine Pulver mit hoher spezifischer Oberfläche (z. B. MDH mit einer Partikelgröße < 1 μm), wodurch lokale Überreaktionen und ungleichmäßige Bedeckung verhindert werden.
Hauptfunktionen in Kabelmischungen
1. Verbesserte Füllstoffdispersion
Nach der Behandlung mit Crosile®-173 wird die Füllstoffoberfläche hydrophob, wodurch die Benetzbarkeit mit dem Harz verbessert wird. Die Agglomeration während des Compoundierens wird reduziert, was zu einer gleichmäßigen Dispersion, glatteren Produktoberflächen und einer stabileren Extrusion führt.
2. Verbesserte Feuchtigkeitsbeständigkeit und elektrische Stabilität
Das Silan bildet an der Grenzfläche zwischen Füllstoff und Harz chemische Bindungen und sorgt so für eine feste Verbindung. In feuchter Umgebung wird das Eindringen von Wasser entlang der Grenzfläche behindert, wodurch der Abfall des Isolationswiderstands verzögert wird. Alterungstests unter Feuchtigkeitsbedingungen zeigen, dass mit Crosile®-173 behandelte Kabel auch nach längerer Wassereinwirkung einen höheren spezifischen Widerstand aufweisen.
3. Ausgewogenheit zwischen Flammschutz und mechanischen Eigenschaften
Bei hohen Füllstoffgehalten sind Grenzflächendefekte die Hauptursache für Versprödung. Die Kopplungswirkung von Crosile®-173 ermöglicht es dem Füllstoff, zur Verstärkung beizutragen und so den Verlust an Zugfestigkeit und Bruchdehnung zu minimieren. Gleichzeitig fördern gut dispergierte Füllstoffe die Bildung einer durchgehenden Kohleschicht während der Verbrennung und verbessern dadurch die Flammwidrigkeit.
Vergleich mit gängigen Vinylsilanen
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Silantyp
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Hydrolysierbare Gruppe
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Hydrolyserate
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Typische Anwendungen
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Crosile®-151
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Triethoxy
Medium
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Schnell
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Allgemeine Füllstoffe, mäßige Feuchtigkeitskontrolle
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Crosile®-171
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Trimethoxy
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Schnell
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Systeme, die eine schnelle Reaktion erfordern
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Crosile®-172
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Methoxyethoxy
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Medium
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Zwischen 151 und 173
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Crosile®-173
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Triisopropoxy
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Langsam
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Ultrafeine Füllstoffe, Systeme, die eine gleichmäßige
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Bei der Modifizierung ultrafeiner Füllstoffe, der Herstellung aktiver Flammschutzmittel oder Prozessen, die längere Verarbeitungsfenster erfordern, gewährleistet die langsame Hydrolyse von Crosile®-173 konsistentere Ergebnisse.
Anwendungsrichtlinien
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Direkte Zugabe: Geben Sie das Silan zusammen mit anderen Additiven während der Compoundierung hinzu. Stellen Sie sicher, dass ausreichend Temperatur und Feuchtigkeit vorhanden sind (oder verwenden Sie einen Katalysator), um die Reaktion zu fördern.
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Vorbehandlung: Das Silan mit einer Alkohol/Wasser-Lösung verdünnen (schwach saure Bedingungen können die Hydrolyse beschleunigen). Unter schnellem Rühren auf den Füllstoff sprühen und anschließend trocknen lassen. Dieses Verfahren eignet sich zur Herstellung von aktiven Flammschutzpulvern.
Erweiterte Anwendungen
Neben Kabelmaterialien wird Crosile®-173 auch verwendet in:
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Silanvernetztes Polyethylen: als Vernetzungsmittel für hitzebeständige Rohre und Kabelisolierungen;
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Silikon-Acryl-Emulsionen: Aufgrund ihrer hydrolytischen Stabilität neigt das Emulsionssystem weniger zur Gelierung und eignet sich daher für Hochleistungs-Außenbeschichtungen.
Vinyltriisopropoxysilan (Crosile®-173) löst durch seine langsame, kontrollierte Hydrolyse Dispersions- und Grenzflächenprobleme von ultrafeinen anorganischen Flammschutzmitteln in hochgefüllten Systemen. Für hochwertige Kabelmischungen, die langfristige Zuverlässigkeit und Verarbeitungsstabilität erfordern, ist es ein funktionelles Additiv, das in Betracht gezogen werden sollte.
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