Back to Blog

Как диспергировать ATH в полимере: сравнение 4 промышленных методов (высокосдвиговое смешение, экструдер, смеситель Бенбери и бисерная мельница)

---

✓ Производитель с опытом более 15 лет | ✓ Сертифицировано по ISO 9001 | ✓ Экспортируется в 60+ стран | ✓ МОQ 1 МТ / 5 кг НИОКР | ✓ Срок поставки 7-15 дней

Гидроксид алюминия • 11 июля 2026 • 15 минут чтения

Как диспергировать ATH в полимере: сравнение 4 промышленных методов Гидроксид алюминия (ATH) является основным антипиреном для кабелей LSZH, резины EPDM, полиамида и инженерных термопластов - но только если ATH правильно диспергирован. В этом руководстве рассматриваются четыре промышленных метода компаундирования, которые используются в реальных производствах (высокоскоростной смеситель, двухшнековый экструдер, внутренний смеситель Banbury и трехвалковый/бисерный мельница), сравниваются их производительность, качество диспергирования, требования к поверхностной обработке и энергопотребление, и заканчивается матрицей выбора полимера по полимеру.

Четыре основных метода диспергирования ATH с указанием полимерных систем, для которых каждый из них подходит лучше всего. Источник: лаборатория компаундирования Aluminaworld.

Почему диспергирование ATH является единственным наиболее важным решением при компаундировании

Когда формулятор на заводе по производству проводов и кабелей указывает 60 частей ATH (частей на сто частей смолы) в матрице EVA, на стадии компаундирования должны произойти три вещи: каждая частица ATH должна быть физически отделена от своих соседей (дезагломерация), каждая отделенная частица должна быть смочена расплавленным полимером (смачивание), и полученная дисперсия должна оставаться стабильной через гранулирование, сушку и повторное плавление в экструдере (стабилизация). Если ошибиться в любом из этих трех, то конечный кабель не пройдет испытание UL94 V-0, потеряет 30-50% удлинения при разрыве или, что еще хуже, расплавится и потечет под воздействием пламени, потому что области, богатые ATH, разлагаются экзотермически, в то время как области, бедные ATH, не могут быстро enough высвобождать водяной пар.

ATH - это сложный наполнитель для диспергирования по трем причинам. Во-первых, его первичные частицы представляют собой угловатые кристаллы гиббсита с острыми краями (твердость по Моосу 3-3,5), которые сцепляются в механически стабильные агломераты. Во-вторых, полярная гидроксидная поверхность (-OH группы) несовместима с большинством неполярных полимерных матриц; термодинамическая движущая сила толкает систему к фазовому разделению, что проявляется в виде агломерации и высокой вязкости. В-третьих, ATH начинает разлагаться эндотермически примерно при 200 градусах Цельсия и достигает максимальной скорости дегидратации при 300-340 градусах Цельсия, высвобождая 34,6 вес.% воды - поэтому температурное окно компаундирования узкое, обычно 150-200 градусов Цельсия для расплава, намного выше точки плавления полимера, но намного ниже температуры начала разложения ATH. Вы не можете полагаться на высокую температуру или высокое сдвиговое усилие для решения проблем с диспергированием; оба разрушат ATH.

Четыре метода, рассмотренные в этом руководстве, не являются взаимозаменяемыми. Каждый из них эволюционировал для решения конкретной проблемы: высокоскоростные смесители для пластизолей ПВХ и горячих расплавов EVA; двухшнековые экструдеры для инженерных термопластов, загруженных 50-65 вес.% ATH; смесители Banbury для эластомеров и резиновых смесей, где крутящий момент и геометрия ротора доминируют; и трехвалковые/бисерные мельницы для специальных паст, покрытий и прозрачных полимеров, где диспергирование менее 5 микрон является абсолютным требованием. Выбор неправильного метода является основной причиной неудачных испытаний UL94, поломок шнеков и перегоревших двигателей экструдеров в соединениях ATH. Мы рассмотрим физику и практическую инженерию каждого из них.

Физика: что происходит, когда ATH встречается с полимером

ATH частицы выходят из производства в агломерированной форме. Типичная партия ATH с D50 = 3 микрона показывает 1-3 вес.% частиц > 45 микрон на ситовом анализе, хотя лазерная дифракция D50 составляет 3 микрона. Эти частицы крупнее - это твердые агломераты - первичные кристаллы гиббсита, сплавленные в кальцинаторе. Их нельзя разбить мягким сдвигом, только интенсивным перемешиванием в экструдере или Banbury. Мягкие агломераты (удерживаемые силами Ван-дер-Ваальса и электростатическими силами) могут быть разбиты любым смесительным оборудованием, которое обеспечивает локальные скорости сдвига выше примерно 10 000 с-1.

Смачивание - это второй этап физики. Когда расплавленный полимер вступает в контакт с