Ognioodporne związki poliolefinowe do zastosowań w kablach budowlanych i przemysłowych

Bezhalogenowa mieszanka powłokowa o temperaturze 90°C może przejść test płomienia jednoprzewodowego EN 60332-1-2 i nadal nie uzyskać klasyfikacji Cca zapisanej w zamówieniu. Norma EN 50399 mierzy wydzielanie ciepła na korytku z wiązką kabla przy 20,5 kW, a następnie przy 30 kW, więc klasa ogniowa należy do gotowego projektu kabla, a nie do peletu opisanego w arkuszu danych.

Najpierw określ klasę palności, a następnie polimer

Warunki robocze dla ognioodpornej mieszanki poliolefinowej obejmują klasę palności, ciągłą temperaturę pracy, drogę sieciowania, okno wytłaczania, a następnie dokumentację. Odwrócenie tej kolejności jest powodem zmiany kształtu kabli po nieudanym teście typu.

Zgodnie z normą EN 50575 kable instalowane na stałe w budynkach są klasyfikowane zgodnie z normą EN 13501-6 w siedmiu klasach reakcji na ogień: Aca, B1ca, B2ca, Cca, Dca, Eca i Fca. Wszystko powyżej Eca łączy w sobie badanie jednoprzewodowe EN 60332-1-2, badanie wiązek EN 50399 przy 20,5 kW i 30 kW, EN 61034-2 gęstość dymu i EN 60754-2 przewodność gazów kwaśnych. Praktyczne konsekwencje wyboru związku przedstawiono w w jaki sposób parametry zmniejszające palność wpływają na wybór związku LSZH : wyższa klasa przenosi wiązanie z polimeru bazowego na system wypełniacza, substancję zwęglającą i kapanie powłoki.

Co 50 do 65 procent zawartości minerałów robi ze związkiem?

Przy tym obciążeniu związkiem rządzi wypełniacz, a nie polimer. Opublikowane receptury płaszcza HFFR, w tym US20210147662A1, opisują zawartość wodorotlenku glinu wynoszącą 50 do 65% wagowych. Poniżej tego pasma wydajność płomienia spada; powyżej niego wydłużenie przy zerwaniu i wydajność wytłaczania stają się ograniczeniem.

Wodorotlenek glinu rozkłada się endotermicznie w temperaturze około 180–200 ° C i uwalnia parę wodną; wodorotlenek magnezu rozkłada się w pobliżu 330 ° C. Ta luka jest decyzją w równym stopniu decyzją dotyczącą przetwarzania, jak i decyzją dotyczącą pożaru: systemy ATH pracują w oknie wytłaczania w temperaturze poniżej około 200 ° C, podczas gdy sieciowanie nadtlenkowe w ciągłej rurze wulkanizacyjnej jest na tyle gorące, że zwykle wybiera się systemy oparte na MDH.

Niesprzężony wypełniacz mineralny zmniejsza wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu. Polietylen szczepiony bezwodnikiem maleinowym przywraca przyczepność do matrycy wypełniacza, a dodatek silikonowy lub dodatek zwęglający zwiększa pozostałość. Potwierdź to za pomocą testów rozciągania i wydłużenia EN 60811-501 na gotowej izolacji lub powłoce, a nie na tabliczce dołączonej do arkusza danych.

Ograniczenie indeksu tlenowego do ISO 4589-2 to laboratoryjny numer kontrolny. Nie przewiduje wydajności EN 50399, ponieważ wydzielanie ciepła na dołączonej tacy zależy od siły zwęglenia i kapania, a także od wskaźnika tlenowego.

Termoplastyczny lub usieciowany: zdecyduj na podstawie konsekwencji

Termoplastyczny LSZH pasuje do kabli budowlanych i komunikacyjnych pracujących w temperaturach od 70 do 90°C, gdzie koszty konwersji i recykling złomu mają znaczenie. Usieciowany LSZH jest właściwym wyborem, gdy kabel musi wytrzymać temperaturę od 105 do 150 °C, przejść test utwardzania na gorąco zgodnie z EN 60811-507 lub tolerować wielokrotne zginanie.

Mapa zastosowań: która norma decyduje o klasie

Cztery normy obejmują większość decyzji dotyczących poliolefin zmniejszających palność: EN 50575 z EN 13501-6 dla kabli budowlanych w UE, UL 1685 lub IEC 60332-3-24 dla przemysłowych instalacji korytkowych, EN 45545-2 zestawy wymagań R15 i R16 dla taboru kolejowego oraz EN 50618 lub IEC 62930 dla kabli fotowoltaicznych.

Drut budowlany jest najciaśniejszym przypadkiem pod względem objętości. Izolacja LSZH usieciowana promieniowaniem w temperaturze 105°C, posiadająca klasyfikację B1, wymaga systemu wypełniacza, który utrzymuje wydłużenie po starzeniu, oraz środka zwęglającego, który zatrzymuje wydzielanie ciepła wewnątrz krzywej EN 50399.

ML-FJ105B1 105°C Izolacja usieciowana LSZH B1 Izolacja usieciowana LSZH B1 w temperaturze 105°C do drutu budowlanego, przeznaczona do wspomagania wydłużenia starzeniowego i wydzielania ciepła w ściśle określonych konstrukcjach drutowych. Zobacz produkt →

Powłoka kabla zasilającego rozciąga się w przeciwnym kierunku: termoplastyczna powłoka LSZH o temperaturze 90°C, sklasyfikowana jako B1, musi zachować elastyczność w przypadku trójżyłowej konstrukcji pancernej, czyli dokładnie tam, gdzie występuje konflikt obciążenia wypełniacza i wydajności w niskich temperaturach.

ML-H9001B1 Termoplastyczna osłona LSZH B1 do kabli zasilających i sterujących Termoplastyczny LSZH B1 sheath for power and control cables, designed for bundled combustion performance and 60% light transmittance in cable constructions. Zobacz produkt →

Kabel do transmisji danych dodaje dymu do równania, ponieważ osłona B2ca musi ograniczać zarówno wydzielanie ciepła, jak i gęstość optyczną, a jednocześnie zapewniać czyste odizolowanie na końcu złącza.

ML-TH9001B2ca Mieszanka osłonowa kabla komunikacyjnego o niskiej emisji dymu, temperatura 90°C Bezhalogenowa, niskodymowa, uniepalniona powłoka o temperaturze 90°C do kabli komunikacyjnych, w tym kabli do transmisji danych, kabli koncentrycznych/sieciowych i światłowodów, z formułą gotową do wytłaczania. Zobacz produkt →

Gdzie pojawiają się błędy selekcji

Większość awarii poliolefin zmniejszających palność na linii to awarie procesu, a nie awarie chemiczne. Wchłanianie wilgoci, słaba dyspersja wypełniacza i niewłaściwa gęstość usieciowania powodują więcej odrzuceń niż wybór polimeru bazowego.

• Wilgoć: związki wypełnione wodorotlenkiem absorbują wodę, dlatego suszenie jest obowiązkowe, a krzywa suszenia dostawcy, a nie ustawienie domyślne, określa temperaturę i czas przebywania.
• Dyspersja: pierwszymi sygnałami są rosnące ciśnienie upakowania sita i malejące wydłużenie przy zerwaniu; aglomeraty powodują również przemieszczanie się płomieni pomiędzy partiami.
• Sieciowanie: utwardzanie na gorąco zgodnie z EN 60811-507 i zawartość żelu potwierdzają gęstość utwardzania, przy czym niedostatecznie utwardzony związek silanowy nie ulega odkształceniu, a nadmiernie utwardzony związek staje się kruchy.
• Starzenie: Starzenie się w piecu zgodnie z normą EN 60811-401 w klasie temperaturowej podanej w certyfikacie pokazuje, czy opakowanie wypełniacza zostało ustabilizowane pod kątem tej wartości.

Hangzhou Meilin New Materials Technology Co., Ltd. łączy ognioodporne poliolefiny i PCW z trzech zakładów w Lin'an w Hangzhou na 31 zautomatyzowanych liniach i publikuje swoje własny sprzęt laboratoryjny do badań jako część dokumentacji dostawcy. Lista ta jest jedną z pierwszych rzeczy, o które należy poprosić każdego kandydata, ponieważ twierdzenia dotyczące rozproszenia i starzenia się są tak dobre, jak instrumenty za nimi stojące.

Lista kontrolna zakupów przed zakwalifikowaniem dostawcy

Dostawcę ognioodpornej poliolefiny należy zakwalifikować na podstawie ośmiu dokumentów, a nie ceny za kilogram.

• Raport klasyfikacyjny EN 13501-6 dla kabla zbudowanego z tego związku.
• Raporty z testów typu zgodne z EN 60332-3-24 lub UL 1685, w zależności od rynku docelowego.
• Dane dotyczące halogenów i gazów kwaśnych EN 60754-1 i EN 60754-2.
• Wyniki gęstości dymu EN 61034-2 przy faktycznie stosowanej grubości ściany.
• Świadectwo analizy partii obejmujące gęstość, szybkość płynięcia, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie zgodnie z EN 60811-501.
• Dane dotyczące utwardzania na gorąco i zawartości żelu zgodnie z EN 60811-507 dla gatunków usieciowanych.
• Deklaracje RoHS i REACH SVHC oraz oświadczenie o braku ołowiu, jeśli wymaga tego rynek.
• Numer pliku żółtej karty UL, w przypadku którego produktem końcowym jest kabel znajdujący się na liście UL.

Następnie przeprowadź próbę liniową: dwa przebiegi wytłaczania na tym samym ślimaku, jeden o zalecanym profilu i jeden o temperaturze chłodniejszej o 10°C, mierząc wykończenie powierzchni, wzrost ciśnienia pakietu sitowego i wydłużenie w obu przypadkach. Związek, który działa tylko w jednym wąskim oknie, stanowi ryzyko produkcyjne, niezależnie od jego klasyfikacji.

Pytania selekcyjne decydujące o kolejności

Czy wyższy graniczny indeks tlenowy oznacza lepszy kabel?

Nr ISO 4589-2 mierzy wskaźnik tlenu na małej próbce, podczas gdy klasyfikacja EN 50399 zależy od uwalniania ciepła z połączonej tacy, gdzie dominuje siła zwęglenia i kapanie. Związek o wysokim wskaźniku tlenu może nadal zawieść B2ca, jeśli uwalnia płonące cząstki.

Czy związek o klasie B2ca można stosować w temperaturze 105°C?

Tylko jeśli gatunek zawiera dane termiczne. Klasa ogniowa i klasa temperaturowa to niezależne właściwości: powłoka B2ca może mieć temperaturę znamionową 90°C, a eksploatacja jej w temperaturze 105°C wymaga EN 60811-401 wyników starzenia i odkształcenia w tej temperaturze od dostawcy związku.

Ile wodorotlenku glinu potrzebuje ognioodpornej poliolefiny?

Opublikowane preparaty HFFR do przewodów i kabli zawierają od 50 do 65% wagowych wodorotlenku glinu, jak opisano w US20210147662A1. Poniżej tego zakresu wydajność płomienia szybko spada; powyżej tego limitem stają się wydłużenie przy zerwaniu i wydajność wytłaczania, dlatego zamiast po prostu dodawać więcej wypełniacza, stosuje się kompatybilizatory i środki zwęglające.

Który pojedynczy test wychwytuje najwięcej problemów dostawców?

Wydłużenie przy zerwaniu po starzeniu w piecu, zgodnie z EN 60811-501 i EN 60811-401 w klasie temperaturowej podanej w certyfikacie. Ujawnia niedostatecznie ustabilizowane pakiety wypełniaczy, słabą dyspersję i partie uszkodzone przez wilgoć wcześniej niż robi to test płomienia, za ułamek kosztu testu pakietu.