สารหน่วงการติดไฟ PE ปลอดฮาโลเจนสำหรับงานเคเบิล

แม้ในปัจจุบันนี้ โพลิเอทิลีน (PE) ยังคงเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในการผลิตสายไฟและเคเบิล เนื่องจากมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ ทนความชื้น และมีความแข็งแรงเชิงกล อย่างไรก็ตาม โครงสร้างสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนของพอลิเมอร์นี้ทำให้มันติดไฟได้ง่ายมาก เมื่อใช้งานในการติดตั้งที่ความปลอดภัยจากอัคคีภัยเป็นสิ่งสำคัญ จำเป็นต้องดัดแปลง PE ในลักษณะที่จะไม่ลุกติดไฟและไม่ปล่อยก๊าซพิษ ระบบ HFFR ช่วยให้บรรลุวัตถุประสงค์นี้ได้ เนื่องจากไม่มีก๊าซกัดกร่อนที่มีฮาโลเจนถูกปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ การเลือกสารเติมแต่งที่เหมาะสมสำหรับระบบ HFFR ไม่ใช่เรื่องง่ายเลย

วัสดุที่ต้องการอาจแตกต่างกันอย่างมากสำหรับการออกแบบสายเคเบิลประเภทต่างๆ การเลือกสารประกอบที่ปราศจากฮาโลเจนนั้นขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการทำงานของชั้นโพลิเมอร์และข้อกำหนดการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่ใช้กับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

สิ่งนี้จะถูกกำหนดโดยว่าวัสดุทำหน้าที่เป็นฉนวนไดอิเล็กทริกชั้นในหรือเปลือกป้องกันชั้นนอก

สารประกอบที่ออกแบบสำหรับเปลือกนอกจะไม่ค่อยทำหน้าที่เป็นฉนวนปฐมภูมิชั้นใน สูตรต้องสอดคล้องกับข้อจำกัดทางกลและทางไฟฟ้าของชั้นนั้นเสมอ

ไฮดรอกไซด์แร่เป็นหลักในสูตร HFFR ของพอลิโอเลฟิน แต่ระบบฟอสฟอรัสสังเคราะห์และระบบเสริมฤทธิ์ถูกนำมาใช้มากขึ้นเพื่อลดปริมาณสารตัวเติมโดยรวม

ATH และ MDH ทำงานผ่านการสลายตัวแบบดูดความร้อน ปล่อยไอน้ำเพื่อระบายความร้อนในโซนเปลวไฟ พร้อมกับสร้างชั้นเถ้าฉนวน เนื่องจากกลไกการทำงานเป็นแบบกายภาพมากกว่าเคมีในเฟสก๊าซ จึงจำเป็นต้องใช้ปริมาณสารเติมในสัดส่วนสูงเพื่อให้ได้ระดับ UL 94 V-0

เมื่อจัดหาสารเติม การระบุเพียงระดับการหน่วงไฟเป้าหมายให้ซัพพลายเออร์นั้นไม่เพียงพอ การให้ข้อมูลเกรด PE ฐาน (LDPE, LLDPE, HDPE หรือส่วนผสม EVA) ขีดจำกัดอุณหภูมิในกระบวนการผลิต ความหนาของผนัง และความยืดหยุ่นของเปลือกที่ต้องการ จะช่วยให้ซัพพลายเออร์สารเติมสามารถแนะนำชุดสารหน่วงไฟที่เข้ากันได้

การเติมสารตัวเติมแร่ในปริมาณ 50% ถึง 60% โดยน้ำหนักจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของโพลิเอทิลีนอย่างมาก การผ่านข้อกำหนดด้านอัคคีภัยไม่มีความหมายเลยหากสายเคเบิลสำเร็จรูปแตกร้าวระหว่างการติดตั้งหรือไม่ผ่านการทดสอบไดอิเล็กทริก

การทดสอบระดับวัสดุ เช่น ดัชนีออกซิเจนและการทดสอบการเผาไหม้แนวตั้ง UL 94 บนแผ่นตัวอย่างในห้องปฏิบัติการเป็นจุดอ้างอิงที่ดี แต่สมรรถนะของสายเคเบิลเต็มรูปแบบนั้นมีความแตกต่างกัน การออกแบบสายเคเบิล การระบายความร้อนของตัวนำ และความหนาแน่นของการเชื่อมขวางล้วนมีผลต่อลักษณะการเผาไหม้

การประเมินสมรรถนะเกี่ยวข้องกับการประเมินพารามิเตอร์หลักสี่ประการพร้อมกัน:

ปริมาณสารตัวเติมสูงสามารถดึงดูดความชื้นที่ผิวหน้า ส่งผลให้ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะปริมาตรเมื่อเปียกลดลง การเลือกใช้สารตัวเติมที่ผ่านการปรับสภาพผิว (เช่น ATH หรือ MDH ที่เคลือบด้วยไซเลน) จะป้องกันการดูดซับความชื้นและรักษาฉนวนไฟฟ้าไว้ได้ตลอดรอบความร้อนที่ยาวนาน

ในรูปแบบบริสุทธิ์ของพวกมัน สารตัวเติมแร่ทำหน้าที่เป็นตัวเพิ่มความเครียดในเมทริกซ์โพลีเอทิลีน การเพิ่มปริมาณสารตัวเติมแร่ทำให้ความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้พอลิเมอร์เปราะ

ความยืดหยุ่นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสายเคเบิลที่จะถูกม้วน ดึงในร่องดิน และเดินผ่านท่อร้อยสายที่คับแคบ เพื่อต่อสู้กับความเปราะในขณะที่ยังคงความต้านทานไฟ:

ประเมินความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวเมื่อขาดหลังการทดสอบการเสื่อมสภาพจากความร้อนเสมอ สารประกอบอาจผ่านการทดสอบทางกลเบื้องต้นแต่เสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วหากระบบสารเติมแต่งเร่งการเกิดออกซิเดชันของพอลิเมอร์

สูตรที่มีประสิทธิภาพในการทดสอบในห้องปฏิบัติการจะพิสูจน์ว่าไม่ได้ผลในการผลิตหากแสดงการไหลของเมลต์ที่ไม่ดี การย้อยของดาย และการสลายตัวทางความร้อนในกระบวนการอัดรีดความเร็วสูง

การแปรรูปสารประกอบ HFFR ที่มีสารตัวเติมสูงต้องการการปรับพารามิเตอร์ทางความร้อนและแรงเฉือนทางกลอย่างแม่นยำ:

ตั้งแต่ขั้นตอนการพัฒนาเรซินไปจนถึงกระบวนการผลิต จำเป็นต้องมีขั้นตอนอย่างเป็นระบบหลายขั้นตอนสำหรับการขยายกำลังการผลิต การพึ่งพาเฉพาะเอกสารข้อมูลทางเทคนิคจากผู้จัดจำหน่ายวัตถุดิบถือเป็นความเสี่ยงในกระบวนการผลิต

ในการทดสอบการอัดรีดนำร่อง ให้ตรวจสอบข้อกำหนดการผลิตต่อไปนี้:

ด้วยวิธีนี้ ตัวอย่างจะได้รับการรับรองอย่างสมบูรณ์สำหรับการผลิตเพื่อหลีกเลี่ยงการหยุดชะงักของสายการผลิต ปัญหาการสึกหรอของแม่พิมพ์ และความล้มเหลวของสายเคเบิล

การเลือกสารหน่วงการติดไฟที่ปราศจากฮาโลเจนสำหรับสูตรเคเบิล PE จำเป็นต้องใช้แนวทางที่สมดุล แม้ว่าการบรรลุข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัยเป็นสิ่งจำเป็น แต่ก็ไม่สามารถแลกมาด้วยความแข็งแรงของไดอิเล็กทริก ความยืดหยุ่นเชิงกล หรือปริมาณการผลิตในกระบวนการได้ ด้วยการจับคู่ระบบสารเติมแต่ง (ATH, MDH, ฟอสฟอรัส หรือส่วนผสมเสริมฤทธิ์) ให้เข้ากับชั้นเคเบิลเฉพาะ การใช้การปรับสภาพพื้นผิวเพื่อรักษาการยืดตัว และการตรวจสอบความเสถียรของเมลต์บนสายการอัดรีดเชิงพาณิชย์ ผู้ผลิตเคเบิลและผู้ผสมสารสามารถพัฒนาสายเคเบิล HFFR ที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสูง

เมื่อปรึกษากับซัพพลายเออร์สารเติม ควรให้รายละเอียดที่แน่ชัดเกี่ยวกับเกรดเรซินฐาน มาตรฐานสายเคเบิลเป้าหมาย ความหนาของฉนวน และข้อจำกัดในกระบวนการผลิต เพื่อระบุชุดสารหน่วงไฟที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ