Ứng dụng vật liệu chậm cháy cho cáp điện

vật-liệu-chống-cháy

Các nhà sản xuất dây cáp điện phải đánh giá một loạt các đặc tính khi chọn một sản phẩm làm vật liệu cách điện hoặc làm lớp vỏ bọc cho cáp như hiệu suất điện, đặc tính cơ học, chi phí sản xuất tổng thể. Một đặc tính quan trọng khác trong quá trình lựa chọn vật liệu là độ an toàn chống cháy.

Khả năng chậm cháy có thể đạt được theo một số cách. Ví dụ, việc bổ sung các hợp chất halogen (thường được sử dụng kết hợp với antimon trioxit) giống như thành phần ức chế các chuỗi phản ứng gốc tự do liên quan đến việc phân hủy polyme thành khí dễ cháy; hoặc việc ứng dụng hiện tượng hấp thụ tạo thành một lớp than xốp để làm chậm quá trình cháy của lớp cách điện polyme; hoặc bổ sung các chất độn khoáng ngậm nước làm loãng nồng độ vật liệu dễ cháy và phân hủy dưới nhiệt độ bắt cháy của polyme khi tiếp xúc với nhiệt…

Theo luật pháp Châu Âu gần đây, ngày càng có nhiều ứng dụng dây và cáp yêu cầu sử dụng vật liệu cách điện hoặc vỏ bọc không chứa halogen hoặc không chứa PVC. Điều này đã tạo ra sự phát triển của các công thức chậm cháy không chứa halogen (HFFR) dựa trên việc sử dụng chất tổng hợp etylen và chất khoáng ngậm nước như nhôm hydroxit (ATH) hoặc magie hydroxit (MDH).

Ngoài phương pháp giảm lượng vật chất hữu cơ có thể phân hủy, chất độn khoáng ngậm nước hoạt động theo nguyên tắc của hiệu ứng thu nhiệt hoặc tản nhiệt kết hợp với việc pha loãng các khí phân hủy dễ cháy bằng hơi nước trơ. Khi đó một lượng nhiệt đáng kể được tỏa ra từ vụ cháy khi chất độn ngậm nước bị phân hủy.

Một lớp bảo vệ được tạo thành từ oxit nhôm hoặc oxit magie và các sản phẩm của quá trình cacbon hóa hình thành trên bề mặt nhựa càng cản trở quá trình đốt cháy. Lớp bảo vệ này cũng có thể làm giảm mật độ khói bằng cách hấp thụ các hạt muội than.

Việc sử dụng chất độn khoáng ngậm nước trong công thức dây và cáp polyolefin có một số hạn chế, phần lớn xuất phát từ mức độ kết hợp rất cao của chất độn khoáng cần thiết để đáp ứng các thông số kỹ thuật chậm cháy như UL-94 hoặc IEC 60332.

Để đạt được mức hiệu suất cháy đáng kể, việc tổng hợp chất độn lên đến 65% trọng lượng (wt.%) trong polyolefin không phải là ít. Ở ngưỡng này, chất độn có ảnh hưởng mạnh mẽ đến các đặc tính của hệ thống và dẫn đến các hợp chất có trọng lượng riêng cao và tính linh hoạt hạn chế hơn, cùng với các đặc tính cơ học thấp, đặc biệt là độ giãn dài khi đứt.

Theo quan điểm của những hiệu ứng như vậy, việc lựa chọn polyme là rất quan trọng trong việc đạt được các hợp chất cách điện và vỏ bọc cáp HFFR hiệu suất cao. Về bản chất, polyme được lựa chọn phải có độ tải trọng cao của chất độn chống cháy hài hòa với sự thất thoát của các đặc tính cơ học sao cho ở mức tối thiểu.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.