Materiales retardantes de llama libres de halógenos en cables de construcción: necesidades de la industria e innovación tecnológica

Materiales retardantes de llama libres de halógenos en cables de construcción: necesidades de la industria e innovación tecnológica

I. Disposición extensa de cables de construcción y posible crisis de incendio

En los edificios modernos, los cables no sólo son la infraestructura para la transmisión de energía, sino que también desempeñan un papel insustituible en el intercambio de información y la gestión de la energía. Desde edificios residenciales de gran altura hasta edificios industriales e instalaciones públicas, los cables se han convertido en la red central que recorre todos los espacios de los edificios. Sistemas como los de energía, telecomunicaciones, comunicación de datos e iluminación de emergencia dependen del funcionamiento normal de los cables. Por lo tanto, la seguridad de los cables está directamente relacionada con la seguridad general del edificio, especialmente en caso de emergencias como un incendio, la función y el rendimiento de los cables son particularmente críticos.

Sin embargo, los cables no sólo desempeñan importantes funciones de transmisión, sino que también conllevan ciertos riesgos de incendio. Más allá de sus conductores y núcleos de transmisión, los cables suelen contener una gran cantidad de materiales poliméricos, como aislamientos, fundas y capas de revestimiento, la mayoría de los cuales son inflamables. En caso de incendio, estos cables proporcionan una gran cantidad de combustible, y el sobrecalentamiento, los cortocircuitos o los fallos eléctricos en los cables pueden ser fuentes de ignición. Al mismo tiempo, la red de cable recorre todos los pisos y espacios del edificio y, una vez que comienza un incendio, se propaga extremadamente rápido, amenazando seriamente la seguridad general del edificio.

Por lo tanto, la tecnología retardante de llama es particularmente importante en el diseño y uso de cables de construcción. La función de los retardantes de llama no es sólo frenar la propagación de las llamas, sino que también puede proporcionar un valioso tiempo de escape para las personas en el edificio en las primeras etapas de un incendio y reducir la acumulación de humos tóxicos, lo cual es extremadamente importante, especialmente en lugares densamente poblados. lugares poblados como escuelas, hospitales, aeropuertos y otros lugares. Los materiales y soluciones retardantes de llama eficaces no solo mejoran la tasa de éxito de la extinción de incendios, sino que también ganan más tiempo para la extinción y el rescate, garantizando la seguridad de la vida.

II. CSeguridad contra incendios capaz: la clave para garantizar la prevención y el control de los incendios en la construcción.

En los edificios modernos, los cables no sólo cumplen la función principal de transmisión de energía y señales, sino que también desempeñan un papel vital en la prevención y el control de incendios. Con el edificio cada vez más alto y complejo, la red de cable se ha convertido en la 'línea de vida' a través del edificio. Sin embargo, estos cables pueden convertirse en portadores de focos de fuego en caso de incendio, e incluso acelerar la propagación del fuego. Por lo tanto, la seguridad contra incendios de los cables, especialmente su resistencia al fuego y sus características de propagación de llamas, se ha convertido en una parte clave del diseño contra incendios de los edificios.

Hay muchos tipos de cables en los edificios, desde cables resistentes al fuego hasta cables convencionales, y el desempeño de seguridad contra incendios de cada cable tiene estándares estrictos. Los cables resistentes al fuego, especialmente los utilizados para sistemas de alarma contra incendios y sistemas de iluminación de emergencia, deben tener la capacidad de continuar funcionando durante largos períodos de tiempo en un entorno de incendio caliente para garantizar que los sistemas de comunicación e iluminación de seguridad del edificio no se vean comprometidos. . Estos cables son capaces de soportar cambios rápidos de temperatura, golpes de agua fría y estrés mecánico mientras mantienen la integridad de los circuitos en caso de incendio.

El riesgo de incendio de los cables no se limita a la propagación de llamas; La generación de humo, las emisiones de gases ácidos y la cantidad de calor liberado también son factores importantes en la seguridad contra incendios. La concentración de humo y las emisiones de gases tóxicos afectan directamente el tiempo de escape y las posibilidades de supervivencia en un incendio, especialmente en edificios públicos y lugares densamente poblados, los materiales de cable con bajo contenido de humo y baja toxicidad son particularmente importantes. Por lo tanto, se han desarrollado estándares de prueba detallados a nivel internacional para el rendimiento de combustión de los cables, que cubren una serie de indicadores como la longitud de combustión, la liberación de calor, la densidad del humo y la emisión de gases ácidos, con el fin de evaluar de manera integral la seguridad contra incendios de los cables.

La resistencia al fuego de los cables no sólo depende de las propiedades ignífugas de los materiales seleccionados, sino que también está estrechamente relacionada con su diseño y proceso de fabricación. El comportamiento de varios tipos de cables en caso de incendio suele ser el resultado de la interacción entre las propiedades del material polimérico y el diseño estructural del cable. Para maximizar la protección contra incendios de los cables, la selección de materiales y la construcción de los cables deben tener en cuenta los requisitos de retardo de llama, resistencia a altas temperaturas y bajo nivel de humo.

III. Uno de los principales materiales del cable: cloruro de polivinilo.

En términos de seguridad contra incendios, las propiedades retardantes de llama de los materiales de los cables son cruciales. Con el aumento de la conciencia ambiental y los estrictos requisitos de las normas de seguridad, los materiales poliméricos que utilizan retardantes de llama inorgánicos no halogenados de fósforo y nitrógeno se han convertido gradualmente en una tendencia en la industria. Estos retardantes de llama no sólo mejoran eficazmente la protección contra incendios de los cables, sino que también mejoran significativamente el respeto al medio ambiente y la salud y seguridad de los cables, especialmente cuando se trata de polímeros que contienen halógenos como el cloruro de polivinilo (PVC), que puede reducir significativamente la liberación de gases nocivos.

1. Situación y desafíos de los materiales de los cables de PVC.

Los cables de cloruro de polivinilo (PVC) han sido uno de los materiales más utilizados en la industria del cable, especialmente el material de PVC blando, que se usa ampliamente en aplicaciones de energía y telecomunicaciones debido a su excelente moldeabilidad y rentabilidad. Sin embargo, aunque el PVC en sí tiene algunas propiedades retardantes de llama, en la práctica a menudo es necesario agregar grandes cantidades de plastificantes para mejorar la flexibilidad y estos plastificantes, sin embargo, hacen de los cables de PVC una fuente potencial de combustible en caso de incendio. Como resultado, en un entorno de incendio, la llama de los cables de PVC se propaga más rápido y libera una gran cantidad de humo tóxico, lo que aumenta considerablemente el peligro tras un incendio.

2. Selección y aplicación de retardantes de llama eficientes.

Para mejorar el retardo de llama de los cables de PVC, la industria suele agregar una variedad de retardantes de llama, algunos comunes como el trióxido de antimonio (ATO). ATO es un retardante de llama típico que tiene un efecto notable en los cables de PVC flexibles y es capaz de para inhibir eficazmente la propagación de la llama. Sin embargo, aunque ATO tiene ventajas en términos de respeto al medio ambiente, su comportamiento ante el fuego no es satisfactorio en aplicaciones prácticas. Dado que la adición de trióxido de antimonio aumenta significativamente la cantidad de humo negro que se produce cuando se quema un cable, reduce la seguridad general contra incendios del cable.

Para abordar este problema, muchos fabricantes de cables han recurrido a retardantes de llama de hidróxido metálico, como el hidróxido de aluminio (ATH) y el hidróxido de magnesio (MDH). Estos hidróxidos no sólo ofrecen excelentes propiedades retardantes de llama, sino que también reducen eficazmente la generación de humo, disminuyendo la densidad del humo y las emisiones de gases tóxicos en caso de incendio. Además, al combinarse con otros retardantes de llama sinérgicos como el hidroxiestannato de zinc y el borato de zinc, se puede mejorar aún más la capacidad de supresión de llamas del cable y se pueden reducir los efectos negativos de la generación de humo.

3. Equilibrio entre la protección del medio ambiente y la seguridad: materiales para cables con baja emisión de humo y baja toxicidad

A medida que aumentan los requisitos de seguridad de la construcción y desempeño ambiental, los materiales para cables de PVC con baja emisión de humo y baja toxicidad se están volviendo comunes. Estos materiales están diseñados con especial enfoque en reducir los gases nocivos y el humo que se produce en caso de incendio. Por ejemplo, el hidroxiestannato de zinc, como retardante de llama sinérgico, no sólo inhibe la propagación de la llama en su reacción con el cloro elemental, sino que también reduce la generación de humo al generar una capa de coque, mejorando así en gran medida la seguridad general y la adaptabilidad ambiental de cables.

La resistencia al fuego de los cables es especialmente importante en zonas de alto riesgo, como los espacios de los compartimentos del techo. Los compartimentos del techo suelen estar llenos de cables de alimentación, comunicación y transmisión de datos, que pueden ser la fuente de propagación del fuego en caso de incendio. Por este motivo, estas zonas requieren el uso de materiales de cables que cumplan estrictos estándares de protección contra incendios. En Estados Unidos, por ejemplo, los cables en los compartimentos del techo deben cumplir con la norma NFPA 90A, que exige que el material del cable tenga muy bajas emisiones de humo y toxicidad, y al mismo tiempo pueda soportar un funcionamiento sostenido en entornos de alta temperatura. .

4. Formulaciones típicas y desarrollos futuros

A medida que la tecnología continúa avanzando, se continúan optimizando las formulaciones de materiales de cables de PVC retardantes de llama y con bajo contenido de humo. Las últimas formulaciones no sólo mejoran el retardo de llama, sino que también reducen aún más la liberación de calor y las emisiones de gases tóxicos durante la combustión, cumpliendo con los requisitos duales de seguridad y respeto al medio ambiente en los edificios modernos. Con estos innovadores materiales para cables, el rendimiento de seguridad contra incendios de los edificios mejora significativamente, especialmente en ubicaciones de alto riesgo como centros de datos, edificios comerciales y hospitales.

IV. Cables retardantes de llama libres de halógenos: una nueva tendencia en la industria del cable

En las aplicaciones industriales y de construcción modernas, el retardo de llama del cable no solo tiene que ver con la prevención y el control de incendios, sino que también afecta directamente el funcionamiento seguro del sistema eléctrico. Los cables retardantes de llama libres de halógenos, con sus características respetuosas con el medio ambiente, de baja toxicidad y de baja emisión de humo, se han convertido en una nueva generación de materiales para cables, la opción principal. Dichos cables están modificados con retardante de llama libre de halógenos (HFFR) o retardante de llama libre de halógenos y bajo contenido de humo (LSFOH), que pueden inhibir eficazmente la propagación de llamas y reducir la liberación de gases tóxicos y humo en caso de incendio, y es un componente clave de seguridad en edificios modernos, instalaciones de transporte, redes de comunicación y otras áreas importantes.

1. Materiales principales y mecanismo retardante de llama.

El polímero base más comúnmente utilizado en la producción de cables retardantes de llama libres de halógenos es una mezcla de copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA) y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE). Este tipo de base polimérica combina buena procesabilidad y propiedades mecánicas en materiales para cables. Para mejorar el retardo de llama de los cables, se utiliza hidróxido de aluminio (ATH) como principal retardante de llama de tipo relleno, que se procesa mediante el método de precipitación fina y tiene un tamaño de partícula de aproximadamente 1 micrón. El hidróxido de aluminio, que suele contener entre un 60 % y un 65 % en peso, puede liberar eficazmente la humedad y actuar como supresor de llamas en caso de incendio en el cable.

El uso de agentes de acoplamiento en la formulación garantiza las propiedades físicas del material del cable después del procesamiento, asegurando una excelente durabilidad y confiabilidad. Estos cables retardantes de llama libres de halógenos generalmente se producen mediante procesos de extrusión estándar para garantizar propiedades retardantes de llama eficientes y consistentes.

2. Aplicaciones de alto rendimiento y requisitos especiales.

Para cables con requisitos especiales de resistencia química, a la abrasión o al calor, como cables de ascensor, cables de ascensor o cables fotovoltaicos, a menudo se utilizan materiales de cable termoestables o reticulados en el proceso de producción. La reacción de reticulación suele iniciarse mediante peróxidos, un proceso que mejora significativamente la resistencia mecánica y la estabilidad térmica del material del cable. Los materiales elastoméricos comunes incluyen copolímeros de etileno-propileno-diolefina (EPDM) y copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVM) de alto contenido, que están reticulados y modificados no sólo para mejorar el rendimiento de los cables, sino también para mejorar su resistencia a altas temperaturas y envejecimiento. Para optimizar aún más el efecto retardante de llama, el porcentaje en peso de hidróxido de aluminio suele ser del 50% al 60%, y también se pueden agregar retardantes de llama sinérgicos como el borato de zinc para mejorar el efecto retardante de llama general.

3. Curado por haz de electrones y necesidades especiales de la cabina solarles

En la producción de cables fotovoltaicos, la tecnología de curado por haz de electrones se ha convertido en un proceso estándar. Esta tecnología mejora la estabilidad térmica y la resistencia a los rayos UV de los cables al reticular el material del cable con un haz de electrones. Los cables fotovoltaicos requieren resistencia a altas temperaturas y resistencia a los rayos UV a largo plazo, por lo que a menudo se prefiere el hidróxido de magnesio (MDH) al hidróxido de aluminio en esta aplicación, especialmente a temperaturas de procesamiento más altas, para garantizar mejor la retardación de llama del cable.

4. Combinación de polímeros de alta resistencia a la abrasión con retardantes de llama inorgánicos de fósforo y nitrógeno.

Para algunos cables para usos especiales, como los cables altamente resistentes al desgaste, se utilizan ampliamente materiales como el poliuretano termoplástico (TPU) debido a sus excelentes propiedades físicas. El uso de retardantes de llama inorgánicos de fósforo y nitrógeno en dichos materiales base se ha convertido en una tecnología bien establecida. Al dosificar derivados de melamina, ésteres de fosfato orgánico, ésteres de hipofosfito e hidróxidos metálicos (como hidróxido de aluminio o hidróxido de magnesio) en diferentes proporciones, se puede mejorar significativamente el efecto retardante de llama de los cables manteniendo al mismo tiempo las buenas propiedades mecánicas de los materiales.

5. Tendencias de desarrollo y requisitos ambientales.

Con las regulaciones ambientales cada vez más estrictas, los cables retardantes de llama libres de halógenos se están convirtiendo cada vez más en la primera opción para la construcción, el transporte, la energía eléctrica y otras industrias debido a sus características de baja emisión de humo y baja toxicidad. Al optimizar la formulación y el proceso de producción de cables retardantes de llama libres de halógenos, los materiales de los futuros cables serán más ecológicos y eficientes, cumplirán con estándares ambientales y de seguridad más altos y ayudarán a construir un sistema de transmisión de energía más ecológico y seguro.

VI. Conclusión

En resumen, los cables retardantes de llama libres de halógenos desempeñan un papel importante e irreemplazable en edificios, industrias y entornos especiales modernos. Mediante el uso de retardadores de llama avanzados sin halógenos y formulaciones de polímeros optimizadas, estos cables demuestran excelentes ventajas en términos de seguridad contra incendios, respeto al medio ambiente y propiedades mecánicas. Los cables retardantes de llama sin halógenos no sólo inhiben eficazmente la propagación de llamas y reducen la liberación de humos tóxicos, sino que también reducen el impacto negativo en el medio ambiente y cumplen con estándares medioambientales y de seguridad cada vez más estrictos. Con el continuo desarrollo de la tecnología, el futuro de los cables retardantes de llama libres de halógenos será más eficiente, confiable y desempeñará un papel más importante en los edificios inteligentes, las energías renovables y otras áreas. Frente a los requisitos de aplicación complejos y cambiantes, la innovación y el desarrollo de cables retardantes de llama libres de halógenos seguirán promoviendo la seguridad de los edificios y la protección del medio ambiente a un nivel más alto, y se convertirán en una parte integral del futuro sistema de seguridad eléctrica.

El fósforo rojo microencapsulado FRP-950X, FRP-8050 y los sustitutos de trióxido de antimonio de YINSU Flame Retardant desempeñan un papel clave en los cables libres de halógenos y con bajo contenido de humo. El fósforo rojo microencapsulado puede capturar eficazmente los radicales libres durante la combustión, interrumpiendo la reacción en cadena de la combustión e inhibiendo significativamente la propagación de la llama, y ​​los compuestos que contienen fósforo que genera pueden promover la formación de capas de carbono, aislar el oxígeno y el calor y mejorar las propiedades retardantes de llama de cables. Cantidad de aditivo y densidad de humo extremadamente bajas, al tiempo que se reduce la cantidad de hidróxido de magnesio o hidróxido de aluminio agregado para mantener la dureza de la materia prima. La serie T de antimonio compuesto puede reemplazar completamente el trióxido de antimonio, manteniendo el efecto retardante de llama eficiente y al mismo tiempo reduciendo el costo del retardante de llama, lo que garantiza que los cables libres de halógenos y con bajo contenido de humo muestren una mejor seguridad contra incendios en caso de incendio, lo que brinda una sólida garantía para la seguridad contra incendios en los edificios.