Matériaux ignifuges sans halogène dans les câbles de construction : besoins de l'industrie et innovation technologique

Matériaux ignifuges sans halogène dans les câbles de construction : besoins de l'industrie et innovation technologique

JE. Disposition étendue des câbles du bâtiment et crise d'incendie potentielle

Dans les bâtiments modernes, les câbles ne constituent pas seulement l’infrastructure de transport d’énergie, mais jouent également un rôle irremplaçable dans l’échange d’informations et la gestion de l’énergie. Des immeubles résidentiels de grande hauteur aux bâtiments industriels en passant par les installations publiques, les câbles sont devenus le réseau central qui traverse tous les espaces des bâtiments. Les systèmes tels que l’alimentation électrique, les télécommunications, la communication de données et l’éclairage de secours dépendent tous du fonctionnement normal des câbles. Par conséquent, la sécurité des câbles est directement liée à la sécurité globale du bâtiment, notamment en cas d'urgence telle qu'un incendie, le rôle et les performances des câbles sont particulièrement critiques.

Cependant, les câbles ne remplissent pas seulement des fonctions de transmission importantes, mais présentent également certains risques d'incendie. Au-delà de leurs conducteurs et âmes de transmission, les câbles contiennent généralement un grand nombre de matériaux polymères, tels que des isolants, des gaines et des couches de revêtement, dont la plupart sont inflammables. En cas d'incendie, ces câbles fournissent une grande quantité de combustible, et une surchauffe, un court-circuit ou des défauts électriques dans les câbles peuvent être à l'origine d'une inflammation. Dans le même temps, le réseau de câbles traverse chaque étage et chaque espace du bâtiment et, dès qu'un incendie se déclare, celui-ci se propage extrêmement rapidement, menaçant sérieusement la sécurité globale du bâtiment.

La technologie ignifuge est donc particulièrement importante dans la conception et l’utilisation des câbles de construction. Le rôle des produits ignifuges n'est pas seulement de ralentir la propagation des flammes, ils peuvent également fournir un temps d'évacuation précieux aux personnes présentes dans le bâtiment dès les premiers stades d'un incendie et réduire l'accumulation de fumées toxiques, ce qui est extrêmement important, en particulier dans les environnements denses. des lieux peuplés tels que des écoles, des hôpitaux, des aéroports et d'autres lieux. Des matériaux et solutions ignifuges efficaces améliorent non seulement le taux de réussite de la suppression des incendies, mais permettent également de gagner plus de temps pour la lutte contre les incendies et le sauvetage, garantissant ainsi la sécurité des personnes.

II. Cune sécurité incendie efficace : la clé pour assurer la prévention et le contrôle des incendies dans les bâtiments

Dans les bâtiments modernes, les câbles remplissent non seulement la fonction essentielle de transmission de l’énergie et des signaux, mais jouent également un rôle essentiel dans la prévention et le contrôle des incendies. Avec le bâtiment de plus en plus élevé et complexe, le réseau câblé est devenu la « bouée de sauvetage » à travers le bâtiment. Cependant, ces câbles peuvent devenir porteurs de sources d'incendie en cas d'incendie, voire accélérer la propagation du feu. Par conséquent, la sécurité incendie des câbles, en particulier leurs caractéristiques de résistance au feu et de propagation des flammes, est devenue un élément clé de la conception incendie des bâtiments.

Il existe de nombreux types de câbles dans les bâtiments, des câbles résistants au feu aux câbles conventionnels, et les performances de sécurité incendie de chaque câble sont soumises à des normes strictes. Les câbles résistants au feu, en particulier ceux utilisés pour les systèmes d'alarme incendie et les systèmes d'éclairage de secours, doivent avoir la capacité de continuer à fonctionner pendant de longues périodes dans un environnement d'incendie chaud afin de garantir que les systèmes de communication et d'éclairage de sécurité du bâtiment ne soient pas compromis. . Ces câbles sont capables de résister aux changements rapides de température, aux chocs dus à l'eau froide et aux contraintes mécaniques tout en préservant l'intégrité des circuits en cas d'incendie.

Le risque d'incendie dû aux câbles ne se limite pas à la propagation des flammes ; La production de fumée, les émissions de gaz acides et la quantité de chaleur dégagée sont également des facteurs importants pour la sécurité incendie. La concentration de fumée et les émissions de gaz toxiques affectent directement le temps d'évacuation et les chances de survie en cas d'incendie, en particulier dans les bâtiments publics et les lieux densément peuplés, les matériaux de câbles à faible fumée et à faible toxicité sont particulièrement importants. Par conséquent, des normes de test détaillées ont été élaborées au niveau international pour les performances de combustion des câbles, couvrant un certain nombre d'indicateurs tels que la longueur de combustion, le dégagement de chaleur, la densité de la fumée et les émissions de gaz acides, afin d'évaluer de manière globale la sécurité incendie des câbles.

La performance au feu des câbles ne dépend pas seulement des propriétés ignifuges des matériaux sélectionnés, mais est également étroitement liée à leur conception et à leur processus de fabrication. La performance de différents types de câbles en cas d'incendie est souvent le résultat de l'interaction entre les propriétés du matériau polymère et la conception structurelle du câble. Afin de maximiser la protection incendie des câbles, la sélection des matériaux et la construction des câbles doivent prendre en compte les exigences de retardateur de flamme, de résistance aux températures élevées et de faible dégagement de fumée.

III. Un des principaux matériaux du câble : le polychlorure de vinyle

En termes de sécurité incendie, les propriétés ignifuges des matériaux des câbles sont cruciales. Avec la montée de la conscience environnementale et les exigences strictes des normes de sécurité, les matériaux polymères utilisant des retardateurs de flamme inorganiques non halogénés phosphore-azote sont progressivement devenus une tendance dans l'industrie. Ces retardateurs de flamme améliorent non seulement efficacement la protection incendie des câbles, mais améliorent également considérablement le respect de l'environnement ainsi que la santé et la sécurité des câbles, en particulier lorsqu'il s'agit de polymères contenant des halogènes tels que le chlorure de polyvinyle (PVC), qui peuvent réduire considérablement la libération de gaz nocifs.

1. Statut et défis des matériaux de câbles en PVC

Les câbles en polychlorure de vinyle (PVC) sont l'un des matériaux les plus largement utilisés dans l'industrie du câble, en particulier le matériau PVC souple, largement utilisé dans les applications d'énergie et de télécommunications en raison de son excellente aptitude au moulage et de sa rentabilité. Cependant, bien que le PVC lui-même possède certaines propriétés ignifuges, dans la pratique, il est souvent nécessaire d'ajouter de grandes quantités de plastifiants pour améliorer la flexibilité, et ces plastifiants font cependant des câbles en PVC une source potentielle de combustible en cas d'incendie. De ce fait, en cas d'incendie, la flamme des câbles PVC se propage plus rapidement et libère une grande quantité de fumées toxiques, augmentant considérablement le danger après un incendie.

2. Sélection et application de retardateurs de flamme efficaces

Afin d'améliorer le caractère ignifuge des câbles en PVC, l'industrie ajoute généralement une variété de retardateurs de flamme, les plus courants tels que le trioxyde d'antimoine (ATO). L'ATO est un retardateur de flamme typique qui a un effet remarquable sur les câbles en PVC flexibles et est capable pour empêcher efficacement la propagation des flammes. Cependant, bien que l’ATO présente des avantages en termes de respect de l’environnement, ses performances en matière d’incendie ne sont pas satisfaisantes dans les applications pratiques. Étant donné que l’ajout de trioxyde d’antimoine augmente considérablement la quantité de fumée noire produite lorsqu’un câble brûle, cela réduit la sécurité incendie globale du câble.

Pour résoudre ce problème, de nombreux fabricants de câbles se sont tournés vers des retardateurs de flamme à base d'hydroxyde métallique tels que l'hydroxyde d'aluminium (ATH) et l'hydroxyde de magnésium (MDH). Non seulement ces hydroxydes offrent d’excellentes propriétés ignifuges, mais ils réduisent également efficacement la génération de fumée, réduisant ainsi la densité de la fumée et les émissions de gaz toxiques en cas d’incendie. De plus, en se combinant avec d'autres ignifugeants synergiques tels que l'hydroxystannate de zinc et le borate de zinc, la capacité d'extinction des flammes du câble peut être encore améliorée et les effets négatifs de la génération de fumée peuvent être réduits.

3. Équilibrer la protection de l'environnement et la sécurité : matériaux de câbles à faible teneur en fumée et à faible toxicité

Alors que les exigences en matière de sécurité des bâtiments et de performance environnementale continuent d'augmenter, les matériaux de câbles en PVC à faible émission de fumée et à faible toxicité deviennent de plus en plus courants. Ces matériaux sont conçus en mettant particulièrement l’accent sur la réduction des gaz nocifs et de la fumée produits en cas d’incendie. Par exemple, l'hydroxystannate de zinc, en tant qu'ignifuge synergique, inhibe non seulement la propagation des flammes lors de sa réaction avec le chlore élémentaire, mais réduit également la génération de fumée en générant une couche de coke, améliorant ainsi considérablement la sécurité globale et l'adaptabilité environnementale du câbles.

La résistance au feu des câbles est particulièrement importante dans les zones à haut risque telles que les compartiments de plafond. Les compartiments de plafond sont souvent remplis de câbles d'alimentation, de communication et de transmission de données, qui peuvent être à l'origine de la propagation du feu lors d'un incendie. Pour cette raison, ces zones nécessitent l’utilisation de matériaux de câbles répondant à des normes strictes de protection incendie. Aux États-Unis par exemple, les câbles dans les compartiments de plafond doivent être conformes à la norme NFPA 90A, qui exige que le matériau du câble présente des émissions de fumée et une toxicité très faibles, tout en étant capable de résister à un fonctionnement soutenu dans des environnements à haute température. .

4. Formulations typiques et développements futurs

À mesure que la technologie continue de progresser, les formulations de matériaux de câbles en PVC ignifuges et à faible émission de fumée continuent d'être optimisées. Les dernières formulations améliorent non seulement le caractère ignifuge, mais réduisent également davantage le dégagement de chaleur et les émissions de gaz toxiques lors de la combustion, répondant ainsi aux doubles exigences de sécurité et de respect de l'environnement des bâtiments modernes. Grâce à ces matériaux de câbles innovants, les performances de sécurité incendie des bâtiments sont considérablement améliorées, en particulier dans les endroits à haut risque tels que les centres de données, les bâtiments commerciaux et les hôpitaux.

IV. câbles ignifuges sans halogène : une nouvelle tendance dans l'industrie du câble

Dans les applications de construction et industrielles modernes, le caractère ignifuge du câble ne concerne pas seulement la prévention et le contrôle des incendies, mais affecte également directement le fonctionnement sûr du système électrique. Les câbles ignifuges sans halogène, avec leurs caractéristiques respectueuses de l'environnement, de faible toxicité et de faible émission de fumée, sont devenus une nouvelle génération de matériaux de câbles, le choix courant. Ces câbles sont modifiés avec un retardateur de flamme sans halogène (HFFR) ou un retardateur de flamme sans halogène sans fumée (LSFOH), qui peut efficacement inhiber la propagation des flammes et réduire le dégagement de gaz toxiques et de fumée en cas d'incendie, et est un élément clé de la sécurité dans les bâtiments modernes, les installations de transport, les réseaux de communication et d'autres domaines importants.

1. Principaux matériaux et mécanisme ignifuge

Le polymère de base le plus couramment utilisé dans la production de câbles ignifuges sans halogène est un mélange de copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA) et de polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE). Ce type de base polymère combine une bonne aptitude au traitement et des propriétés mécaniques dans les matériaux des câbles. Afin d'améliorer le caractère ignifuge des câbles, l'hydroxyde d'aluminium (ATH) est utilisé comme principal ignifugeant de type charge, qui est traité par la méthode de précipitation fine et a une taille de particule d'environ 1 micron. L'hydroxyde d'aluminium, qui représente généralement 60 à 65 % en poids, peut libérer efficacement l'humidité et agir comme un coupe-flamme en cas d'incendie dans le câble.

L'utilisation d'agents de couplage dans la formulation garantit les propriétés physiques du matériau du câble après traitement, garantissant ainsi une excellente durabilité et fiabilité. Ces câbles ignifuges sans halogène sont généralement produits à l'aide de processus d'extrusion standard pour garantir des propriétés ignifuges efficaces et constantes.

2. Applications hautes performances et exigences particulières

Pour les câbles présentant des exigences particulières en matière de résistance aux produits chimiques, à l'abrasion ou à la chaleur, tels que les câbles d'ascenseur, les câbles d'ascenseur ou les câbles photovoltaïques, des matériaux de câbles thermodurcis ou réticulés sont souvent utilisés dans le processus de production. La réaction de réticulation est généralement initiée par des peroxydes, un processus qui améliore considérablement la résistance mécanique et la stabilité thermique du matériau du câble. Les matériaux élastomères courants comprennent les copolymères éthylène-propylène-dioléfine (EPDM) et les copolymères éthylène-acétate de vinyle (EVM) à haute teneur, qui sont réticulés et modifiés non seulement pour améliorer les performances des câbles, mais également pour améliorer leur résistance aux températures élevées et vieillissement. Afin d'optimiser davantage l'effet ignifuge, le pourcentage pondéral d'hydroxyde d'aluminium est généralement de 50 à 60 %, et des ignifugeants synergiques tels que le borate de zinc peuvent également être ajoutés pour améliorer l'effet ignifuge global.

3. Durcissement par faisceau électronique et besoins particuliers de la cabine solaireles

Dans la production de câbles photovoltaïques, la technologie de durcissement par faisceau d’électrons est devenue un procédé standard. Cette technologie améliore la stabilité thermique et la résistance aux UV des câbles en réticulant le matériau du câble avec un faisceau d'électrons. Les câbles photovoltaïques nécessitent une résistance aux températures élevées et aux UV à long terme, c'est pourquoi l'hydroxyde de magnésium (MDH) est souvent préféré à l'hydroxyde d'aluminium dans cette application, en particulier à des températures de traitement plus élevées, pour mieux garantir le caractère ignifuge du câble.

4. Combinaison de polymères hautement résistants à l'abrasion avec des retardateurs de flamme inorganiques au phosphore et à l'azote

Pour certains câbles à usage spécial, tels que les câbles très résistants à l'usure, des matériaux tels que le polyuréthane thermoplastique (TPU) sont largement utilisés en raison de leurs excellentes propriétés physiques. L’utilisation de retardateurs de flammes inorganiques phosphore-azote dans de tels matériaux de base est devenue une technologie bien établie. En dosant les dérivés de mélamine, les esters de phosphate organique, les esters d'hypophosphite et les hydroxydes métalliques (tels que l'hydroxyde d'aluminium ou l'hydroxyde de magnésium) dans différents rapports, l'effet ignifuge des câbles peut être considérablement amélioré tout en conservant les bonnes propriétés mécaniques des matériaux.

5. Tendances de développement et exigences environnementales

Avec les réglementations environnementales de plus en plus strictes, les câbles ignifuges sans halogène deviennent de plus en plus le premier choix pour les industries de la construction, des transports, de l'énergie électrique et d'autres industries en raison de leurs faibles caractéristiques de fumée et de faible toxicité. En optimisant la formulation et le processus de production de câbles ignifuges sans halogène, les futurs matériaux de câbles seront plus respectueux de l'environnement et plus efficaces, répondront à des normes de sécurité et environnementales plus élevées et contribueront à construire un système de transport d'énergie plus écologique et plus sûr.

VI. Conclusion

En résumé, les câbles ignifuges sans halogène jouent un rôle irremplaçable et important dans les bâtiments modernes, les industries et les environnements spéciaux. Grâce à l'utilisation de retardateurs de flamme avancés sans halogène et de formulations de polymères optimisées, ces câbles présentent d'excellents avantages en termes de sécurité incendie, de respect de l'environnement et de propriétés mécaniques. Les câbles ignifuges sans halogène inhibent non seulement efficacement la propagation des flammes et réduisent le dégagement de fumées toxiques, mais ils réduisent également l'impact négatif sur l'environnement et respectent des normes environnementales et de sécurité de plus en plus strictes. Avec le développement continu de la technologie, l'avenir des câbles ignifuges sans halogène sera plus efficace, plus fiable et jouera un rôle plus important dans les bâtiments intelligents, les énergies renouvelables et d'autres domaines. Face à des exigences d'application complexes et changeantes, l'innovation et le développement de câbles ignifuges sans halogène continueront à promouvoir la sécurité des bâtiments et la protection de l'environnement à un niveau plus élevé et deviendront une partie intégrante du futur système de sécurité électrique.

Les substituts de phosphore rouge microencapsulé FRP-950X, FRP-8050 et de trioxyde d'antimoine de YINSU Flame Retardant jouent un rôle clé dans les câbles sans halogène à faible émission de fumée. Le phosphore rouge microencapsulé peut capturer efficacement les radicaux libres pendant la combustion, interrompant la réaction en chaîne de combustion et inhibant considérablement la propagation de la flamme, et les composés contenant du phosphore qu'il génère peuvent favoriser la formation de couches de carbone, isoler l'oxygène et la chaleur et améliorer les propriétés ignifuges de câbles. Quantité d'additif et densité de fumée extrêmement faibles, tout en réduisant la quantité d'hydroxyde de magnésium ou d'hydroxyde d'aluminium ajoutée pour maintenir la ténacité de la matière première. La série composite d'antimoine T peut remplacer complètement le trioxyde d'antimoine, en maintenant l'effet ignifuge efficace tout en réduisant le coût du retardateur de flamme, garantissant que les câbles sans halogène à faible fumée présentent une meilleure sécurité incendie en cas d'incendie, offrant une forte garantie pour la sécurité incendie du bâtiment.