Introduction aux composés de fils et câbles en PVC à faible émission de fumée
Les composés pour fils et câbles en PVC (polychlorure de vinyle) à faible émission de fumée sont des matériaux thermoplastiques spécialisés conçus pour minimiser les émissions de fumée et de gaz toxiques lors de la combustion. Ils constituent donc un choix essentiel pour les applications où la sécurité incendie est une priorité. Généralement utilisés pour l'isolation et le gainage des câbles électriques, ces composés offrent plusieurs caractéristiques clés :
Composition:Les composés PVC à faible émission de fumée sont formulés avec une combinaison de résine PVC, de plastifiants (tels que le phtalate de dioctyle et le trimellitate de tri-2-éthylhexyle), de retardateurs de flamme (par exemple, le trioxyde d'antimoine, le trihydrate d'aluminium et le borate de zinc), de stabilisants (à base de calcium/zinc), de charges (carbonate de calcium) et de lubrifiants.
Propriétés à faible émission de fumée :Contrairement au PVC standard, qui peut réduire la visibilité jusqu'à 90 % en seulement 30 minutes en raison d'une fumée dense, les composés PVC à faible émission de fumée sont conçus pour répondre aux normes de sécurité telles que BS EN 61034. Ces composés permettent une transmission lumineuse d'au moins 60 % pendant la combustion, améliorant considérablement la sécurité.
IgnifugationLe PVC possède des propriétés ignifuges intrinsèques grâce à sa teneur en chlore, renforcée par des additifs ignifuges supplémentaires. Ces composés répondent à des normes strictes telles que les normes CEI 60332-1-2, UL VW1 et E84 (indice de propagation de la flamme < 25, indice de dégagement de fumée < 50).
Applications :Couramment utilisés dans les environnements à haut risque tels que les centres de données, les tunnels, les avions, les wagons et les bâtiments publics, les composés de fils et de câbles en PVC à faible émission de fumée sont essentiels pour minimiser les risques associés à la fumée et aux vapeurs toxiques en cas d'incendie.
Défis et solutions de traitement courants pour les composés de fils et câbles en PVC à faible émission de fumée
La transformation des composés PVC à faible émission de fumées implique de relever de nombreux défis, notamment en raison de leur formulation complexe. Nous abordons ci-dessous quelques-uns des problèmes de transformation les plus courants et leurs solutions :
1. Teneur élevée en charges entraînant une faible mobilité et un couple élevé
Défi:Pour obtenir de faibles émissions de fumée, les composés PVC contiennent souvent des charges inorganiques élevées, comme le trihydrate d'aluminium (ATH) ou l'hydroxyde de magnésium (Mg(OH)₂), généralement de 20 à 60 % en poids. Si ces charges réduisent les émissions de fumée et de flamme, elles peuvent augmenter la viscosité, réduire la fluidité et entraîner l'usure des équipements.
Solutions:
Incorporer des auxiliaires de traitement tels que des lubrifiants internes/externes (par exemple, du stéarate de calcium, des cires de polyéthylène ouadditifs de silicone) à 0,5-2,0 phr pour réduire la viscosité et améliorer l'écoulement.
Utilisez des extrudeuses à double vis à rapport L/D élevé pour améliorer le mélange et la dispersion de la charge.
Utiliser des systèmes de malaxage à alimentation forcée conique pour assurer un mélange uniforme.
Choisissez des charges avec des granulométries et des traitements de surface contrôlés pour améliorer la compatibilité et réduire l'abrasion.
2. Stabilité thermique
Défi:Le PVC peut se dégrader pendant le traitement, en particulier avec des charges élevées de charges et de retardateurs de flamme, libérant du gaz chlorure d'hydrogène (HCl) qui entraîne une dégradation du matériau, une décoloration et une corrosion de l'équipement.
Solutions:
Ajoutez des stabilisants thermiques tels que des stabilisants à base de calcium/zinc à raison de 2 à 4 phr pour neutraliser le HCl et empêcher sa dégradation.
Utilisez de l’huile de soja époxydée (ESO) comme co-stabilisant pour une meilleure stabilité thermique et photo-stable.
Contrôlez précisément les températures de traitement (160-190°C) pour éviter la surchauffe.
Inclure des antioxydants phénoliques (par exemple, le bisphénol A à 0,3-0,5 %) pour améliorer la résistance au vieillissement pendant le traitement.
3. Migration du plastifiant
Défi:Les plastifiants utilisés pour améliorer la flexibilité peuvent migrer sous une chaleur élevée (par exemple, dans les centres de données), entraînant une accumulation de résidus qui peuvent interférer avec la transmission du signal ou réduire la longévité du câble.
Solutions:
Utilisez des plastifiants polymères non migrateurs au lieu de plastifiants monomères (par exemple, DOP, DINP) pour minimiser la migration.
Développer des formules plénum « sans liquide », comme celles mises au point par OTECH, pour empêcher la migration des plastifiants dans les environnements à haute température.
Optez pour des plastifiants comme le TOTM, qui ont une volatilité plus faible et sont plus adaptés aux applications à haute température.
4. Équilibrer la résistance au feu et la suppression de la fumée
Défi:L'augmentation de l'ignifugation par des additifs comme le trioxyde d'antimoine (3-5 %) ou les composés bromés (12-15 %) peut augmenter les émissions de fumée, ce qui complique l'équilibre entre ces deux propriétés. De même, des charges comme le carbonate de calcium peuvent réduire les émissions de fumée, mais peuvent abaisser l'indice d'oxygène, ce qui affecte l'ignifugation.
Solutions:
Utiliser des combinaisons synergiques de retardateurs de flamme (par exemple, ATH avec du borate de zinc) pour optimiser à la fois l'ignifugation et la suppression de la fumée. L'ATH, par exemple, libère de la vapeur d'eau pour perturber la combustion et former une couche de charbon protectrice, réduisant ainsi la fumée.
Limitez la charge de CaCO₃ à 20-40 phr pour trouver un équilibre entre le coût, la suppression de la fumée et l'ignifugation, car des quantités excessives peuvent réduire l'indice d'oxygène.
Explorez les formulations de PVC réticulables, telles que le PVC réticulé par rayonnement, pour améliorer l'ignifugation sans recourir fortement aux additifs halogénés.
5. Usinabilité et qualité de surface
Défi:Une teneur élevée en charges et en additifs peut entraîner une mauvaise finition de surface, un affaissement de la matrice et une extrusion incohérente, ce qui affecte l'apparence et les performances du produit de câble final.
Solutions:UtiliserPoudre de silicone SILIKE LYSI-100A. Ceadditif à base de siliconeest largement utilisé commeadditif efficace pour le traitement des lubrifiantsPour les systèmes de résines compatibles PVC, afin d'améliorer les propriétés de mise en œuvre et la qualité de surface. Par exemple, une meilleure fluidité de la résine, un meilleur remplissage et démoulage, un couple d'extrusion réduit, un coefficient de frottement plus faible et une meilleure résistance aux rayures et à l'abrasion…
1) Composés de fils et câbles en PVC à faible émission de fumée : extrusion stable, moins de pression de matrice, surface lisse du fil et du câble.
2) Fil et câble en PVC à faible frottement : faible coefficient de frottement, sensation de douceur durable.
3) Produit PVC anti-rayures : Anti-rayures, comme dans les volets PVC.
4) Profilés en PVC : meilleur remplissage et démoulage du moule, pas de bavure du moule.
5) Tuyau en PVC : vitesse d'extrusion plus rapide, COF réduit, douceur de surface améliorée et coût réduit.
Si vous rencontrez des difficultés avec le traitement des composés PVC et des défauts de surface, ou si vous avez des difficultés avec le traitement des fils et câbles PVC à faible dégagement de fumée, essayezPoudre de silicone LYSI-100A pour une extrusion plus douce et une efficacité supérieure.
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Date de publication : 9 mai 2025
