Introduction aux composés PVC à faible dégagement de fumée pour fils et câbles
Les composés PVC (polychlorure de vinyle) à faible émission de fumée pour fils et câbles sont des matériaux thermoplastiques spécialisés conçus pour minimiser les émissions de fumée et de gaz toxiques lors de la combustion. Ils constituent ainsi un choix essentiel pour les applications où la sécurité incendie est primordiale. Généralement utilisés pour l'isolation et le gainage des câbles électriques, ces composés offrent plusieurs avantages 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 de PVC à faible émission de fumée sont conçus pour répondre aux normes de sécurité telles que la norme BS EN 61034. Ces composés permettent une transmission lumineuse d'au moins 60 % pendant la combustion, améliorant considérablement la sécurité.
IgnifugationLe PVC possède naturellement des propriétés ignifuges grâce à sa teneur en chlore, propriétés renforcées par l'ajout d'additifs ignifuges. Ces composés répondent à des normes strictes telles que IEC 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 de chemin de fer 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 courants en matière de traitement des composés de fils et câbles en PVC à faible émission de fumée
La transformation des composés PVC à faible émission de fumée implique de relever de nombreux défis, notamment en raison de leur formulation complexe. Nous abordons ci-dessous certains des problèmes de transformation les plus courants et leurs solutions :
1. Forte teneur en charge entraînant une faible mobilité et un couple élevé
Défi:Pour obtenir de faibles émissions de fumée, les composés de PVC contiennent souvent des taux élevés de charges inorganiques comme le trihydrate d'aluminium (ATH) ou l'hydroxyde de magnésium (Mg(OH)₂) — généralement de 20 à 60 % en poids. Bien que ces charges réduisent la fumée et les flammes, elles peuvent augmenter la viscosité, diminuer la fluidité et provoquer l'usure des équipements.
Solutions :
Incorporer des auxiliaires de traitement comme 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 bivis à rapport L/D élevé pour améliorer le mélange et la dispersion de la charge.
Utilisez des systèmes de malaxage à alimentation forcée conique pour assurer un mélange homogène.
Choisissez des charges dont la granulométrie est contrôlée et qui présentent des traitements de surface afin d'améliorer la compatibilité et de réduire l'abrasion.
2. Stabilité thermique
Défi:Le PVC peut se dégrader pendant la transformation, en particulier avec des charges élevées de charges et de retardateurs de flamme, libérant du chlorure d'hydrogène (HCl) qui conduit à la dégradation du matériau, à la décoloration et à la corrosion des équipements.
Solutions :
Ajouter des stabilisants thermiques comme des stabilisants à base de calcium/zinc à raison de 2 à 4 phr pour neutraliser le HCl et empêcher la dégradation.
Utilisez de l'huile de soja époxydée (ESO) comme co-stabilisant pour une meilleure stabilité thermique et photostabilité.
Contrôler précisément les températures de traitement (160-190°C) pour éviter la surchauffe.
Inclure des antioxydants phénoliques (par exemple, du bisphénol A à 0,3-0,5 %) pour améliorer la résistance au vieillissement pendant la transformation.
3. Migration du plastifiant
Défi:Les plastifiants utilisés pour améliorer la flexibilité peuvent migrer sous l'effet de fortes chaleurs (par exemple, dans les centres de données), ce qui entraîne une accumulation de résidus pouvant interférer avec la transmission du signal ou réduire la durée de vie du câble.
Solutions :
Utilisez des plastifiants polymères non migrants au lieu de plastifiants monomères (par exemple, DOP, DINP) pour minimiser la migration.
Développer des formules de plénum « sans liquide », comme celles mises au point par OTECH, pour empêcher la migration des plastifiants dans les environnements à haute température.
Privilégiez les plastifiants comme le TOTM, qui présentent une volatilité plus faible et sont mieux adaptés aux applications à haute température.
4. Équilibre entre la résistance au feu et la suppression des fumées
Défi:L'amélioration de la résistance au feu par l'ajout d'agents tels que le trioxyde d'antimoine (3 à 5 %) ou des composés bromés (12 à 15 %) peut accroître les émissions de fumée, rendant difficile l'équilibre entre ces deux propriétés. De même, les charges comme le carbonate de calcium peuvent réduire la fumée, mais risquent de diminuer l'indice d'oxygène, ce qui affecte la résistance au feu.
Solutions :
Utilisez des combinaisons synergiques de retardateurs de flamme (par exemple, l'ATH avec le borate de zinc) pour optimiser à la fois la résistance au feu et la réduction des fumées. L'ATH, par exemple, libère de la vapeur d'eau pour perturber la combustion et former une couche de carbone protectrice, ce qui réduit les fumées.
Limitez la charge de CaCO₃ à 20-40 phr pour trouver un équilibre entre le coût, la suppression de la fumée et la résistance au feu, car des quantités excessives peuvent réduire l'indice d'oxygène.
Explorez les formulations de PVC réticulables, telles que le PVC réticulé par irradiation, pour améliorer la résistance au feu sans dépendre fortement des additifs halogénés.
5. Aptitude au traitement et qualité de surface
Défi:Une teneur élevée en charges et en additifs peut entraîner une mauvaise finition de surface, des bavures de filière et une extrusion irrégulière, ce qui affecte l'apparence et les performances du câble final.
Solutions:UtiliserPoudre de silicone SILIKE LYSI-100A. Ceadditif à base de siliconeest largement utilisé comme unAdditif efficace pour le traitement des lubrifiantsPour les systèmes de résine compatibles PVC, afin d'améliorer les propriétés de transformation et la qualité de surface. Par exemple : meilleure fluidité de la résine, remplissage et démoulage facilités, couple d'extrusion réduit, coefficient de frottement plus faible, meilleure résistance aux rayures et à l'abrasion…
1) Composés de fils et câbles en PVC à faible émission de fumée : extrusion stable, pression de filière réduite, surface lisse du fil et du câble.
2) Fil et câble en PVC à faible friction : Faible coefficient de friction, sensation de douceur durable.
3) Produit en PVC résistant aux rayures : Anti-rayures, comme les volets en PVC.
4) Profilés en PVC : meilleur remplissage et démoulage, pas de bavures de moulage.
5) Tuyau en PVC : vitesse d'extrusion plus rapide, COF réduit, surface plus lisse et coût réduit.
Si vous rencontrez des difficultés avec le traitement des composés PVC et les défauts de surface, ou si vous avez du mal avec le traitement des fils et câbles PVC à faible émission de fumée, essayezPoudre de silicone LYSI-100A pour une extrusion plus fluide et une efficacité accrue.
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Date de publication : 9 mai 2025
