Einführung in raucharme PVC-Draht- und Kabelverbindungen
Raucharme PVC-Verbindungen (Polyvinylchlorid) für Drähte und Kabel sind spezielle thermoplastische Werkstoffe, die die Rauch- und Giftgasemissionen bei der Verbrennung minimieren. Daher sind sie eine unverzichtbare Wahl für Anwendungen, bei denen Brandschutz oberste Priorität hat. Diese Verbindungen werden typischerweise zur Isolierung und Ummantelung von Elektrokabeln verwendet und bieten mehrere wichtige Eigenschaften:
Zusammensetzung:PVC-Verbindungen mit geringer Rauchentwicklung werden mit einer Kombination aus PVC-Harz, Weichmachern (wie Dioctylphthalat und Tri-2-ethylhexyltrimellitat), Flammschutzmitteln (z. B. Antimontrioxid, Aluminiumtrihydrat und Zinkborat), Stabilisatoren (auf Calcium-/Zinkbasis), Füllstoffen (Calciumcarbonat) und Schmiermitteln formuliert.
Geringe Rauchentwicklung:Im Gegensatz zu Standard-PVC, bei dem die Sicht aufgrund von dichtem Rauch in nur 30 Minuten um bis zu 90 % reduziert werden kann, werden PVC-Verbindungen mit geringer Rauchentwicklung so konstruiert, dass sie Sicherheitsnormen wie BS EN 61034 erfüllen. Diese Verbindungen ermöglichen während der Verbrennung eine Lichtdurchlässigkeit von mindestens 60 %, was die Sicherheit erheblich verbessert.
Flammhemmung: PVC verfügt aufgrund seines Chlorgehalts über von Natur aus flammhemmende Eigenschaften, die durch zusätzliche flammhemmende Additive noch verstärkt werden. Diese Verbindungen erfüllen strenge Normen wie IEC 60332-1-2, UL VW1 und E84 (Flammenausbreitungsindex <25, Rauchentwicklungsindex <50).
Anwendungen:PVC-Draht- und Kabelverbindungen mit geringer Rauchentwicklung werden häufig in Hochrisikoumgebungen wie Rechenzentren, Tunneln, Flugzeugen, Eisenbahnwaggons und öffentlichen Gebäuden eingesetzt und sind von entscheidender Bedeutung, um die mit Rauch und giftigen Dämpfen verbundenen Risiken im Brandfall zu minimieren.
Häufige Herausforderungen und Lösungen bei der Verarbeitung von PVC-Draht- und Kabelverbindungen mit geringer Rauchentwicklung
Die Verarbeitung von raucharmen PVC-Compounds ist mit einer Reihe von Herausforderungen verbunden, insbesondere aufgrund ihrer komplexen Rezeptur. Im Folgenden erläutern wir einige der häufigsten Verarbeitungsprobleme und deren Lösungen:
1. Hoher Füllstoffgehalt führt zu geringer Mobilität und hohem Drehmoment
Herausforderung:Um eine geringe Rauchentwicklung zu erreichen, enthalten PVC-Verbindungen häufig hohe Anteile anorganischer Füllstoffe wie Aluminiumtrihydrat (ATH) oder Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) – typischerweise 20–60 % des Gewichts. Diese Füllstoffe reduzieren zwar Rauch und Flammen, können aber die Viskosität erhöhen, die Fließfähigkeit verringern und zu Geräteverschleiß führen.
Lösungen:
Integrieren Sie Verarbeitungshilfsmittel wie interne/externe Schmiermittel (z. B. Calciumstearat, Polyethylenwachse oderSilikonzusätze) bei 0,5–2,0 phr, um die Viskosität zu senken und den Fluss zu verbessern.
Verwenden Sie Doppelschneckenextruder mit hohem L/D-Verhältnis, um die Mischung und Füllstoffdispersion zu verbessern.
Um eine gleichmäßige Mischung zu gewährleisten, verwenden Sie Knetersysteme mit konischer Zwangszuführung.
Wählen Sie Füllstoffe mit kontrollierter Partikelgröße und Oberflächenbehandlung, um die Kompatibilität zu verbessern und den Abrieb zu reduzieren.
2. Thermische Stabilität
Herausforderung:PVC kann sich während der Verarbeitung zersetzen, insbesondere bei hohem Füllstoff- und Flammschutzmittelanteil, wodurch Chlorwasserstoffgas (HCl) freigesetzt wird, das zu Materialzersetzung, Verfärbung und Gerätekorrosion führt.
Lösungen:
Fügen Sie Wärmestabilisatoren wie Stabilisatoren auf Calcium-/Zinkbasis mit 2–4 phr hinzu, um HCl zu neutralisieren und einen Abbau zu verhindern.
Verwenden Sie epoxidiertes Sojaöl (ESO) als Co-Stabilisator für verbesserte thermische und Photostabilität.
Kontrollieren Sie die Verarbeitungstemperaturen genau (160–190 °C), um eine Überhitzung zu vermeiden.
Fügen Sie phenolische Antioxidantien (z. B. Bisphenol A in einer Menge von 0,3–0,5 %) hinzu, um die Alterungsbeständigkeit während der Verarbeitung zu verbessern.
3. Weichmachermigration
Herausforderung:Zur Verbesserung der Flexibilität verwendete Weichmacher können bei großer Hitze (z. B. in Rechenzentren) migrieren, was zur Bildung von Rückständen führt, die die Signalübertragung beeinträchtigen oder die Lebensdauer des Kabels verkürzen können.
Lösungen:
Verwenden Sie nicht migrierende polymere Weichmacher anstelle von monomeren (z. B. DOP, DINP), um die Migration zu minimieren.
Entwickeln Sie „flüssigkeitsfreie“ Plenumformeln, wie sie von OTECH entwickelt wurden, um die Migration von Weichmachern in Umgebungen mit hohen Temperaturen zu verhindern.
Entscheiden Sie sich für Weichmacher wie TOTM, die eine geringere Flüchtigkeit aufweisen und besser für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind.
4. Ausgleich von Flammhemmung und Rauchunterdrückung
Herausforderung:Eine Erhöhung der Flammhemmung durch Zusatzstoffe wie Antimontrioxid (3–5 %) oder bromierte Verbindungen (12–15 %) kann die Rauchentwicklung erhöhen, sodass es schwierig wird, beide Eigenschaften in Einklang zu bringen. Füllstoffe wie Calciumcarbonat können zwar die Rauchentwicklung reduzieren, aber den Sauerstoffindex senken, was die Flammhemmung beeinträchtigt.
Lösungen:
Verwenden Sie synergistische Flammschutzmittelkombinationen (z. B. ATH mit Zinkborat), um sowohl die Flammhemmung als auch die Rauchunterdrückung zu optimieren. ATH beispielsweise setzt Wasserdampf frei, der die Verbrennung unterbricht und eine schützende Kohleschicht bildet, die die Rauchentwicklung reduziert.
Begrenzen Sie die CaCO₃-Beladung auf 20–40 phr, um ein Gleichgewicht zwischen Kosten, Rauchunterdrückung und Flammhemmung zu erreichen, da übermäßige Mengen den Sauerstoffindex senken können.
Entdecken Sie vernetzbare PVC-Formulierungen, wie etwa strahlenvernetztes PVC, um die Flammhemmung zu verbessern, ohne stark auf halogenierte Zusatzstoffe angewiesen zu sein.
5. Verarbeitbarkeit und Oberflächenqualität
Herausforderung:Ein hoher Füllstoff- und Zusatzstoffgehalt kann zu einer schlechten Oberflächenbeschaffenheit, zum Auslaufen der Düse und zu einer ungleichmäßigen Extrusion führen, was wiederum das Aussehen und die Leistung des endgültigen Kabelprodukts beeinträchtigt.
Lösungen:VerwendenSILIKE Silikonpulver LYSI-100A. DasAdditiv auf Silikonbasiswird häufig verwendet alseffizientes Schmiermittelverarbeitungsadditivfür PVC-kompatible Harzsysteme zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften und Oberflächenqualität. Wie zum Beispiel bessere Fließfähigkeit des Harzes, Formfüllung und -entformung, geringeres Extruderdrehmoment und niedrigerer Reibungskoeffizient, höhere Kratz- und Abriebfestigkeit …
Hauptvorteile von Silikonpulver LYSI-100A für PVC-Verbindungen und Endproduktanwendungen:
1) PVC-Draht- und Kabelverbindungen mit geringer Rauchentwicklung: stabile Extrusion, geringerer Matrizendruck, glatte Oberfläche von Draht und Kabel.
2) Reibungsarme PVC-Draht- und Kabel: Niedriger Reibungskoeffizient, lang anhaltendes, glattes Gefühl.
3) Kratzfestes PVC-Produkt: Kratzfest, wie bei PVC-Rollläden.
4) PVC-Profile: bessere Formfüllung und Formtrennung, kein Formgrat.
5) PVC-Rohr: höhere Extrusionsgeschwindigkeit, reduzierter Reibungskoeffizient, verbesserte Oberflächenglätte und Kostenersparnis.
Wenn Sie Probleme mit der Verarbeitung von PVC-Compounds und Oberflächendefekten haben oder mit der Verarbeitung von PVC-Draht und -Kabeln mit geringer Rauchentwicklung zu kämpfen haben, versuchen Sie es mitLYSI-100A Silikonpulver für eine gleichmäßigere Extrusion und höhere Effizienz.
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Beitragszeit: 09. Mai 2025
