Einführung in raucharme PVC-Draht- und Kabelmassen
Raucharme PVC-Kabelmischungen (Polyvinylchlorid) sind spezielle thermoplastische Werkstoffe, die entwickelt wurden, um die Rauch- und Schadstoffgasemissionen bei der Verbrennung zu minimieren. Dadurch eignen sie sich ideal für Anwendungen, bei denen Brandschutz höchste Priorität hat. Diese Mischungen werden typischerweise für die Isolierung und Ummantelung von Elektrokabeln verwendet und bieten mehrere wichtige Vorteile:
Zusammensetzung:Raucharme PVC-Mischungen werden aus einer Kombination von PVC-Harz, Weichmachern (wie Dioctylphthalat und Tri-2-ethylhexyltrimellitat), Flammschutzmitteln (z. B. Antimontrioxid, Aluminiumtrihydrat und Zinkborat), Stabilisatoren (auf Calcium-/Zinkbasis), Füllstoffen (Calciumcarbonat) und Gleitmitteln hergestellt.
Geringe Rauchentwicklung:Im Gegensatz zu herkömmlichem PVC, das die Sichtweite durch dichten Rauch innerhalb von nur 30 Minuten um bis zu 90 % reduzieren kann, sind raucharme PVC-Mischungen so konzipiert, dass sie Sicherheitsstandards wie BS EN 61034 erfüllen. Diese Mischungen ermöglichen eine Lichtdurchlässigkeit von mindestens 60 % während der Verbrennung und verbessern so die Sicherheit erheblich.
FlammschutzPVC besitzt aufgrund seines Chlorgehalts von Natur aus flammhemmende Eigenschaften, die durch zusätzliche Flammschutzmittel noch verstärkt werden. Diese Verbindungen erfüllen strenge Normen wie IEC 60332-1-2, UL VW1 und E84 (Flammenausbreitungsindex <25, Rauchentwicklungsindex <50).
Anwendungsbereiche:In Hochrisikobereichen wie Rechenzentren, Tunneln, Flugzeugen, Eisenbahnwaggons und öffentlichen Gebäuden werden häufig raucharme PVC-Kabel und -Leitungen eingesetzt. Diese sind unerlässlich, um die Risiken durch Rauch und giftige Dämpfe im Brandfall zu minimieren.
Häufige Herausforderungen und Lösungen bei der Verarbeitung von raucharmen PVC-Draht- und Kabelmischungen
Die Verarbeitung von raucharmen PVC-Compounds birgt aufgrund ihrer komplexen Zusammensetzung eine Reihe von Herausforderungen. Im Folgenden werden einige der häufigsten Verarbeitungsprobleme und deren Lösungen erläutert:
1. Hoher Füllstoffanteil führt zu schlechter Beweglichkeit und hohem Drehmoment
Herausforderung:Um geringe Rauchentwicklung zu erzielen, enthalten PVC-Mischungen häufig hohe Anteile anorganischer Füllstoffe wie Aluminiumtrihydrat (ATH) oder Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) – typischerweise 20–60 Gew.-%. Diese Füllstoffe reduzieren zwar Rauch und Flammenbildung, können aber die Viskosität erhöhen, die Fließfähigkeit verringern und zu Verschleiß an Anlagen führen.
Lösungen:
Verarbeitungshilfsmittel wie interne/externe Schmierstoffe (z. B. Calciumstearat, Polyethylenwachse oderSilikonzusätze) bei 0,5-2,0 phr zur Senkung der Viskosität und Verbesserung der Fließfähigkeit.
Verwenden Sie Doppelschneckenextruder mit hohem L/D-Verhältnis, um die Mischung und die Füllstoffdispersion zu verbessern.
Um eine gleichmäßige Mischung zu gewährleisten, sollten Knetsysteme mit konischer Zwangsförderung eingesetzt werden.
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 hohen Füllstoff- und Flammschutzmittelanteilen, wodurch Chlorwasserstoffgas (HCl) freigesetzt wird, was zu Materialzersetzung, Verfärbung und Korrosion der Anlagen führt.
Lösungen:
Um HCl zu neutralisieren und eine Zersetzung zu verhindern, sollten Hitzestabilisatoren wie Calcium-/Zink-basierte Stabilisatoren in einer Menge von 2-4 phr hinzugefügt werden.
Verwenden Sie epoxidiertes Sojaöl (ESO) als Co-Stabilisator für eine verbesserte thermische und photochemische Stabilität.
Die Verarbeitungstemperaturen müssen präzise (160-190°C) geregelt werden, um eine Überhitzung zu vermeiden.
Um die Alterungsbeständigkeit während der Verarbeitung zu verbessern, sollten phenolische Antioxidantien (z. B. Bisphenol A in einer Konzentration von 0,3–0,5 %) hinzugefügt werden.
3. Weichmacherwanderung
Herausforderung:Weichmacher, die zur Verbesserung der Flexibilität eingesetzt werden, können unter hohen Temperaturen (z. B. in Rechenzentren) wandern, was zu Rückständen führt, die die Signalübertragung beeinträchtigen oder die Lebensdauer des Kabels verkürzen können.
Lösungen:
Um die Migration zu minimieren, sollten nicht migrierende polymere Weichmacher anstelle von monomeren (z. B. DOP, DINP) verwendet werden.
Entwicklung von „flüssigkeitsfreien“ Plenumformulierungen, wie sie von OTECH entwickelt wurden, um die Migration von Weichmachern in Hochtemperaturumgebungen zu verhindern.
Entscheiden Sie sich für Weichmacher wie TOTM, die eine geringere Flüchtigkeit aufweisen und besser für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind.
4. Ausgewogene Abstimmung von Flammschutz und Rauchunterdrückung
Herausforderung:Eine Erhöhung der Flammschutzwirkung durch Additive wie Antimon(III)-oxid (3–5 %) oder bromierte Verbindungen (12–15 %) kann die Rauchentwicklung verstärken und somit die Balance zwischen Flammschutzwirkung und Flammschutz erschweren. Auch Füllstoffe wie Calciumcarbonat können die Rauchentwicklung reduzieren, jedoch den Sauerstoffindex senken und dadurch die Flammschutzwirkung beeinträchtigen.
Lösungen:
Durch den Einsatz synergistischer Flammschutzmittelkombinationen (z. B. ATH mit Zinkborat) lassen sich sowohl die Flammschutzwirkung als auch die Rauchunterdrückung optimieren. ATH setzt beispielsweise Wasserdampf frei, der die Verbrennung unterbricht und eine schützende Kohleschicht bildet, wodurch die Rauchentwicklung reduziert wird.
Um ein Gleichgewicht zwischen Kosten, Rauchunterdrückung und Flammschutz zu erzielen, sollte die CaCO₃-Beladung auf 20-40 phr begrenzt werden, da übermäßige Mengen den Sauerstoffindex verringern können.
Erforschen Sie vernetzbare PVC-Formulierungen, wie z. B. strahlungsvernetztes PVC, um die Flammwidrigkeit ohne großen Bedarf an halogenierten Additiven zu verbessern.
5. Verarbeitbarkeit und Oberflächenqualität
Herausforderung:Ein hoher Anteil an Füllstoffen und Additiven kann zu einer schlechten Oberflächenbeschaffenheit, Düsentropfen und ungleichmäßiger Extrusion führen, was das Aussehen und die Leistung des fertigen Kabelprodukts beeinträchtigt.
Lösungen:VerwendenSILIKE Silikonpulver LYSI-100A. DasSilikonbasierter Zusatzstoffwird weit verbreitet verwendet alseffizientes SchmierstoffverarbeitungsadditivFür PVC-kompatible Harzsysteme zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften und Oberflächenqualität. Dazu gehören beispielsweise eine bessere Harzfließfähigkeit, Formfüllung und -entformung, ein geringeres Extruderdrehmoment, ein niedrigerer Reibungskoeffizient sowie eine höhere Kratz- und Abriebfestigkeit.
Wichtigste Vorteile des Silikonpulvers LYSI-100A für PVC-Compounds und Endproduktanwendungen:
1) Raucharme PVC-Draht- und Kabelmischungen: stabile Extrusion, geringerer Düsendruck, glatte Oberfläche von Draht und Kabel.
2) Reibungsarmes PVC-Kabel: Niedriger Reibungskoeffizient, langanhaltend geschmeidiges Gefühl.
3) Kratzfestes PVC-Produkt: Kratzfest, wie beispielsweise bei PVC-Rollläden.
4) PVC-Profile: bessere Formfüllung und Formtrennung, kein Formgrat.
5) PVC-Rohr: höhere Extrusionsgeschwindigkeit, geringerer Reibungskoeffizient, verbesserte Oberflächenglätte und Kosteneinsparung.
Wenn Sie Probleme mit der Verarbeitung von PVC-Compounds und Oberflächenfehlern haben oder Schwierigkeiten mit der Verarbeitung von raucharmen PVC-Drähten und -Kabeln haben, versuchen Sie Folgendes:LYSI-100A Silikonpulver für eine reibungslosere Extrusion und höhere Effizienz.
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Veröffentlichungsdatum: 09. Mai 2025
