В последние несколько десятилетий спрос на огнестойкие безгалогеновые (ОБГ) кабельные композиты непрерывно растет – в основном, благодаря их преимуществам в сокращении дымообразования и уменьшении токсичных и коррозионно-активных выбросов при горении по сравнению с традиционно применяемыми галогенсодержащими негорючими кабельными материалами. Такие ОБГ-композиты в основном представляют собой материалы, преимущественно имеющие в своем составе полимер на основе полиолефинов и значительную долю неорганических негорючих соединений, таких как гидроксид алюминия Al(OH) и гидроксид магния 3 Mg(OH) .
В июле 2017 г. в действие вступил новый сбалансированный Регламент по строительным материалам, нацеленный на дальнейшее повышение пожаробезопасности. Новый регламент устанавливает требования к кабельным материалам по торможению распространения огня и сведению дымообразования к минимуму. Эти задачи обычно решаются за счет повышения концентрации неорганического негорючего компонента в композите. При решении особо ответственных задач могут использоваться композиты с содержанием соответствующего наполнителя на уровне 65–80 %. Безусловно, при этом возникают довольно сложные задачи в части технологичности и механических показателей композитов, которые приходится решать и производителям кабельных компаундов, и изготовителям кабельных материалов.
Специальный воск VISCOSPEED, разработанный компанией Инноспек, представляет собой высокоэффективный безгалогеновый органический компонент, облегчающий проведение технологических операций с ОБГ-кабельными компаундами, позволяющий свести к минимуму трудности переработки композитов, возникающие из-за повышения доли неорганического наполнителя, без какого-либо ухудшения показателей огнестойкости. Опыт промышленного внедрения VISCOSPEED показывает, что этот специальный воск значительно улучшает однородность распределения Al(OH) и Mg(OH) в 3 2 компаунде. Таким же образом VISCOSPEED позволяет оптимизировать гомогенность наноматериалов, содержащих карбонаты и диоксид кремния, и многих других кабельных компаундов, облегчая текучесть компаунда при изготовлении и проведении технологических операций с композитами.
VISCOSPEED в композитах внешней оболочки кабеля
Материал внешней оболочки кабеля выполняет особую функцию, обеспечивая и защиту от механических повреждений, и огнестойкость кабеля. Вовлечение VISCOSPEED в такой материал внешней оболочки с высокой устойчивостью к огневому воздействию, как показывает обширный промышленный опыт, значительно улучшает технологичность компаунда и при этом не имеет никакого негативного эффекта на показатели удлинения при разрыве, стабильности при старении и огнестойкости. Технические показатели материала внешней кабельной оболочки, содержащего ЭВА-компоненты (см. табл. 1), свидетельствуют о стабильном сохранении прочности материала на разрыв выше критической отметки 10 Н/мм² даже при понижении содержания связывающего малеинового компонента.
VISCOSPEED – полимерный материал полярной природы и в силу этой особенности обеспечивает быстрое смачивание и эффективное распределение частиц неорганического наполнителя в матрице полимерного компаунда. Более того, во время технологических операций VISCOSPEED не позволяет дисперсным частицам группироваться в агломераты, тем самым обеспечивая максимальную эффективность наполнителя в достижении огнестойкости композита. Это свойство имеет особое значение при использовании тонкодисперсных неорганических наполнителей, например, измельченного Mg(OH) , или при вовлечении в компаунды 2 других синергических негорючих компонентов, таких как нанокремнезем, сепиолит и нанодисперсная глина. В конечном итоге взаимодействие между полярным негорючим наполнителем и воском VISCOSPEED позволяет оптимизировать распределение компонентов в компаунде, улучшить показатели обугливания получаемого материала и снизить риск образования капель при горении.
VISCOSPEED в композитах для кабельного заполнения
Важно упомянуть и о данных испытаний VISCOSPEED в составе различных композитов, используемых в качестве кабельного заполнителя. В этих тестах специальный воск VISCOSPEED также показал, что в результате его добавления в состав компаунда кабельного заполнителя выполнение технологических операций значительно облегчается, даже в некоторых компаундах с содержанием антипиренового компонента более 80 %.
Достигаемое при применении VISCOSPEED оптимальное распределение антипиренового наполнителя по компаунду также вносит вклад в улучшение механических характеристик получаемого материала кабельного заполнителя рулонного типа (см. табл. 4). Приведенные здесь данные показывают, что при замене компонента ЭВА28/ПТР = 3 в компаунде 4А на воск VISCOSPEED в количестве 2 % или 4 % (компаунды 4Б и 4В) обеспечивается повышение параметра ПТР композита при значительном росте показателя удлинения при разрыве. Эти результаты свидетельствуют о потенциале для дальнейшего увеличения доли минерального антипиренового наполнителя без ухудшения механических характеристик, а это позволит добиваться и более высоких показателей огнестойкости материала.
Заключение
Специальный воск VISCOSPEED, производимый компанией Инноспек, – новый компонент для огнестойких безгалогеновых кабельных композитов, который дает возможность значительно повысить однородность распределения антипиренового наполнителя в материале компаунда и облегчить выполнение с компаундом технологических операций. Опыт внедрения VISCOSPEED подтверждает отсутствие каких-либо побочных негативных эффектов на показатели старения композита, его параметры огнестойкости или механические характеристики. Более того, для композитов, использующих в качестве компонента смоляной полиолефиновый эластомер, доказан эффект улучшения показателей удлинения композитного материала при разрыве и его огнестойкости. Вовлечение VISCOSPEED в состав компаунда в небольшой дозировке облегчает работу высокопроизводительного технологического оборудования компаундирования в стабильном режиме благодаря более эффективному включению частиц неорганического наполнителя в состав полимерной матрицы. Использование специального воска VISCOSPEED улучшает распределение в полимерной матрице частиц минерального антипиренового наполнителя, например, измельченных Al(OH) или 3 Mg(OH) , каолина, силикатов и т.п. или аддитива 2 (нанодисперсной глины, нанокремнезема, сепиолита и т.п.), что обеспечивает соответствующее улучшение реологических характеристик компаунда и выигрыш в плане его огнестойкости. Подробная информация, касающаяся технических решений с использованием специального воска VISCOSPEED, данные по его испытаниям – применительно к производству кабельных компаундов, алюминиевых композитных панелей и кровельных мембран на основе термопластичных полиолефинов – доступна в офисах компании «Инноспек».
