Безгалогенные огнезащитные материалы в строительных кабелях: потребности отрасли и технологические инновации

Безгалогенные огнезащитные материалы в строительстве кабелей: потребности отрасли и технологические инновации

Я. Обширная прокладка строительных кабелей и потенциальный пожарный кризис

В современных зданиях кабели являются не только инфраструктурой для передачи электроэнергии, но и играют незаменимую роль в обмене информацией и управлении энергопотреблением. От высотных жилых домов до промышленных зданий и общественных объектов — кабели стали основной сетью, проходящей через все помещения зданий. Такие системы, как энергоснабжение, телекоммуникации, передача данных и аварийное освещение, зависят от нормальной работы кабелей. Таким образом, безопасность кабелей напрямую связана с общей безопасностью здания, особенно в случае чрезвычайных ситуаций, таких как пожар, роль и характеристики кабелей особенно важны.

Однако кабели не только выполняют важные функции передачи, но и сами по себе несут определенную опасность возгорания. Помимо проводников и жил передачи, кабели обычно содержат большое количество полимерных материалов, таких как изоляция, оболочка и облицовочные слои, большинство из которых являются легковоспламеняющимися. В случае пожара эти кабели выделяют большое количество топлива, а источником возгорания могут стать перегрев, короткое замыкание или электрические неисправности в кабелях. При этом кабельная сеть проходит через каждый этаж и пространство здания, и как только начинается пожар, огонь распространяется чрезвычайно быстро, серьезно угрожая общей безопасности здания.

Поэтому огнестойкая технология особенно важна при проектировании и использовании строительных кабелей. Роль антипиренов заключается не только в замедлении распространения огня, они могут обеспечить ценное время эвакуации людей, находящихся в здании на ранних стадиях пожара, и уменьшить накопление токсичных паров, что чрезвычайно важно, особенно в густонаселенных помещениях. густонаселенные места, такие как школы, больницы, аэропорты и другие места. Эффективные огнезащитные материалы и решения не только повышают эффективность тушения пожара, но и позволяют выиграть больше времени на тушение пожара и спасение, обеспечивая безопасность жизни.

II. CНадежная пожарная безопасность: ключ к предотвращению и борьбе с пожарами в зданиях

В современных зданиях кабели не только выполняют основную функцию передачи энергии и сигналов, но также играют жизненно важную роль в предотвращении и контроле пожаров. По мере того, как здание становится все более высотным, сложная кабельная сеть стала «спасательным кругом» через здание. Однако в случае пожара эти кабели могут стать переносчиками источников огня и даже ускорить распространение огня. Поэтому пожарная безопасность кабелей, особенно их огнестойкость и характеристики распространения пламени, стала ключевой частью противопожарного проектирования зданий.

В зданиях используется множество типов кабелей: от огнестойких до обычных кабелей, и пожаробезопасность каждого кабеля соответствует строгим стандартам. Огнестойкие кабели, особенно те, которые используются для систем пожарной сигнализации и систем аварийного освещения, должны иметь возможность продолжать работать в течение длительного периода времени в условиях горячего пожара, чтобы гарантировать, что системы безопасности связи и освещения в здании не будут поставлены под угрозу. . Эти кабели способны выдерживать быстрые изменения температуры, удары в холодной воде и механические нагрузки, сохраняя при этом целостность схемы в случае пожара.

Риск возгорания кабелей не ограничивается распространением пламени; Дымообразование, выбросы кислых газов и количество выделяемого тепла также являются важными факторами пожарной безопасности. Концентрация дыма и выбросы токсичных газов напрямую влияют на время эвакуации и шансы на выживание при пожаре, особенно в общественных зданиях и густонаселенных местах, особенно важны малодымные и малотоксичные кабельные материалы. Поэтому на международном уровне были разработаны подробные стандарты испытаний на характеристики горения кабелей, охватывающие ряд показателей, таких как длина горения, тепловыделение, плотность дыма и выделение кислых газов, чтобы всесторонне оценить пожаробезопасность кабелей.

Огнестойкость кабелей зависит не только от огнезащитных свойств выбранных материалов, но и тесно связана с их конструкцией и процессом изготовления. Работоспособность различных типов кабелей при пожаре часто является результатом взаимодействия свойств полимерного материала и конструкции кабеля. Для обеспечения максимальной огнезащиты кабелей при выборе материалов и конструкции кабелей необходимо учитывать требования огнестойкости, устойчивости к высоким температурам и малодымности.

III. Один из основных материалов кабеля: поливинилхлорид.

С точки зрения пожарной безопасности решающее значение имеют огнезащитные свойства кабельных материалов. С ростом экологического сознания и строгими требованиями стандартов безопасности полимерные материалы с использованием фосфорно-азотных неорганических негалогенированных антипиренов постепенно стали тенденцией в отрасли. Эти антипирены не только эффективно усиливают огнезащиту кабелей, но также значительно улучшают экологичность, здоровье и безопасность кабелей, особенно при работе с галогенсодержащими полимерами, такими как поливинилхлорид (ПВХ), которые позволяют значительно снизить выбросы вредные газы.

1. Состояние и проблемы кабельных материалов из ПВХ.

Кабели из поливинилхлорида (ПВХ) являются одним из наиболее широко используемых материалов в кабельной промышленности, особенно мягкий материал ПВХ, который широко используется в энергетике и телекоммуникациях благодаря своей превосходной формуемости и экономической эффективности. Однако, хотя ПВХ сам по себе обладает некоторыми огнезащитными свойствами, на практике часто необходимо добавлять большое количество пластификаторов для повышения гибкости, а эти пластификаторы, однако, делают кабели из ПВХ потенциальным источником топлива в случае пожара. В результате в условиях пожара пламя кабелей ПВХ распространяется быстрее и выделяет большое количество токсичного дыма, что значительно увеличивает опасность после пожара.

2. Выбор и применение эффективных антипиренов.

Чтобы улучшить огнестойкость кабелей из ПВХ, промышленность обычно добавляет различные антипирены, в том числе распространенные, такие как триоксид сурьмы (ATO). ATO — это типичный антипирен, который оказывает замечательное воздействие на гибкие кабели из ПВХ и способен эффективно препятствовать распространению пламени. Однако, хотя АТО имеет преимущества с точки зрения экологичности, его эффективность при пожаре при практическом применении неудовлетворительна. Поскольку добавление триоксида сурьмы значительно увеличивает количество черного дыма, образующегося при горении кабеля, это снижает общую пожаробезопасность кабеля.

Чтобы решить эту проблему, многие производители кабелей обратились к антипиренам на основе гидроксидов металлов, таким как гидроксид алюминия (ATH) и гидроксид магния (MDH). Эти гидроксиды не только обладают превосходными огнезащитными свойствами, но также эффективно снижают образование дыма, снижая плотность дыма и выбросы токсичных газов в случае пожара. Кроме того, путем комбинирования с другими синергетическими антипиренами, такими как гидроксистаннат цинка и борат цинка, можно дополнительно улучшить способность кабеля к подавлению пламени и снизить негативные последствия образования дыма.

3. Баланс между охраной окружающей среды и безопасностью: малодымные и малотоксичные кабельные материалы.

Поскольку требования к безопасности зданий и экологическим характеристикам продолжают расти, кабельные материалы из ПВХ с низким уровнем дыма и низкой токсичностью становятся все более популярными. Эти материалы разработаны с особым упором на снижение вредных газов и дыма, образующихся в случае пожара. Например, гидроксистаннат цинка, являясь синергетическим антипиреном, не только подавляет распространение пламени при реакции с элементарным хлором, но и снижает образование дыма за счет образования слоя кокса, тем самым значительно улучшая общую безопасность и экологическую адаптируемость. кабели.

Противопожарные характеристики кабелей особенно важны в зонах повышенного риска, таких как потолочные отсеки. Потолочные отсеки часто заполнены кабелями питания, связи и передачи данных, которые могут стать источником распространения огня при пожаре. По этой причине в этих зонах требуется использование кабельных материалов, соответствующих строгим стандартам пожарной безопасности. Например, в США кабели в потолочных отсеках должны соответствовать стандарту NFPA 90A, который требует, чтобы материал кабеля имел очень низкое выделение дыма и токсичность, а также был способен выдерживать длительную эксплуатацию в условиях высоких температур. .

4. Типичные рецептуры и будущие разработки

По мере развития технологий продолжается оптимизация рецептур малодымных, огнестойких кабельных материалов из ПВХ. Новейшие составы не только повышают огнестойкость, но и дополнительно снижают тепловыделение и выбросы токсичных газов при горении, отвечая двойным требованиям безопасности и экологичности в современных зданиях. Благодаря этим инновационным кабельным материалам показатели пожарной безопасности зданий значительно улучшаются, особенно в местах повышенного риска, таких как центры обработки данных, коммерческие здания и больницы.

IV. безгалогенные огнестойкие кабели: новая тенденция в кабельной промышленности

В современном строительстве и промышленности огнестойкость кабеля связана не только с предотвращением и контролем пожара, но и напрямую влияет на безопасную работу электрической системы. Безгалогенные огнестойкие кабели с их экологически чистыми, малотоксичными и малодымными характеристиками стали новым поколением кабельных материалов и основным выбором. Такие кабели модифицированы безгалогенным огнестойким веществом (HFFR) или безгалогенным огнестойким веществом с низким содержанием дыма (LSFOH), которое может эффективно подавлять распространение огня и уменьшать выделение токсичных газов и дыма в случае пожара, а также ключевой компонент безопасности в современных зданиях, транспортных объектах, сетях связи и других важных областях.

1. Основные материалы и огнестойкий механизм.

Наиболее часто используемым базовым полимером при производстве безгалогенных негорючих кабелей является смесь сополимера этилена и винилацетата (EVA) и линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE). Этот тип полимерной основы сочетает в себе хорошую технологичность и механические свойства кабельных материалов. Для повышения огнестойкости кабелей в качестве основного антипирена типа наполнителя применяется гидроксид алюминия (АТН), который обрабатывается методом тонкого осаждения и имеет размер частиц около 1 микрона. Гидроксид алюминия, состав которого обычно составляет 60-65% по весу, может эффективно выделять влагу и действовать как пламегаситель в случае пожара в кабеле.

Использование связующих веществ в рецептуре обеспечивает сохранение физических свойств материала кабеля после обработки, обеспечивая превосходную долговечность и надежность. Эти безгалогенные огнестойкие кабели обычно производятся с использованием стандартных процессов экструзии для обеспечения эффективных и стабильных огнезащитных свойств.

2. Высокопроизводительные приложения и особые требования.

Для кабелей с особыми требованиями к химической, абразивной или термостойкости, таких как лифтовые кабели, лифтовые кабели или фотоэлектрические кабели, в процессе производства часто используются термореактивные или сшитые кабельные материалы. Реакция сшивки обычно инициируется пероксидами, и этот процесс значительно улучшает механическую прочность и термическую стабильность материала кабеля. Обычные эластомерные материалы включают сополимеры этилена, пропилена и диолефина (EPDM) и сополимеры этилена и винилацетата с высоким содержанием (EVM), которые сшиваются и модифицируются не только для улучшения характеристик кабелей, но также для повышения их устойчивости к высоким температурам и старение. Для дальнейшей оптимизации огнезащитного эффекта массовое процентное содержание гидроксида алюминия обычно составляет 50-60%, а также могут быть добавлены синергетические антипирены, такие как борат цинка, для усиления общего огнезащитного эффекта.

3. Отверждение электронным лучом и особые потребности солнечной кабины.лес

В производстве фотоэлектрических кабелей технология электронно-лучевой отверждения стала стандартным процессом. Эта технология улучшает термическую стабильность и устойчивость кабелей к ультрафиолетовому излучению за счет сшивания материала кабеля электронным лучом. Фотоэлектрические кабели требуют высокой термостойкости и долгосрочной устойчивости к ультрафиолетовому излучению, поэтому в этом применении часто предпочтительнее гидроксид магния (MDH), чем гидроксид алюминия, особенно при более высоких температурах обработки, чтобы лучше обеспечить огнестойкость кабеля.

4. Комбинация полимеров с высокой устойчивостью к истиранию с фосфорными и азотистыми неорганическими антипиренами.

Для некоторых кабелей специального назначения, таких как кабели с высокой износостойкостью, широко используются такие материалы, как термопластичный полиуретан (ТПУ) из-за их превосходных физических свойств. Использование фосфорно-азотных неорганических антипиренов в таких базовых материалах стало хорошо отработанной технологией. Путем дозирования производных меламина, органических эфиров фосфорной кислоты, эфиров гипофосфита и гидроксидов металлов (таких как гидроксид алюминия или гидроксид магния) в различных соотношениях можно значительно усилить огнезащитный эффект кабелей при сохранении хороших механических свойств материалов.

5. Тенденции развития и экологические требования

В условиях ужесточения экологических норм безгалогенные огнестойкие кабели становятся все более предпочтительным выбором для строительства, транспорта, электроэнергетики и других отраслей промышленности из-за их низкого дымовыделения и низкой токсичности. За счет оптимизации рецептуры и процесса производства безгалогенных огнестойких кабелей будущие кабельные материалы станут более экологически чистыми и эффективными, будут соответствовать более высоким стандартам безопасности и охраны окружающей среды, а также помогут создать более экологичную и безопасную систему передачи энергии.

VI. Заключение

Таким образом, безгалогенные огнестойкие кабели играют незаменимую и важную роль в современных зданиях, отраслях промышленности и особых условиях. Благодаря использованию современных безгалогенных антипиренов и оптимизированных полимерных составов эти кабели демонстрируют превосходные преимущества с точки зрения пожаробезопасности, экологичности и механических свойств. Безгалогенные огнестойкие кабели не только эффективно препятствуют распространению огня и уменьшают выделение токсичных паров, но также снижают негативное воздействие на окружающую среду и соответствуют все более строгим стандартам охраны окружающей среды и безопасности. Благодаря постоянному развитию технологий будущее безгалогенных огнестойких кабелей станет более эффективным, надежным и будет играть более важную роль в интеллектуальных зданиях, возобновляемых источниках энергии и других областях. В условиях сложных и меняющихся требований применения инновации и разработка безгалогенных огнестойких кабелей будут и дальше способствовать повышению безопасности зданий и защите окружающей среды на более высоком уровне и станут неотъемлемой частью будущей системы электробезопасности.

Микрокапсулированный красный фосфор FRP-950X, FRP-8050 и заменители триоксида сурьмы компании YINSU Flame Retardant играют ключевую роль в безгалогенных кабелях с низким дымовыделением. Микрокапсулированный красный фосфор может эффективно улавливать свободные радикалы во время горения, прерывая цепную реакцию горения и значительно подавляя распространение пламени, а образующиеся им фосфорсодержащие соединения могут способствовать образованию углеродных слоев, изолировать кислород и тепло, а также улучшать огнезащитные свойства кабели. Чрезвычайно низкое количество добавок и плотность дыма при уменьшении количества добавляемого гидроксида магния или гидроксида алюминия для сохранения прочности сырья. Композитная серия сурьмы T может полностью заменить триоксид сурьмы, сохраняя эффективный огнезащитный эффект при одновременном снижении стоимости огнезащитных средств, гарантируя, что безгалогенные кабели с низким дымовыделением демонстрируют лучшую пожаробезопасность при пожаре, обеспечивая надежную гарантию пожарной безопасности здания.