케이블 제조에서 난연제의 선택은 케이블의 내화성, 서비스 수명 및 광범위한 응용 분야에 직접적인 영향을 미치는 매우 중요합니다. 다음은 일반적으로 사용되는 4가지 케이블 난연제인 안티몬계 난연제, 수산화알루미늄 난연제(ATH), 수산화마그네슘 난연제, 고내열성 보에마이트 난연제(ALOOH)의 장단점을 종합적으로 비교한 것입니다.
1. 안티몬계 난연제
장점
삼산화안티몬만으로는 난연제로서 효과적이지 않습니다. 그러나 적절한 할로겐 화합물과 결합하면 탁월한 난연성을 나타냅니다. 연소 중에 이 복잡한 시스템은 일련의 복잡한 화학 반응을 거쳐 화염 확산을 효과적으로 억제하는 난연성 물질을 생성합니다.
예를 들어, 고층 건물, 대규모 데이터 센터와 같이 매우 높은 화재 방지가 필요한 케이블 응용 분야에서 안티몬 기반 난연제와 할로겐 화합물을 결합하면 케이블의 난연성을 크게 향상시켜 화재 안전을 강력하게 보장할 수 있습니다.
단점
안티몬 기반 난연제는 환경 및 건강에 심각한 위험을 초래합니다. 안티몬은 중금속이며 다소 독성이 있습니다. 더 심각한 것은 비소와 같은 계열에 속하며, 조제품에는 종종 비소 및 기타 중금속 불순물이 포함되어 있다는 것입니다. 비소로 더 잘 알려진 삼산화비소는 독성이 매우 높습니다. 환경 보호와 인간 건강에 대한 전 세계적 관심이 높아지고 녹색 제조 개념의 채택이 증가함에 따라 안티몬 기반 난연제는 독성으로 인해 녹색 필러 및 녹색 난연제의 요구 사항을 충족하지 못하며 적용이 점차 제한되고 있습니다.
2. 수산화알루미늄 난연제(ATH)
장점
수산화알루미늄 난연제의 가장 큰 장점은 가격이 저렴하고 난연성이 우수하다는 점입니다. 연소 시 열을 흡수하고 수증기를 방출하는 역할을 하여 연소 구역의 온도를 효과적으로 낮추고 화염 확산을 억제합니다. 난연성이 최우선 순위가 아닌 비용에 민감한 케이블 제품의 경우 수산화알루미늄 난연제는 경제적이고 저렴한 옵션입니다.
단점
열악한 내열성은 수산화알루미늄 난연제의 주요 단점 중 하나입니다. 200°C에서 탈수가 시작되고 330°C~350°C 사이에서 완전히 탈수됩니다. 수지 경화 공정은 주로 수산화알루미늄의 탈수 온도 범위 내에서 발생합니다. 이러한 탈수로 인해 경화과정에서 다량의 가스가 발생하게 되어 합성수지 완성품 내부에 발포가 발생하고 표면 불균일이 발생하게 된다. 이는 또한 유전 특성을 크게 감소시켜 수율 감소로 이어집니다.
고온 조건에서 실리콘 등의 소재에 수산화알루미늄을 사용할 경우 김서림, 백화, 기포 발생, 유전 특성 저하 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 또한 수산화알루미늄은 약 60~100μS/cm의 비교적 높은 전기 전도도(EC)를 가지며 수분 흡수에 취약합니다. 이러한 특성은 고성능 요구 사항이 있는 케이블에 사용하는 데 방해가 됩니다.
3. 수산화마그네슘 난연제
장점
수산화마그네슘 난연제는 무독성이며 분해 온도가 430°C로 비교적 높습니다. 이는 엄격한 환경 요구 사항과 특정 내열성 요구 사항이 있는 케이블 응용 분야의 옵션이 될 수 있습니다. 예를 들어, 일부 실내 저전압 케이블에 수산화마그네슘 난연제를 사용하면 환경 오염을 줄이면서 특정 난연 특성을 보장할 수 있습니다.
단점
수산화마그네슘 난연제는 화학적 안정성이 낮고 내산성이 없습니다. 아세트산과 같은 약산도 용해될 수 있어 저가형 제품에 대한 적용이 크게 제한됩니다. 더욱이, 이들은 수분 흡수에 취약하고, 분산성이 좋지 않으며, 차선의 유전 특성을 나타냅니다. 케이블 제조 과정에서 습기 흡수로 인해 내부 습기가 축적되어 케이블의 전기적 성능과 서비스 수명에 영향을 줄 수 있습니다. 분산성이 좋지 않으면 케이블 재료 내 난연제가 고르지 않게 분포되어 난연 효과가 감소할 수 있습니다. 유전 특성이 좋지 않으면 케이블의 신호 전송 품질에도 영향을 줄 수 있습니다.
4. 고내열 베마이트 난연제 (Boehmite, ALOOH)
장점
고내열성 보에마이트 난연제는 수많은 장점을 제공합니다. 1% 탈수 온도는 350°C 이상에 도달할 수 있으며, 500°C에서 최대 탈수율에 도달합니다. 이는 낮은 탈수 온도로 인해 제품 결함 및 유전 특성 저하를 유발할 수 있는 수산화알루미늄 문제를 효과적으로 해결합니다. 전기 전도성(EC)은 50μS/cm 미만이며, 강력한 유전 특성으로 인해 고온에서도 케이블의 우수한 전기적 성능을 보장합니다.
고내열성 보에마이트 난연제는 강한 산, 알칼리 저항성을 나타내어 다양한 가혹한 환경 조건에서도 안정적인 성능을 유지합니다. 또한, 열전도율을 나타내어 신에너지 차량용 케이블, 항공우주용 케이블 등 높은 내열성, 전기적 성능, 열전도성을 요구하는 케이블 제품에 적합합니다.
단점: 고내열성 보헤마이트 난연제의 난연성은 수산화알루미늄에 비해 약간 낮기 때문에 동일한 난연성을 달성하려면 더 많은 양이 필요합니다. 이는 결과적으로 생산 비용을 증가시킵니다. 그러나 고내열성, 내산·알칼리성, 열전도성 등 우수한 특성과 고내열 기능성 소재로 가공해 제품의 가치를 높일 수 있다는 점을 고려하면 이러한 단점은 종합적인 장점을 고려하면 상대적으로 용서할 수 있다.