W produkcji kabli wybór środka zmniejszającego palność ma kluczowe znaczenie, bezpośrednio wpływając na odporność ogniową kabla, żywotność i szeroki zakres zastosowań. Poniżej przedstawiono kompleksowe porównanie zalet i wad czterech powszechnie stosowanych środków zmniejszających palność kabli: środków zmniejszających palność na bazie antymonu, środków zmniejszających palność na bazie wodorotlenku glinu (ATH), środków zmniejszających palność na bazie wodorotlenku magnezu i odpornych na wysoką temperaturę środków zmniejszających palność bemitu (ALOOH).
1. Środki zmniejszające palność na bazie antymonu
Zalety
Sam trójtlenek antymonu nie jest skuteczny jako środek zmniejszający palność. Jednakże w połączeniu z odpowiednimi związkami halogenowymi wykazuje wyjątkową trudnopalność. Podczas spalania ten złożony układ ulega szeregowi złożonych reakcji chemicznych, w wyniku których powstają substancje zmniejszające palność, które skutecznie tłumią rozprzestrzenianie się płomieni.
Na przykład w zastosowaniach kablowych wymagających wyjątkowo wysokiej ochrony przeciwpożarowej, takich jak wieżowce i duże centra danych, połączenie środków zmniejszających palność na bazie antymonu ze związkami halogenowymi może znacząco poprawić ognioodporność kabla, zapewniając silną gwarancję bezpieczeństwa przeciwpożarowego.
Wady
Środki zmniejszające palność na bazie antymonu stwarzają poważne ryzyko dla środowiska i zdrowia. Antymon jest metalem ciężkim i nieco toksycznym. Mówiąc poważniej, należy do tej samej rodziny co arsen, a produkty surowe często zawierają arsen i inne zanieczyszczenia metalami ciężkimi. Trójtlenek arsenu, lepiej znany jako arsen, jest niezwykle toksyczny. Wraz ze wzrostem światowej uwagi na temat ochrony środowiska i zdrowia ludzkiego oraz coraz większym przyjęciem koncepcji zielonej produkcji, środki zmniejszające palność na bazie antymonu, ze względu na swoją toksyczność, nie spełniają wymagań zielonych wypełniaczy i zielonych środków zmniejszających palność, a ich zastosowanie jest stopniowo ograniczane.
2. Wodorotlenek glinu zmniejszający palność (ATH)
Zalety
Największą zaletą środka zmniejszającego palność wodorotlenku glinu jest jego niska cena i doskonała ognioodporność. Działa poprzez pochłanianie ciepła i uwalnianie pary wodnej podczas spalania, skutecznie obniżając temperaturę w strefie spalania i tłumiąc rozprzestrzenianie się płomieni. W przypadku wrażliwych na koszty produktów kablowych, dla których ognioodporność nie jest najważniejszym priorytetem, ekonomicznym i niedrogim rozwiązaniem jest środek zmniejszający palność na bazie wodorotlenku glinu.
Wady
Słaba odporność na ciepło jest jedną z głównych wad środka zmniejszającego palność wodorotlenku glinu. Zaczyna odwadniać się w temperaturze 200°C i ulega całkowitemu odwodnieniu w temperaturze pomiędzy 330°C a 350°C. Proces utwardzania żywicy zachodzi głównie w zakresie temperatur odwodnienia wodorotlenku glinu. To odwodnienie wytwarza dużą ilość gazu podczas procesu utwardzania, powodując wewnętrzne pienienie i nierówności powierzchni gotowego produktu na bazie żywicy syntetycznej. To również znacznie zmniejsza właściwości dielektryczne, co prowadzi do spadku wydajności.
W warunkach wysokiej temperatury, gdy wodorotlenek glinu jest stosowany w materiałach takich jak silikon, może powodować problemy, takie jak zamglenie, wybielanie i powstawanie pęcherzy, a także zmniejszenie właściwości dielektrycznych. Ponadto wodorotlenek glinu ma stosunkowo wysoką przewodność elektryczną (EC) wynoszącą około 60-100 μS/cm i jest podatny na absorpcję wilgoci. Cechy te utrudniają jego zastosowanie w kablach o wysokich wymaganiach użytkowych.
3. Wodorotlenek magnezu opóźniający palenie
Zalety
Środek zmniejszający palność wodorotlenek magnezu jest nietoksyczny i ma stosunkowo wysoką temperaturę rozkładu wynoszącą 430°C. Może stanowić opcję w zastosowaniach kablowych o rygorystycznych wymaganiach środowiskowych i określonych wymaganiach dotyczących odporności na ciepło. Na przykład zastosowanie środków zmniejszających palność na bazie wodorotlenku magnezu w niektórych wewnętrznych kablach niskiego napięcia może zapewnić pewne właściwości zmniejszające palność, jednocześnie zmniejszając zanieczyszczenie środowiska.
Wady
Środki zmniejszające palność na bazie wodorotlenku magnezu mają słabą stabilność chemiczną i nie są kwasoodporne. Nawet słabe kwasy, takie jak kwas octowy, mogą je rozpuścić, znacznie ograniczając ich zastosowanie do produktów z niższej półki. Ponadto są podatne na wchłanianie wilgoci, mają słabą dyspergowalność i wykazują nieoptymalne właściwości dielektryczne. Podczas produkcji kabli absorpcja wilgoci może prowadzić do wewnętrznego gromadzenia się wilgoci, co wpływa na parametry elektryczne i żywotność kabla. Słaba dyspergowalność może prowadzić do nierównomiernego rozmieszczenia środka zmniejszającego palność w materiale kabla, zmniejszając jego skuteczność zmniejszającą palność. Złe właściwości dielektryczne mogą również wpływać na jakość transmisji sygnału w kablu.
4. Odporny na wysoką temperaturę boehmitowy środek zmniejszający palność (Boehmite, ALOOH)
Zalety
Odporne na wysoką temperaturę boehmitowe środki zmniejszające palność mają wiele zalet. Jego 1% temperatura odwodnienia może osiągnąć ponad 350°C, osiągając szczytową szybkość odwadniania przy 500°C. To skutecznie rozwiązuje problem wodorotlenku glinu, który może powodować wady produktu i zmniejszone właściwości dielektryczne z powodu niskich temperatur odwodnienia. Jego przewodność elektryczna (EC) wynosi mniej niż 50 μS/cm, a jego silne właściwości dielektryczne zapewniają doskonałą wydajność elektryczną w kablach nawet w wysokich temperaturach.
Odporny na wysoką temperaturę środek zmniejszający palność bemitu wykazuje również silną odporność na kwasy i zasady, utrzymując stabilną wydajność w różnych trudnych warunkach środowiskowych. Ponadto wykazuje przewodność cieplną, dzięki czemu nadaje się do produktów kablowych wymagających wysokiej odporności na ciepło, parametrów elektrycznych i przewodności cieplnej, takich jak kable do nowych pojazdów energetycznych i kable lotnicze.
Wady: Ognioodporność wysokotemperaturowego środka zmniejszającego palność bemitu jest nieco niższa niż wodorotlenku glinu, co wymaga wyższej dawki, aby osiągnąć tę samą ognioodporność. To z kolei zwiększa koszty produkcji. Jednakże biorąc pod uwagę jego wiele doskonałych właściwości, w tym wysoką odporność na ciepło, odporność na kwasy i zasady oraz przewodność cieplną, a także możliwość przekształcenia go w funkcjonalne materiały odporne na wysoką temperaturę w celu zwiększenia wartości produktu, wady te są stosunkowo wybaczalne, biorąc pod uwagę jego wszechstronne zalety.