Na fabricação de cabos, a escolha do retardador de chama é crucial, impactando diretamente a resistência ao fogo, a vida útil e a ampla gama de aplicações do cabo. A seguir, será apresentada uma comparação abrangente das vantagens e desvantagens de quatro retardadores de chama de cabos comumente usados: retardadores de chama à base de antimônio, retardadores de chama de hidróxido de alumínio (ATH), retardadores de chama de hidróxido de magnésio e retardadores de chama de boehmite de alta resistência ao calor (ALOOH).
1. Retardadores de chama à base de antimônio
Vantagens
O trióxido de antimônio sozinho não é eficaz como retardador de chama. No entanto, quando combinado com compostos halogéneos apropriados, apresenta excepcional retardamento de chama. Durante a combustão, este sistema complexo sofre uma série de reações químicas complexas, produzindo substâncias retardadoras de chama que suprimem eficazmente a propagação das chamas.
Por exemplo, em aplicações de cabos que requerem proteção contra incêndio extremamente elevada, como edifícios altos e grandes centros de dados, a combinação de retardadores de chama à base de antimónio com compostos de halogéneo pode melhorar significativamente a retardação de chama do cabo, proporcionando uma forte garantia de segurança contra incêndios.
Desvantagens
Os retardadores de chama à base de antimônio apresentam riscos ambientais e de saúde significativos. O antimônio é um metal pesado e um tanto tóxico. Mais seriamente, pertence à mesma família do arsénico, e os produtos brutos contêm frequentemente arsénico e outras impurezas de metais pesados. O trióxido de arsênico, mais conhecido como arsênico, é extremamente tóxico. Com a crescente atenção global à protecção ambiental e à saúde humana, e a crescente adopção de conceitos de fabrico verde, os retardadores de chama à base de antimónio, devido à sua toxicidade, não cumprem os requisitos dos enchimentos verdes e dos retardadores de chama verdes, e a sua aplicação está gradualmente a ser limitada.
2. Retardador de Chama de Hidróxido de Alumínio (ATH)
Vantagens
A maior vantagem do retardador de chama de hidróxido de alumínio é seu baixo preço e excelente retardamento de chama. Atua absorvendo calor e liberando vapor d'água durante a combustão, reduzindo efetivamente a temperatura na zona de combustão e suprimindo a propagação de chamas. Para produtos de cabos sensíveis ao custo, onde o retardamento de chama não é uma prioridade máxima, o retardante de chama de hidróxido de alumínio é uma opção econômica e acessível.
Desvantagens
A baixa resistência ao calor é uma das principais desvantagens do retardador de chama de hidróxido de alumínio. Começa a desidratar a 200°C e fica completamente desidratado entre 330°C e 350°C. O processo de cura da resina ocorre principalmente dentro da faixa de temperatura de desidratação do hidróxido de alumínio. Esta desidratação produz uma grande quantidade de gás durante o processo de cura, causando formação de espuma interna e irregularidade superficial no produto acabado de resina sintética. Isto também reduz significativamente as propriedades dielétricas, levando a uma diminuição no rendimento.
Sob condições de alta temperatura, quando o hidróxido de alumínio é usado em materiais como o silicone, pode causar problemas como embaçamento, branqueamento e formação de bolhas, além de diminuição das propriedades dielétricas. Além disso, o hidróxido de alumínio tem uma condutividade elétrica (EC) relativamente alta de aproximadamente 60-100 μS/cm e é suscetível à absorção de umidade. Estas características dificultam sua utilização em cabos com requisitos de alto desempenho.
3. Retardante de chama de hidróxido de magnésio
Vantagens
O retardador de chama de hidróxido de magnésio não é tóxico e tem uma temperatura de decomposição relativamente alta de 430°C. Pode ser uma opção em aplicações de cabos com requisitos ambientais rigorosos e determinados requisitos de resistência ao calor. Por exemplo, o uso de retardadores de chama de hidróxido de magnésio em alguns cabos internos de baixa tensão pode garantir certas propriedades retardantes de chama e, ao mesmo tempo, reduzir a poluição ambiental.
Desvantagens
Os retardadores de chama de hidróxido de magnésio têm baixa estabilidade química e não são resistentes a ácidos. Mesmo ácidos fracos, como o ácido acético, podem dissolvê-los, limitando significativamente a sua aplicação a produtos de baixo custo. Além disso, são suscetíveis à absorção de umidade, têm baixa dispersibilidade e exibem propriedades dielétricas abaixo do ideal. Durante a fabricação do cabo, a absorção de umidade pode levar ao acúmulo de umidade interna, afetando o desempenho elétrico e a vida útil do cabo. A fraca dispersibilidade pode levar a uma distribuição desigual do retardador de chama no material do cabo, reduzindo a sua eficácia retardante de chama. Propriedades dielétricas ruins também podem afetar a qualidade da transmissão do sinal do cabo.
4. Retardador de chama Boehmite de alta resistência ao calor (Boehmite, ALOOH)
Vantagens
Os retardadores de chama de boehmite de alta resistência ao calor oferecem inúmeras vantagens. Sua temperatura de desidratação de 1% pode atingir mais de 350°C, atingindo seu pico de taxa de desidratação em 500°C. Isto resolve eficazmente os problemas do hidróxido de alumínio, que pode causar defeitos no produto e reduzir as propriedades dielétricas devido às baixas temperaturas de desidratação. Sua condutividade elétrica (EC) é inferior a 50μS/cm e suas fortes propriedades dielétricas garantem excelente desempenho elétrico em cabos mesmo em altas temperaturas.
O retardador de chama boehmite de alta resistência ao calor também exibe forte resistência a ácidos e álcalis, mantendo desempenho estável em uma variedade de condições ambientais adversas. Além disso, apresenta condutividade térmica, tornando-o adequado para produtos de cabos que exigem alta resistência ao calor, desempenho elétrico e condutividade térmica, como cabos para veículos de novas energias e cabos aeroespaciais.
Desvantagens: O retardamento de chama do retardador de chama boemita de alta resistência ao calor é ligeiramente inferior ao do hidróxido de alumínio, exigindo uma dosagem mais alta para atingir o mesmo retardamento de chama. Isso, por sua vez, aumenta os custos de produção. No entanto, dadas as suas excelentes propriedades, incluindo elevada resistência ao calor, resistência a ácidos e álcalis e condutividade térmica, bem como a sua capacidade de ser transformado em materiais funcionais de alta resistência ao calor para aumentar o valor do produto, estas desvantagens são relativamente perdoáveis, dadas as suas vantagens abrangentes.