Introdução aos compostos de PVC de baixa emissão de fumaça para fios e cabos
Os compostos de PVC (policloreto de vinila) para fios e cabos com baixa emissão de fumaça são materiais termoplásticos especializados, projetados para minimizar a emissão de fumaça e gases tóxicos durante a combustão. Isso os torna uma escolha essencial para aplicações onde a segurança contra incêndio é uma prioridade. Normalmente usados para isolamento e revestimento de cabos elétricos, esses compostos oferecem diversas características importantes:
Composição:Os compostos de PVC de baixa emissão de fumaça são formulados com uma combinação de resina de PVC, plastificantes (como ftalato de dioctila e trimelitato de tri-2-etilhexila), retardantes de chama (por exemplo, trióxido de antimônio, tri-hidrato de alumínio e borato de zinco), estabilizantes (à base de cálcio/zinco), cargas (carbonato de cálcio) e lubrificantes.
Propriedades de baixa emissão de fumaça:Ao contrário do PVC padrão, que pode reduzir a visibilidade em até 90% em apenas 30 minutos devido à fumaça densa, os compostos de PVC de baixa emissão de fumaça são projetados para atender a padrões de segurança como a norma BS EN 61034. Esses compostos permitem uma transmissão de luz de pelo menos 60% durante a combustão, melhorando significativamente a segurança.
Retardante de chamasO PVC possui propriedades retardantes de chama inerentes devido ao seu teor de cloro, que são reforçadas com aditivos retardantes de chama adicionais. Esses compostos atendem a padrões rigorosos como IEC 60332-1-2, UL VW1 e E84 (índice de propagação de chama <25, índice de desenvolvimento de fumaça <50).
Aplicações:Comumente utilizados em ambientes de alto risco, como centros de dados, túneis, aeronaves, vagões ferroviários e edifícios públicos, os compostos de PVC para fios e cabos com baixa emissão de fumaça são vitais para minimizar os riscos associados à fumaça e aos gases tóxicos em caso de incêndio.
Desafios e soluções comuns no processamento de compostos de PVC com baixa emissão de fumaça para fios e cabos.
O processamento de compostos de PVC com baixa emissão de fumaça envolve o gerenciamento de uma série de desafios, principalmente devido à sua formulação complexa. Abaixo, discutimos alguns dos problemas de processamento mais comuns e suas soluções:
1. Alto teor de carga resultando em baixa mobilidade e alto torque.
Desafio:Para obter baixa emissão de fumaça, os compostos de PVC frequentemente contêm altos níveis de cargas inorgânicas, como tri-hidrato de alumínio (ATH) ou hidróxido de magnésio (Mg(OH)₂) — tipicamente de 20 a 60% em peso. Embora essas cargas reduzam a fumaça e as chamas, podem aumentar a viscosidade, diminuir a fluidez e causar desgaste nos equipamentos.
Soluções:
Incorpore auxiliares de processamento como lubrificantes internos/externos (por exemplo, estearato de cálcio, ceras de polietileno ouaditivos de silicone) em concentrações de 0,5 a 2,0 phr para reduzir a viscosidade e melhorar o fluxo.
Utilize extrusoras de dupla rosca com alta relação L/D para melhorar a mistura e a dispersão do material de enchimento.
Utilize sistemas de amassamento com alimentação forçada cônica para garantir uma mistura uniforme.
Escolha cargas com tamanhos de partículas controlados e tratamentos de superfície para melhorar a compatibilidade e reduzir a abrasão.
2. Estabilidade Térmica
Desafio:O PVC pode se degradar durante o processamento, especialmente com altas cargas de enchimento e retardantes de chama, liberando gás cloreto de hidrogênio (HCl) que leva à degradação do material, descoloração e corrosão do equipamento.
Soluções:
Adicione estabilizadores térmicos, como estabilizadores à base de cálcio/zinco, na proporção de 2 a 4 phr para neutralizar o HCl e evitar a degradação.
Utilize óleo de soja epoxidado (ESO) como coestabilizador para melhorar a estabilidade térmica e a fotoestabilidade.
Controle as temperaturas de processamento com precisão (160-190°C) para evitar o superaquecimento.
Incluir antioxidantes fenólicos (por exemplo, bisfenol A a 0,3-0,5%) para aumentar a resistência ao envelhecimento durante o processamento.
3. Migração de plastificantes
Desafio:Os plastificantes usados para aumentar a flexibilidade podem migrar sob altas temperaturas (por exemplo, em centros de dados), levando ao acúmulo de resíduos que podem interferir na transmissão de sinais ou reduzir a vida útil dos cabos.
Soluções:
Utilize plastificantes poliméricos não migrantes em vez de monoméricos (por exemplo, DOP, DINP) para minimizar a migração.
Desenvolver fórmulas de plenum "sem líquido", como as pioneiras da OTECH, para evitar a migração de plastificantes em ambientes de alta temperatura.
Opte por plastificantes como o TOTM, que possuem menor volatilidade e são mais adequados para aplicações em altas temperaturas.
4. Equilibrando a resistência à chama e a supressão de fumaça
Desafio:O aumento da resistência à chama por meio de aditivos como trióxido de antimônio (3-5%) ou compostos bromados (12-15%) pode aumentar a emissão de fumaça, dificultando o equilíbrio entre ambas as propriedades. Da mesma forma, cargas como o carbonato de cálcio podem reduzir a fumaça, mas podem diminuir o índice de oxigênio, afetando a resistência à chama.
Soluções:
Utilize combinações sinérgicas de retardantes de chama (por exemplo, ATH com borato de zinco) para otimizar tanto a resistência à chama quanto a supressão de fumaça. O ATH, por exemplo, libera vapor de água para interromper a combustão e formar uma camada protetora de carvão, o que reduz a fumaça.
Limite a quantidade de CaCO₃ a 20-40 phr para encontrar um equilíbrio entre custo, supressão de fumaça e retardamento de chamas, pois quantidades excessivas podem reduzir o índice de oxigênio.
Explore formulações de PVC reticulável, como o PVC reticulado por radiação, para melhorar a resistência à chama sem depender excessivamente de aditivos halogenados.
5. Processabilidade e Qualidade da Superfície
Desafio:Altos teores de cargas e aditivos podem resultar em acabamento superficial deficiente, gotejamento da matriz e extrusão inconsistente, o que afeta a aparência e o desempenho do cabo final.
Soluções:UsarPó de silicone SILIKE LYSI-100A. Esseaditivo à base de siliconeé amplamente utilizado como umaditivo de processamento de lubrificante eficientePara sistemas de resina compatíveis com PVC, visando melhorar as propriedades de processamento e a qualidade da superfície. Isso inclui melhor fluidez da resina, preenchimento e desmoldagem mais fáceis, menor torque da extrusora, menor coeficiente de atrito, maior resistência a riscos e abrasão.
1) Compostos de PVC para fios e cabos com baixa emissão de fumaça: extrusão estável, menor pressão na matriz, superfície lisa do fio e do cabo.
2) Fios e cabos de PVC de baixo atrito: Baixo coeficiente de atrito, sensação suave e duradoura.
3) Produto em PVC resistente a riscos: Antirriscos, como em persianas de PVC.
4) Perfis de PVC: melhor preenchimento e desmoldagem, sem rebarbas.
5) Tubo de PVC: maior velocidade de extrusão, menor coeficiente de atrito, melhor acabamento superficial e redução de custos.
Se você está enfrentando desafios com o processamento de compostos de PVC e defeitos superficiais, ou tendo dificuldades com o processamento de fios e cabos de PVC de baixa emissão de fumaça, experimentePó de silicone LYSI-100A para extrusão mais suave e maior eficiência.
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Data da publicação: 09/05/2025
