Безгалогенные, с низким дымовыделением и огнестойкие серии

Когда слышишь про безгалогенные составы, первое, что приходит в голову — это просто замена хлора и брома на гидроксид алюминия. Но на деле всё сложнее: если переборщить с наполнителем, кабель теряет гибкость, а при низких температурах покрытие трескается. У нас на тестах в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов как-то партия кабеля для тоннелей метро показала прекрасные показатели по дымовыделению, но при монтаже на морозе изоляция лопнула в трёх местах. Пришлось пересматривать весь рецепт — добавили силанованные присадки, хотя это и удорожило состав.

Что скрывается за терминологией

Многие путают низкое дымовыделение с полным отсутствием дыма. На практике даже наши лучшие составы серии LSHF-O дают лёгкую дымку при длительном воздействии пламени — но это именно аэрозоль, а не удушливый чёрный смог. Ключевой параметр здесь — оптическая плотность дыма по ГОСТ Р МЭК 61034-2. У наших образцов она держится в районе 40-60, тогда как ПВХ-изоляция легко зашкаливает за 600.

С огнестойкостью вообще отдельная история. Часто заказчики требуют одновременно и гибкости, и стойкости к температуре — но эти параметры конфликтуют. В прошлом году для нефтяной платформы разрабатывали кабель, который должен был держать нагрузку 950°C два часа. Пришлось комбинировать силиконовые эластомеры с керамообразующими пропитками — получилось, но стоимость выросла на 30%.

Кстати, про экологичность. Наш технолог как-то заметил, что безгалогенные материалы при горении всё равно выделяют СО2 и воду — просто нет тех самых диоксинов. Но маркетологи упорно пишут 'полностью безопасные', хотя при температуре выше 800°C любой полимер даёт токсичные продукты разложения.

Производственные подводные камни

При переходе на безгалогенные серии чаще всего недооценивают проблему совместимости стабилизаторов. Например, органоглины могут конфликтовать с антипиренами на основе фосфора — в результате вместо однородной массы получается зернистая структура. В Чэнду Чжанхэ наработали эмпирическое правило: сначала вводить минеральные наполнители, потом уже антипирены — но это для наших рецептур, у других производителей может быть иначе.

Особенно сложно с цветными маркировками — медные стабилизаторы хоть и эффективны, но дают зеленоватый оттенок. Для белых кабелей пришлось разрабатывать систему на основе цинка и кальция, хотя это снизило стойкость к УФ-излучению. Пришлось добавлять светостабилизаторы — опять рост себестоимости.

Ещё один нюанс — скорость экструзии. Огнестойкие композиции обычно имеют высокую вязкость, что ограничивает производительность линий. На нашем заводе под Чэнду пришлось модернизировать шнеки для работы с высоконаполненными составами — увеличили угол наклона витков и добавили зоны охлаждения.

Полевые испытания и обратная связь

Самое показательное было на объекте в Сибири — кабели нашей серии ZHX-FR-LSOH проложили в котельной, где регулярные перепады температуры от -50°C до +70°C. Через год осмотрели — трещин нет, но на некоторых участках появилась лёгкая миграция пластификатора. Выяснилось, что монтажники использовали неподходящие хомуты, создавшие точечное давление.

А вот в московском метро наши материалы с низким дымовыделением показали себя идеально — при тестовом поджоге в тоннеле видимость сохранялась на уровне 12 метров против 3 метров у стандартных кабелей. Пожарные особенно отметили отсутствие едкого запаха — это важно для эвакуации.

Кстати, о сертификации. Европейские стандарты EN 50575 требуют обязательных испытаний на распространение пламени, тогда как в ТР ТС 004/2011 акцент на токсичность. Мы в Чэнду Чжанхэ изначально ориентировались на оба норматива — сейчас это даёт преимущество при поставках в ЕАЭС.

Экономические аспекты применения

Многие заказчики до сих пор считают, что огнестойкие кабели — это роскошь. Но когда посчитали потери при возможном пожаре на складе в Новосибирске — разница в 15% стоимости кабеля оказалась несущественной compared с риском потери товара. Хотя для жилых домов до сих пор идут споры — нужны ли там такие строгие требования.

Интересный момент с долговечностью — наши ускоренные испытания показывают, что безгалогенные составы сохраняют эластичность на 20-30% дольше, чем ПВХ. Но реальных данных за 25 лет эксплуатации пока нет — слишком молодая технология. В Германии есть объекты с 15-летней историей — там только начали появляться первые признаки старения.

Сейчас на https://www.zhxclkj.ru мы выкладываем реальные протоколы испытаний — не только успешные, но и те, где образцы не прошли проверку. Например, наш состав FR-980 не выдержал циклических заморозок — пришлось снять с производства. Честность в итоге повысила доверие клиентов.

Перспективы развития материалов

Сейчас экспериментируем с наночастицами — добавляем модифицированный монтмориллонит в серии с низким дымовыделением. Предварительные результаты обнадёживают: при 3% содержании прочность на разрыв увеличивается на 18% без потери огнестойкости. Но есть проблема с диспергированием — агломераты частиц забивают фильтры экструдеров.

Ещё одно направление — биоразлагаемые добавки. Парадокс, но для огнестойких композиций это сложно — нужно совместить несовместимое: устойчивость к огню и способность к разложению. Пока пробуем полилактидные волокна, но при температурах выше 200°C они плавятся.

Коллеги из ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов недавно получили патент на гибридный состав — совместили безгалогенный антипирен с интумесцентными добавками. При нагревании образуется вспененный слой, который держит температуру 1200°C до 45 минут. Испытали на кабелях для АЭС — пока лучший результат в линейке.