Безгалогеновый малодымный огнестойкий полимерный изоляционный суперконцентрат для электропроводки завод

Когда слышишь про безгалогеновый малодымный огнестойкий полимерный изоляционный суперконцентрат, многие сразу думают о стандартных LSZH-материалах, но тут есть нюанс – речь именно о суперконцентрате, а не готовом компаунде. На нашем производстве в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов мы долго экспериментировали с дисперсией антипиренов в полиолефиновой основе, потому что классические рецепты давали либо плохую текучесть в экструдере, либо проседали по механике. Например, в 2022 году пробовали комбинацию гидроксида магния и молибдената аммония – дымность действительно падала до 15 Ds по ГОСТ 12.1.044, но при нагрузке в 90°C изоляция трескалась на изгибах. Пришлось пересматривать пластификационную систему.

Почему суперконцентрат, а не готовый состав?

В кабельной отрасли часто закупают готовые полимерные смеси, но с огнестойким суперконцентратом гибкость выше. Мы на сайте zhxclkj.ru указываем, что наш подход позволяет варьировать долю ввода от 5% до 40% в зависимости от требований к огнестойкости по МЭК 60332-1. Например, для тонких проводов бытовой электроники хватает 7-8%, а для силовых кабелей в метро уже нужно 25% с дополнительной обработкой поверхности меди адгезивами. Кстати, многие забывают, что медь катализирует распад полимера при высоких температурах – это одна из причин, почему мы добавляем стабилизаторы на основе фосфитов именно в суперконцентрат, а не в основной материал.

При тестировании в лаборатории ООО Чэнду Чжанхэ заметили интересный эффект: если вводить антипирены через суперконцентрат, а не сухим смешением, индекс кислорода вырастает на 3-4 пункта. Думаю, это связано с более равномерным распределением в расплаве. Но есть и риск – при перегрузке экструдера (выше 220°C) некоторые модификаторы начинают газовыделение. Как-то раз пришлось выбрасывать партию для судовой электропроводки – заказчик жаловался на пузыри в изоляции. Разобрались – оказалось, термостабилизатор не успевал вводиться на высокой скорости шнека.

Сейчас перешли на двухстадийное смешение: сначала готовим премикс с силиконовыми модификаторами, потом диспергируем в twinscrew-экструдере. Это дороже, но зато нет комков, которые раньше застревали в фильерах. Кстати, по опыту скажу – европейские нормы EN 50575 требуют не только огнестойкости, но и проверки на выделение кислотных газов. Наш безгалогеновый состав проходит это с запасом, но для некоторых азиатских рынков пришлось снижать процент антипирена – там жёстче требования к эластичности.

Проблемы с дымностью и как их обходим

Когда говорим про малодымный эффект, многие производители упрощают – мол, просто добавляем меньше дымящих добавок. Но на практике при горении кабеля в тоннеле важна не только плотность дыма, но и его токсичность. Мы в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов используем комбинацию АТН и цинковых солей – они хоть и дороже боратов, но не дают осадка на оборудовании. Замеры в NBS-камере показывают, что оптическая плотность дыма ниже 150, при том что норма – 200. Правда, есть нюанс – если переборщить с цинком, кабель начинает 'сыпаться' при вибрационных нагрузках. Для ж/д транспорта это критично.

Один из наших заказчиков как-то прислал рекламацию – кабель в аэропорту при возгорании давал меньше дыма, но плавился каплями. Пришлось пересматривать систему связующих – добавили этиленвинилацетат с поперечными сшивками. Не идеально – стоимость выросла на 12%, зато прошли испытания по МЭК 61034-2 без замечаний. Кстати, на сайте zhxclkj.ru мы не зря акцентируемся на экологичности – при сертификации по RoHS пришлось заменить один пластификатор, хотя он и давал лучшую текучесть.

Сейчас экспериментируем с наночастицами кремнезёма – они снижают дымность ещё на 8-10%, но сложно добиться стабильности в хранении. Партия для немецкого завода полгода пролежала на складе – и началось расслоение. Видимо, нужен другой эмульгатор. В общем, гонка за малодымностью никогда не заканчивается – каждый новый проект вносит коррективы.

Огнестойкость – не только про горение

Многие думают, что огнестойкий полимер – это тот, который не горит. На деле же важно, как долго изоляция сохраняет целостность под напряжением. Мы тестируем по МЭК 60331 – наш суперконцентрат с тальком и вермикулитом выдерживает 90 минут при 950°C, но только если медь сечением не меньше 2.5 мм2. Для тонких жил добавляем стеклонить – правда, это ухудшает гибкость. Как-то для лифтовых кабелей пришлось искать компромисс – в итоге взяли за основу этиленпропиленовый каучук с кремнийорганическими присадками.

Запомнился случай на заводе в Подмосковье – там при монтаже повредили изоляцию, и при КЗ возникла дуга. Кабель с нашим суперконцентратом не вспыхнул, но локально обуглился. Заказчик был доволен – соседняя линия на ПВХ-изоляции полностью выгорела. Правда, потом выяснилось, что наши кабели сложнее оконцовывать – термоусадка плохо прилипает к поверхности. Пришлось разрабатывать специальный праймер.

Сейчас вижу тенденцию – всё чаще требуют комплексные решения: не просто огнестойкость, а плюс устойчивость к УФ и маслам. Для шельфовых проектов, например, добавляем в состав полифторированные добавки – они хоть и дорогие, но защищают от солевых туманов. В ООО Чэнду Чжанхэ даже завели отдельную линейку материалов для морских платформ – там требования жёстче, зато и маржа выше.

Технологические тонкости производства

Наш завод в Чэнду изначально делал ставку на полимерные функциональные маточные смеси – и это правильно. Готовые компаунды проще в использовании, но суперконцентрат даёт возможность кастомизации. Например, для алюминиевых жил мы увеличиваем долю адгезивов, а для медных – антиоксидантов. Важный момент – температура обработки. Если для стандартного ПЭТ хватает 190°C, то наш суперконцентрат требует 210-215°C для полной дисперсии. Но выше 230°C начинается деградация – это мы на горьком опыте узнали, когда потеряли две тонны материала из-за перегрева шнека.

Сейчас используем ZSK-32 с охлаждением – дорого, зато стабильно. Кстати, дисперсность контролируем лазерным анализатором – частицы не больше 5 мкм. Если крупнее – будут проблемы с экструзией тонкостенных оболочек. Как-то китайский партнёр жаловался на обрывы при скорости 800 м/мин – оказалось, у них фильеры 0.6 мм, а наши агрегаты до 2 мм. Пришлось делать отдельную рецептуру с более мелким помолом.

Упаковка – отдельная история. Мешки по 25 кг не всегда удобны – для крупных заказов перешли на биг-бэги, но пришлось добавлять антислеживатели. Однажды зимой получили рекламацию – материал в Мурманске смерзся в монолит. Теперь всегда указываем в спецификации условия хранения. В целом, производство суперконцентратов – это постоянная балансировка между технологией, экономикой и логистикой.

Что в перспективе?

Смотрю на тенденции – скоро ужесточат нормы по токсичности продуктов горения. Наш безгалогеновый малодымный состав и так хорош, но для перспективы тестируем системы на основе фосфатов церия – они дают меньше золы и не так агрессивны к оборудованию. Правда, сырьё дорожает, и приходится пересматривать цепочку поставок. ООО Чэнду Чжанхэ сейчас как раз ведёт переговоры с чешскими партнёрами по совместной разработке новых рецептур.

Ещё заметил, что заказчики всё чаще спрашивают про углеродный след – пришлось считать выбросы при производстве. Оказалось, наш процесс на 15% экологичнее европейских аналогов за счёт рециклинга отходов обратно в линию. Это теперь указываем на zhxclkj.ru как конкурентное преимущество.

В целом, рынок изоляционных суперконцентратов будет расти – особенно для ВИЭ и электромобилей. Мы уже поставляем пробные партии для зарядных станций – там требования к термостойкости до 125°C. Пока держимся на этиленпропиленовой основе, но пробуем гибриды с жидкими силиконами. Если получится решить проблему стоимости – будет прорыв. А пока работаем как всегда – методом проб и ошибок, с упором на практику.