Термопластичный огнестойкий полиолефиновый материал для оболочки с низким дымовыделением без галогенов класса B1, 90°C Производители

Когда видишь запрос про термопластичный огнестойкий полиолефиновый материал для оболочки с низким дымовыделением без галогенов класса B1, 90°C, сразу вспоминаешь, сколько раз клиенты путали термореактивные и термопластичные системы — будто бы разница только в цене. На деле же именно термопласты для оболочек при 90°C оказываются той гранью, где удобство обработки сталкивается с жёсткими требованиями по дымности и огнестойкости. У нас в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов годами отрабатывали рецептуры, где полиолефиновая база не просто горит медленнее, а сохраняет эластичность после десятков циклов термоударов. Помню, как в 2019-м один заказчик требовал одновременно сертификат B1 по ГОСТ и устойчивость к УФ-излучению — пришлось перебирать три варианта антипиренов, пока не подобрали фосфор-азотную систему, которая не ?выпотевала? при длительной эксплуатации в тоннелях.

Почему класс B1 — это не просто цифра в сертификате

Начну с того, что многие производители до сих пор считают: достаточно добавить побольше антипирена — и материал автоматически попадёт в B1. На практике же при превышении дозировки алюминиевого тригидрата оболочка начинает крошиться на изгибах, не говоря уже о падении КЧТР ниже 26–28 кДж/м2. Мы в Чэнду Чжанхэ через это прошли — один из ранних образцов 2018 года стабильно не добирал 2–3 секунды до требуемых 20 секунд горения по ГОСТ Р МЭК . Разобрались, что виной была неоднородность распределения антипирена в полипропиленовой матрице. Пришлось менять технологию смешения — перешли на двухстадийное компаундирование с предварительной пластикацией полиолефина.

Кстати, про температурный режим 90°C — это не просто ?рабочий максимум?. В реальных кабельных линиях, проложенных рядом с теплотрассами, материал месяцами работает при 87–89°C, и тут критична не столько термостабильность, сколько сохранение огнестойких свойств после старения. Как-то тестировали образцы после 5000 часов при 105°C — те, где использовали обычный полиэтилен среднего давления, давали усадку до 12%, а наши сшитые полиолефины держались в пределах 4%. Но и это не главное — после теплового старения некоторые партии начинали выделять при горении больше дыма, хотя изначально проходили по DIN 5510-2. Вывод: сертификацию B1 нужно проводить не на свежих образцах, а после ускоренного старения.

Ещё нюанс — низкое дымовыделение часто достигается за счёт карбонатных наполнителей, но они же могут снижать кислородный индекс. Пришлось комбинировать наполнители: тальк для подавления дыма + антипирен на основе фосфитов для замедления распространения пламени. Но и тут не без сюрпризов — при содержании талька выше 15% резко падала стойкость к удару при -25°C. Для северных поставок пришлось разрабатывать отдельную рецептуру с этилен-винилацетатом.

Галогены: почему ?ноль? не всегда означает ноль

Бегалогеновые материалы — это не про отсутствие хлора или брома в рецептуре, а про контроль примесей на уровне менее 900 ppm. Мы как-то получили претензию от немецкого заказчика — их лаборатория обнаружила 1200 ppm хлора в партии, которая по нашим данным была чистой. Оказалось, проблема в переработке — на линии ранее производили ПВХ-компаунды, и остатки на шнеке экструдера давали такой фон. Пришлось полностью менять технологическую оснастку и вводить тест на галогены для каждой смены. Кстати, именно после этого случая начали использовать рентгенофлуоресцентный анализатор на выходе готовой продукции — дорого, но надёжно.

Сейчас многие требуют не просто отсутствие галогенов, но и соответствие EN 50575 — там жёстче требования к токсичности газов при горении. Наши материалы серии ZX-FR-OL90 как раз под это заточены, но пришлось отказаться от сурьмы как синергиста — перешли на нанокомпозиты на основе гидроксидов. Правда, с ними своя головная боль — при влажности выше 60% в цехе гидроксиды начинали комковаться, приходилось сушить сырьё перед загрузкой. Мелочь, а влияет на однородность оболочки.

Интересно, что некоторые конкуренты до сих пор используют бром-антипирены с ?зелёной? маркировкой — формально они бегалогеновые, но при горении выделяют бромистый водород. Мы такие варианты даже не рассматриваем — хотя они дешевле на 15–20%, но для объектов транспорта или метро это неприемлемо. Кстати, наш сайт https://www.zhxclkj.ru как раз акцентирует, что все составы проверяются по методике МЭК 60754-1 на кислотность газов.

Технологические компромиссы: где мы теряем и выигрываем

Экструзия термопластичных полиолефинов с огнестойкими добавками — это всегда баланс. Хочешь получить гладкую поверхность оболочки — снижай содержание наполнителей, но тогда падает огнестойкость. Мы в ООО Чэнду Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов после десятков экспериментов вышли на оптимальные 38–42% минерального наполнителя в составе ZX-FR-OL90/В1 — достаточно для стабильного гашения пламени, но без критического ухудшения механических свойств. Правда, пришлось повысить температуру экструзии до 195–200°C против обычных 175°C для ПЭ — добавляли термостабилизаторы на основе фенольных антиоксидантов.

Ещё одна проблема — цвет. Белые оболочки с высоким содержанием АТГ всегда желтеют со временем, даже с УФ-стабилизаторами. Для ответственных объектов перешли на светло-серые оттенки — там этот эффект менее заметен. Кстати, именно для наших материалов серии с низким дымовыделением разработали специальную палитру RAL 7035 — она и технические требования выполняет, и эстетически смотрится лучше.

Самое сложное — сочетание гибкости и стойкости к растяжению. Для кабелей, которые прокладывают в лотках с множеством изгибов, показатель удлинения при разрыве должен быть не менее 250%. Добились этого за счёт модификации этилен-октеновым каучуком, но пришлось пересматривать всю систему совместимости — некоторые антипирены резко снижали адгезию к каучуку. В итоге создали отдельную линейку ZX-FR-FLEX, где пожарные требования чуть ниже (В2 вместо В1), но механические характеристики выше.

Реальные кейсы: где теория столкнулась с практикой

В 2021 году поставляли кабельные оболочки для аэропорта Шереметьево — там требования были особенно жёсткие: B1 + дымовыделение не более 40% по ISO 5659-2 + стойкость к гидравлическим жидкостям. Первые образцы не прошли по стойкости к маслам — оболочка разбухала после 48 часов контакта с Skydrol. Пришлось вводить в состав сополимер полипропилена с этилен-пропиленом, что увеличило стоимость на 12%, но дало нужную химическую стойкость. Зато теперь эта рецептура стала базовой для авиационных заказов.

Другой пример — кабели для тоннелей Московского метрополитена. Там критична не только огнестойкость, но и отсутствие коррозионно-активных газов — даже следовые количества HCl при горении недопустимы. Пришлось дополнительно тестировать все партии по МЭК 60754-2 на проводимость растворов — и это при том, что наши материалы изначально бегалогеновые. Но метро — это тот случай, где перестраховка оправдана.

Был и неудачный опыт — пытались сделать ультратонкую оболочку 0,8 мм для плоских кабелей. При таком слое огнестойкость B1 недостижима в принципе — даже с самыми эффективными антипиренами. Потратили три месяца на эксперименты, прежде чем признали: для тонкостенных конструкций нужно либо снижать класс до В2, либо переходить на термореактивные материалы. Горький, но полезный урок.

Что в перспективе: куда движется отрасль

Сейчас вижу тенденцию к ужесточению не только по дымности, но и по токсичности продуктов горения. В Европе вовсю обсуждают введение норм по индексу токсичности NES 713 — наши материалы пока не все проходят по этому стандарту. Приходится экспериментировать с интумесцентными добавками, которые при нагревании образуют вспененный коксовый слой — он и от огня защищает, и дыма меньше даёт. Но с такими добавками сложно добиться стабильности переработки — вспенивание должно начинаться строго при 280–300°C, иначе либо эффекта нет, либо материал деградирует в экструдере.

Ещё один тренд — рециклируемость. Крупные заказчики начинают требовать, чтобы оболочки после демонтажа могли перерабатываться без потери огнестойких свойств. Наши испытания показывают, что после трёх циклов переработки кислородный индекс падает с 32% до 28% — вроде бы немного, но для класса B1 это уже граничное значение. Сейчас тестируем новые стабилизаторы, которые должны замедлить деградацию антипиренов при многократной переработке.

И конечно, стоимость — цены на фосфор-азотные антипирены выросли на 40% за последние два года. Приходится оптимизировать рецептуры, иногда в ущерб некоторым характеристикам. Но как показала практика, для 80% применений можно использовать более дешёвые комбинированные системы, где часть дорогих антипиренов заменена на минеральные наполнители с поверхностной обработкой. Главное — не забывать, что термопластичный огнестойкий полиолефиновый материал для оболочки с низким дымовыделением без галогенов класса B1 — это в первую очередь безопасность, а уже потом экономия.