EuroWire March 2016

Articolo tecnico

Effetto della struttura del cavo sulla resistenza alla fiamma in composti igroindurenti A cura di Peter C Dreux, Abhijit Ghosh-Dastidar, Kurt A Bolz, The Dow Chemical Company

Riassunto I filler ritardanti di fiamma sono utilizzati negli isolamenti e nelle guaine per la produzione di cavi da costruzione e industriali che soddisfino i fondamentali standard e codici di sicurezza antincendio. Questi additivi ritardanti di fiamma attenuano le proprietà intrinseche di combustione delle resine di base utilizzate per fornire l’isolamento elettrico al conduttore sottostante, rallentando così la propagazione del fuoco e offrendo un tempo di fuga decisivo in caso di incendio. VW-1 (UL 44 e UL 2.556) è una specifica industriale che descrive il rallentamento della fiamma di un filo rivestito di polimero e la probabilità di propagare un incendio dopo l’eliminazione della fonte di calore iniziale. Con l’avvento delle formulazioni reticolate igroindurenti nei sistemi di fili e cavi, e l’uso di una camera di combustione senza ventilazione, i fabbricanti di composti e i produttori di cavi hanno trovato sempre più stimolante superare il test della specifica VW-1. della formulazione del composto polimerico, per la progettazione di sistemi in grado di soddisfare questo livello di prestazioni ignifughe è necessaria una maggiore comprensione della struttura del cavo compreso lo spessore della parete d’isolamento e il nucleo del conduttore (solido rispetto a trefolato). In questo studio vengono analizzati gli effetti della struttura del filo, includendo lo spessore dell’isolamento e del tipo di conduttore sulle prestazioni ignifughe di diverse formulazioni antifiamma. Gli isolamenti igroindurenti di filo a bassa tensione sono realizzati mescolando copolimero etilene vinil silano, mescola Oltre al parametro critico

madre con catalizzatore di dibutilstagno dilaurato e diversi livelli di mescola madre ritardanti di fiamma, estrudendo i fili. Le prestazioni ignifughe sono descritte dal tempo di combustione e dalla lunghezza della parte carbonizzata dei fili che superano il test VW-1 come se fossero in una camera di combustione UL certificata. 1 Introduzione Underwriters Laboratories Inc (UL®) ha stabilito la specifica UL-44 (fili e cavi isolati con termoindurenti) per i fili isolati del tipo XHH, XHHW, XHHW-2 RHH, RHW, RHW-2, RH e SIS. Oltre a stabilire le tensioni massime di esercizio, le proprietà del conduttore (dimensioni, tipo di metallo, solido rispetto a trefolato, ecc.) e gli spessori dell’isolamento, la norma UL-44 specifica i requisiti di prestazione per i materiali isolanti. Questi criteri di prestazione sono definiti in termini di proprietà fisiche ed elettriche, di resistenza dei fluidi e di prestazioni termo-meccaniche. Inoltre, la resistenza alla fiamma viene definita con la prova FV-2/VW-1 (campione verticale) caratterizzata da uno dei più rigorosi criteri di conformità per quanto riguarda la combustione. Per ottenere una marcatura VW-1, un filo finito, costituito da un conduttore di rame 14 AWG (2,08mm 2 ) o di alluminio 12 AWG (3,31mm 2 ) con uno strato di isolamento da 30mil (0,76mm) non deve propagare la fiamma sulla sua lunghezza o nelle sue vicinanze conformemente alla prova [1] . Sebbene la specifica non sia esplicita circa l’uso del conduttore solido rispetto al conduttore trefolato, in genere i responsabili della formulazione dell’isolamento utilizzano campioni realizzati con conduttori solidi per effettuare le prove.

Ciò è in gran parte dovuto al fatto che altre prove fisiche ed elettriche che vanno oltre le prestazioni ignifughe richiedono l’uso di conduttori solidi. Tuttavia, data la loro flessibilità e la relativa facilità nella manipolazione durante l’installazione, in linea di massima i fabbricanti di cavi producono solo conduttori trefolati, anche nel caso di dimensioni inferiori. Pertanto, i campioni presentati dai produttori di cavi per la prova VW-1, sia per quanto riguarda l’introduzione di nuovi prodotti, sia per la conformità del prodotto esistente, sono in genere realizzati con conduttori a trefoli. È quindi indispensabile che i produttori di composti comprendano e siano in grado di prevedere le prestazioni ignifughe dei loro composti ritardanti di fiamma in un determinato tipo di conduttore. È noto che la dimensione del conduttore rappresenta un parametro chiave per le prestazioni ignifughe delle strutture di fili e cavi, e che i conduttori più grandi offrono una maggiore dissipazione del calore con conseguente interruzione del “triangolo del fuoco” (calore/ossigeno/ combustibile) [2] . Finora non è stato compiuto alcuno sforzo né nel settore dell’industria, né nell’ambito della letteratura per determinare se il tipo di conduttore possa influire sulle le prestazioni ignifughe. Il presente articolo si propone di studiare l’effetto del tipo di conduttore di rame (a trefoli rispetto a solido) sulle prestazioni ignifughe secondo la specifica VW-1 per quattro composti igroindurenti di vari gradi di resistenza alla fiamma. Oltre al tipo di conduttore, verrà studiato lo spessore dell’isolamento, che ha dimostrato di avere un impatto negativo sulle le prestazioni ignifughe nei sistemi senza alogeni [3] .

200

www.read-eurowire.com

Marzo 2016