Насоки за развој на материјали од жица и кабли без халогени кои ги исполнуваат стандардите на ЕУ RoHS 2.0

„Директивата за ограничување на опасни материи во електричната и електронската опрема“ на Европската унија (RoHS 2.0, 2011/65/EU и неговите амандмани) поставува јасни ограничувања и барања за усогласеност за опасните материи во материјалите од жица и кабли. Овој напис систематски ги анализира техничките граници и клаузули за ослободување за десетте ограничени супстанции (олово, кадмиум, шествалентен хром, жива, полиброминирани бифенили, полиброминирани дифенил етери и четири фталати) под RoHS 2.0 за материјали за кабел. Од гледна точка на науката за формулација на полимер, таа темелно ги разработува решенијата за развој на целосни процеси за усогласени материјали, вклучително и молекуларен дизајн, избор на систем, контрола на клучните процеси и верификација на синџирот на снабдување, насочени кон исполнување на тројните цели на перформансите за застој во пламен (IEC 60332), без халогени (IEC 6075440EC ниска токсичност). Ова обезбедува систематска техничка патека за зелените кабловски производи насочени кон европскиот пазар.

Ⅰ. Анализа на влијанието на основните барања на RoHS 2.0 врз материјалите од кабелот

1.1 Точки на ризик од десет ограничени супстанции поврзани со кабел

1.2 Клучни клаузули за ослободување (директно поврзани со кабли)

Одредени исклучоци во Анекс III/IV од RoHS 2.0 се клучни за кабелската индустрија, но важно е да се забележи периодот на важност и опсегот на овие исклучоци

· Олово:

  · Откажување 7(c)-I: Оловото се користи како нечистотија во ротаторите од гранат од ретки земји Фарадеј за системи за комуникација со оптички влакна (важи до 21 јули 2025 година? Предмет на најнови ревизии).

  · Други исклучоци од олово: Оловото во високотемпературно стопено лемење и олово во стаклото/керамиката од електронската компонента, кои имаат мала корелација со основниот материјал на каблите.

· Кадмиум: Ослободување од кадмиум и неговите соединенија во материјали за електричен контакт (применливо за одредени приклучоци на конектори, а не за телото на кабелот).

Основен принцип на развој: Освен ако не е експлицитно и нужно изземено, дизајнот на формулацијата мора да забрани употреба на какви било ограничени супстанции, без разлика дали тие постојат во смоли, адитиви, главна серија или помагала за обработка.

Ⅱ. Двојните предизвици и техничките патишта за усогласеност без халогени и RoHS

Усогласеноста со RoHS 2.0 е основното барање, додека „без халоген“ е обично стандард со високи перформанси за кабли на европскиот пазар (особено во градежништвото и железничкиот транзит). И двете мора да се постигнат истовремено.

2.1

· Систем за забрана: бромирансистеми за отпорност на пламенврз основа на PBB и PBDE се директно забранети од RoHS и не можат да се користат.

· Системот е дозволен, но предмет на евалуација:

  · Не-PBDE бромирани забавувачи на пламен: како што се бромиран полистирен, бромирана епоксидна смола, етилен бис (тетрабромофталимид), итн. Дополнително, тие може да произведуваат корозивни гасови за време на согорувањето, што не се усогласува со трендот на индустријата „без халоген“.

  · Хлорирани пламен retardants: како што се хлорирани парафин. Не е забрането од RoHS, но исто така се соочува со загриженост за животната средина и исклучување поради барањата „без халогени“.

· Мејнстрим систем без халогени и усогласен со RoHS:

  · Метални хидроксиди: алуминиум хидроксид (ATH), магнезиум хидроксид (MDH). Чисти по природа, ослободени од супстанции ограничени со RoHS, тие се апсолутно безбедна и зелена алтернатива.

  · Систем за експанзија на фосфор-азот: амониум полифосфат (APP), деривати на меламин (MCA, MPP, итн.). Мора да се обрне внимание на нечистотиите на тешките метали (како кадмиум, олово) во суровините.

  · На база на фосфор: органски фосфати, хипофосфити, итн. Нивната термичка стабилност и хидролитичката стабилност треба да се проценат.

  · На база на силикон, на база на азот и други.

2.2 Безопасен избор на базни смоли и адитиви

· Основна смола: Полиолефините (PE, PP, EVA, POE), еластомерите (TPU, TPE) и системите за вкрстено поврзување (XLPE, XLPO) се инхерентно ослободени од супстанции ограничени со RoHS и се безбедни избори. ПВЦ останува употреблив, но мора да биде поврзан со стабилизатори без олово/без кадмиум (стабилизатори на калциум-цинк) и нефталатни еколошки пластификатори (како што се тримелитати, цитрати и пластификатори на база на полимер).

· Средство за боење: Мора да користи органски пигменти или специфични неоргански пигменти (како што се пигменти базирани на железен оксид кои биле подложени на третман со усогласеност) без олово, кадмиум и хромати.

Други адитиви: антиоксиданси, лубриканти, агенси за вкрстување (на пример, DCP), сензибилизатори итн., сите бараат од добавувачите да обезбедат Декларација за усогласеност на RoHS (DoC) и придружни извештаи за тестирање (на пр., ICP-MS податоци).

Ⅲ. Водич за развој за материјали со кабли без халогени усогласени со високи перформанси RoHS 2.0

3.1 Избор на материјален систем и дизајн на формула

Цел: Обезбедете одлични механички својства (јакост на истегнување, издолжување при кинење, отпорност на абење) и електрични својства (диелектрична цврстина, отпорност на изолација) додека ги исполнувате барањата за заостанување на пламен од IEC 60332-1 (едно вертикално изгореници) или повисоки степени (на пр., IEC 60332-3 (испорачано изгореници) ниски корозивни гасови) и IEC 61034-1/2 (ниска густина на чад).

3.2 Клучни контролни точки на процесот

1. Површинска обработка и дисперзија: Површинскиот третман со стеаринска киселина, силин или средства за спојување на титанат е неопходен за ATH/MDH за да се подобри компатибилноста со полимерните интерфејси, да се подобрат механичките својства и ефикасноста на отпорот на пламен, истовремено намалувајќи ја апсорпцијата на влага.

2. Сложена технологија за соработка:

·ATH+MDH: Постигнување синергија на апсорпција на топлина низ широк температурен опсег.

·Систем со хидроксид+силициум (како што е главна серија на силикон): ја подобрува силата на топење, промовира карбонизација и го подобрува капењето.

·Систем за азот хидроксид+фосфор (како што е APP/MCA): Изградбата на слој бариера за проширување може умерено да ја намали вкупната количина на полнење.

3. Контрола на температурата на обработка: Особено за системите за полнење ATH, поставувањето на температурата на секој дел од екструдерот мора да биде пониско од неговата почетна температура на распаѓање (околу 200 ℃) за да се спречи создавање на меури и водена пареа за време на обработката, што може да предизвика деградација на материјалот и површински дефекти.

Ⅳ. Управување со синџирот на снабдување и верификација на усогласеноста со суровините

Развојот на усогласеноста не е само техничко прашање, туку и прашање на системот за управување.

1. Преглед на квалификацијата на добавувачот: Сите добавувачи на суровини се обврзани да обезбедат валидна RoHS Декларација за усогласеност (DoC) и целосно обелоденување на материјалот (FMD) за секоја серија.

2. Дојдовна инспекција (IQC):

·Треба да се вршат редовни проверки на место на материјали со висок ризик (главна серија на бои, ретарданти на пламен, стабилизатори, пластификатори), а методите за откривање треба да се однесуваат на стандардите на серијата IEC 62321 (како што се ICP-OES/MS за тешки метали и GC-MS за органски ограничени супстанции).

· Воспоставете листа на квалификувани добавувачи (AVL) за суровини и ажурирајте ја динамично.

3. Следливост на серии: Воспоставете комплетен систем за следливост од складирање на суровини, производна серија до готовиот производ излез, осигурувајќи дека секој производ може да се следи назад до неговата оригинална серија на материјали и поврзаните извештаи за тестирање.

Заклучок: Градење на идно ориентиран систем за зелена усогласеност

Развивањематеријали од жица и кабли без халогеникои ги исполнуваат стандардите на ЕУ RoHS 2.0 е систематски проект кој интегрира регулаторно толкување, наука за материјали, инженерство на процеси и управување со квалитет.