Flame retardancy in halogen-free cables

Halogenen (wat “zoutvormers” betekent) omvatten de chemische elementen chloor (Cl), broom (Br), fluor (F) en jodium (I). Bij de productie van kabels worden deze elementen gebruikt om bepaalde isolatie- en mantelmaterialen vlamvertragend te maken. Hier spelen chloor (dat een onderdeel is van PVC-plastic of chloropreenrubber) en fluor (dat wordt aangetroffen in de hoogtemperatuurmaterialen FEP, PTFE en ETFE) een rol. Zelfs broom wordt gebruikt in vlamvertragers voor kabels en draden.

Het probleem is dat halogenen zeer agressief branden en bij ontbranding giftige dampen uitstoten. Ze produceren halogeniden die, wanneer ze in contact komen met vocht, veranderen in zuren die zuurbrandwonden in de luchtwegen kunnen veroorzaken. Bovendien kunnen de vrijgekomen zuren metalen onderdelen laten corroderen, wat schade kan toebrengen aan machines en zelfs aan de wapening van beton in gebouwen. Dit kan resulteren in tijdrovende en kostbare saneringsmaatregelen.

De vlamvertragendheid van kabels en draden is uiteraard een belangrijk criterium voor brandpreventiemaatregelen. Er zijn ook een aantal toepassingen die expliciet halogeenvrije producten vereisen, wat betekent dat kabels en draden bestaan uit materialen die vrij zijn van chloor, broom, fluor en jodium. Als deze kabels in brand vliegen, produceren ze veel minder zuur en rook, en zijn ze minder giftig, wat de gevolgschade aan mensen, gebouwen en machines aanzienlijk vermindert. Echter, ook halogeenvrije kabels stoten nog steeds giftige gassen zoals koolmonoxide uit wanneer ze in brand staan.

Halogeenvrije kabels en draden zijn bijvoorbeeld vereist in gebouwen waar mensen samenkomen en waar waardevolle materiële goederen beschermd moeten worden. Voorbeelden hiervan zijn:

• Gebouwentechnologie: In openbare gebouwen zoals kantoren, winkelcentra, scholen, ziekenhuizen en luchthavens gelden strikte brand- en gezondheidsvoorschriften. De meeste kabels en draden in deze gebouwen zijn vast geïnstalleerd en hoeven niet aan speciale chemische of mechanische eisen te voldoen. Hier worden vaak op PE- of PP-gebaseerde kunststofmengsels gebruikt, die halogeenvrij en vlamvertragend zijn en weinig rook of giftig gas produceren. Ze moeten vaak ook slagen voor bundelverbrandingstests.
• Industrial Automation: Machines en installaties vereisen vaak kabels en draden met hoge chemische en mechanische weerstanden. Bij gebruik in flexibele toepassingen zoals in sleepkettingen of in de robotica zijn deze belastingen bijzonder hoog. Typisch worden hier mantelmaterialen op basis van TPE-O of TPE-U (PUR of Santopreen) gebruikt. Deze zijn ook verkrijgbaar in halogeenvrije uitvoeringen, maar kunnen niet zo vlamvertragend of rookarm worden geproduceerd als kabels voor gebouwentechnologie.

In de loop der jaren hebben verschillende fabrikanten, markten, regio’s en normen verschillende labels ontwikkeld voor halogeenvrije en vlamvertragende kabels:

• FRNC: Flame Retardant Non Corrosive
• HFFR: Halogen Free Flame Retardant
• LS0H: Low Smoke 0Halogen (ook: LSOH)
• LSZH: Low Smoke Zero Halogen

Geen van deze labels geeft echter concrete informatie over vlamvertragendheid, corrosiviteit, toxiciteit en lichtverzwakking. Gebruikers moeten daarom goed letten op de normen die vermeld staan in de databladen van elke leverancier. De daar vermelde informatie is de enige manier om de brandbaarheidseigenschappen van een kabel te identificeren (horizontale, verticale of bundelverbrandingstests).

DIN EN 60754-1 VDE 0482-754-1:2021-02 definieert de testmachines en testprocedures die nodig zijn om de totale zuurheid te identificeren. Het testresultaat moet waarden onder de 5 mg/g vertonen om gecertificeerd te worden als halogeenvrij.

DIN EN 60754-2 VDE 0482-754-2:2021-02 definieert de meting van de pH-waarde en geleidbaarheid. De pH-waarde moet lager zijn dan 4,3 en de geleidbaarheid moet onder de 10 µS/mm liggen om als halogeenvrij gecertificeerd te worden.

DIN EN 61034-2 VDE 0482-1034-2:2021-02 definieert de meting van de rookgasdichtheid van brandende kabels. Het testresultaat moet een lichtverzwakking van maximaal 40% tonen om als laag-rook te worden beschouwd. Afhankelijk van de toepassing, klant en regio kunnen strengere eisen aan de lichtverzwakking worden gesteld. Het doel is dat mensen de brandbron en mogelijke vluchtwegen nog steeds kunnen herkennen. Deze normen zijn vereist in openbare gebouwen en treinen vanwege de hoge dichtheid van aanwezige mensen.

In veel toepassingen waar veiligheid cruciaal is, bieden halogeenvrije kabels en draden aanzienlijke voordelen, omdat er minder giftig gas en rook vrijkomt bij brand. Tegelijkertijd moeten deze producten hoge vlamvertragendheid vertonen om te voldoen aan verschillende normen en vereisten. Het is niet voldoende om te vertrouwen op de gangbare labels zoals FRNC, HFFR, LS0H of LSZH om de werkelijke vlamvertragendheid van een kabel te bepalen. De normen die in de databladen worden vermeld, zijn de enige informatie waarop u kunt vertrouwen. Het is via deze normen dat gebruikers kunnen bepalen of het product wordt beschouwd als laag, gemiddeld of hoog vlamvertragend, of het is ontworpen om laag-rook te zijn, of het is getest op lichtverzwakking. Als experts op het gebied van elektrische verbindings-technologie met meer dan 45 jaar ervaring, helpt HELUKABEL u graag bij het identificeren van de meest geschikte kabels en draden voor uw toepassing.