Еуропалық Одақтың «Электрлік және электронды жабдықтағы қауіпті заттарды шектеу туралы директивасы» (RoHS 2.0, 2011/65/EU және оның түзетулері) сым және кабель материалдарындағы қауіпті заттарға нақты шектеулер мен сәйкестік талаптарын белгілейді. Бұл мақалада кабельдік материалдарға арналған RoHS 2.0 бойынша шектеулі он заттың (қорғасын, кадмий, алты валентті хром, сынап, полибромды бифенилдер, полибромды дифенил эфирлері және төрт фталат) техникалық шекаралары мен босату ережелері жүйелі түрде талданады. Полимерді құрастыру ғылымы тұрғысынан ол отқа төзімділік (IEC 60332), галогенсіз (IEC 607104ke) және төмен уыттылық (IEC 607104ke) үш есе өнімділік мақсаттарына жетуге бағытталған молекулалық дизайнды, жүйені таңдауды, негізгі процесті басқаруды және жеткізу тізбегін тексеруді қоса алғанда, үйлесімді материалдарға арналған толық технологиялық әзірлеу шешімдерін мұқият әзірлейді. Бұл еуропалық нарыққа бағытталған жасыл кабель өнімдеріне жүйелі техникалық жолды қамтамасыз етеді.
|
Шектеулі заттар |
Максималды рұқсат етілген концентрация (біртекті материал) |
Кабельдік материалдардағы әлеуетті көздер және тәуекел сілтемелері |
|
Қорғасын（Pb） |
0,1% (1000 бет/мин) |
Тұрақтандырғыштар (дәстүрлі ПВХ жылу тұрақтандырғыштары), пигменттер (қорғасын хроматы), дәнекер жабындары, қорытпа компоненттері және кейбір ескі қайта өңделген материалдар. |
|
Кадмий（Cd） |
0,01% (100 бет/мин) |
Пигменттер/бояғыштар (мысалы, кадмий сары және қызыл кадмий), ПВХ тұрақтандырғыштары (кадмий барий/мырыш жүйесі) және электроплатылған жабындардағы қоспалар. |
|
Меркурий (Hg) |
0,1% (1000 бет/мин) |
Өте сирек, ластануға немесе нақты катализатор қалдықтарына байланысты болуы мүмкін. |
|
Алты валентті хром (Cr VI) |
0,1% (1000 бет/мин) |
Хроматты пассивациямен өңделген металл экрандау қабаты (мысалы, брондалған болат жолақ), кейбір сары пигменттер. |
|
Полибромдалған бифенилдер (PBB) |
0,1% (1000 бет/мин) |
Жалынға қарсы заттар (тарихи түрде полимерлер үшін қолданылған, қазір негізінен тыйым салынған). |
|
Полибромдалған дифенил эфирі (PBDE) |
0,1% (1000 бет/мин) |
Жалынға қарсы заттар (декабромодифенил эфирі және т.б. PE, PP, ABS-де кеңінен қолданылған, бірақ RoHS оларды анық шектейді). |
|
Фталаттардың төрт түрі (DEHP, BBP, DBP, DIBP) |
0,1% (1000 бет/мин) |
ПВХ пластификаторы (икемді ПВХ кабель қабықшасының/оқшаулағыштың негізгі қаупі). |
RoHS 2.0 III/IV қосымшасындағы кейбір жеңілдіктер кабель өнеркәсібі үшін өте маңызды, бірақ бұл босатулардың жарамдылық мерзімі мен көлемін ескеру маңызды.
· Жетекші:
· Бас тарту 7(c)-I: Оптикалық талшықты байланыс жүйелеріне арналған сирек кездесетін гранатты Фарадей ротаторларында қоспа ретінде пайдаланылатын қорғасын (2025 жылдың 21 шілдесіне дейін жарамды? Соңғы түзетулерге сәйкес).
· Басқа қорғасыннан босатулар: жоғары температурада балқытылған дәнекерленген қорғасын және кабельдердің негізгі материалымен төмен корреляцияға ие электрондық құрамдас шыны/керамикадағы қорғасын.
· Кадмий: электр байланыс материалдарындағы кадмий мен оның қосылыстарын босату (кабель корпусына емес, белгілі бір қосқыш терминалдарға қолданылады).
Әзірлеудің негізгі принципі: Егер анық және міндетті түрде босатылмаса, рецептураның дизайны кез келген шектелген заттарды, олар шайырларда, қоспаларда, мастер-беттерде немесе өңдеу құралдарында болса да, пайдалануға тыйым салуы керек.
RoHS 2.0 стандартына сәйкестік негізгі талап болып табылады, ал «галогенсіз» әдетте еуропалық нарықтағы кабельдер үшін (әсіресе құрылыс пен теміржол транзитінде) жоғары өнімділік стандарты болып табылады. Екеуіне де бір уақытта қол жеткізу керек.
· Тыйым салу жүйесі: бромдалғанжалынға қарсы жүйелерPBB және PBDE негізіндегі құрылғыларға RoHS тікелей тыйым салады және оларды пайдалану мүмкін емес.
· Жүйеге рұқсат етілген, бірақ бағалауға жатады:
· PBDE емес бромдалған отқа төзімді заттар: бромдалған полистирол, бромдалған эпоксидті шайыр, этилен бис (тетрабромофталимид) және т.б.. RoHS тыйым салмаса да, олар басқа ережелермен (мысалы, REACH SVHC) немесе соңғы бренд қоршаған орта стандарттарымен шектелуі мүмкін. Сонымен қатар, олар жану кезінде коррозиялық газдар шығаруы мүмкін, бұл «галогенсіз».
· Хлорланған отқа төзімді заттар: хлорлы парафин сияқты. RoHS тарапынан тыйым салынбаған, сонымен қатар қоршаған ортаға қатысты мәселелер мен «галогенсіз» талаптарға байланысты шеттетуге ұшырайды.
· Негізгі галогенсіз және RoHS-үйлесімді жүйе:
· Металл гидроксидтері: алюминий гидроксиді (ATH), магний гидроксиді (MDH). Табиғаты таза, RoHS шектеуі бар заттардан таза, олар мүлдем қауіпсіз және жасыл балама.
· Фосфорлы-азотты кеңейту жүйесі: аммоний полифосфаты (АПҚ), меламин туындылары (MCA, MPP және т.б.). Шикізат құрамындағы ауыр металл қоспаларына (мысалы, кадмий, қорғасын) назар аудару керек.
· Фосфор негізіндегі: органикалық фосфаттар, гипофосфиттер және т.б. Олардың термиялық тұрақтылығын және гидролитикалық тұрақтылығын бағалау қажет.
· Кремний негізіндегі, азот негізіндегі және т.б.
· Негізгі шайыр: полиолефиндер (PE, PP, EVA, POE), эластомерлер (TPU, TPE) және кросс-байланыстыру жүйелері (XLPE, XLPO) RoHS-шектеулі заттардан таза және қауіпсіз таңдау болып табылады. ПВХ жарамды болып қалады, бірақ қорғасынсыз/кадмийсіз тұрақтандырғыштармен (кальций-мырыш тұрақтандырғыштары) және фталатсыз экологиялық таза пластификаторлармен (тримеллитаттар, цитраттар және полимер негізіндегі пластификаторлар сияқты) жұптастыру керек.
· Бояғыш агент: қорғасын, кадмий және хроматтарсыз органикалық пигменттерді немесе арнайы бейорганикалық пигменттерді (мысалы, сәйкестік өңдеуден өткен темір оксиді негізіндегі пигменттер) пайдалану керек.
Басқа қоспалар: Антиоксиданттар, жағармайлар, айқас байланыстыратын агенттер (мысалы, DCP), сенсибилизаторлар және т.б. барлығы жеткізушілерден RoHS сәйкестік декларациясын (DoC) және қолдаушы сынақ есептерін (мысалы, ICP-MS деректері) ұсынуды талап етеді.
Мақсаты: IEC 60332-1 (бір тік күйік) немесе одан жоғары дәрежедегі (мысалы, IEC 60332-3 жану), сондай-ақ I67-1/4 топтамасының жалынға төзімділік талаптарын орындай отырып, тамаша механикалық қасиеттерді (созылу беріктігі, үзілу кезіндегі ұзару, тозуға төзімділік) және электрлік қасиеттерді (диэлектрлік беріктік, оқшаулау кедергісі) қамтамасыз ету. (галогенсіз төмен коррозиялық газдар) және IEC 61034-1/2 (төмен түтін тығыздығы).
|
Кабель түрі |
Ұсынылатын негізгі материал жүйесі |
Негізгі галогенсіз отқа төзімді жүйе |
Негізгі процестер және өнімділік нүктелері |
|
Ғимарат сымдарын оқшаулау/қабық |
EVA/PE қорытпасы немесе EVA/LLDPE/POE қоспасы |
Жоғары толтырылған ATH жүйесін (60-65%) температураға төзімділікті арттыру үшін аздаған беттік модификацияланған MDH қосуға болады. Түтінге қарсы тамаша. |
Жоғары толтыру жағдайында экструзияның өңделуін және бетінің тегістігін қамтамасыз ету; Тамшылауды болдырмау үшін балқыма күшін бақылаңыз; Ұзақ мерзімді термиялық қартаю (мысалы, 90 ℃, 7d) сынағы қажет. |
|
Байланыс деректер кабелінің қабығы |
PE/EVA немесе TPU негізінде |
ATH/MDH кешенді жүйесі (жалпы толтыру 50-60%). TPU жүйесі фосфорлы азотты сұйық отқа төзімді таңдай алады. |
Икемділік пен жалынға төзімділікті теңестіру; Тозуға төзімділікке және қоршаған орта кернеуінің крекингке төзімділігіне (ESC) назар аударыңыз; Жоғары түс тұрақтылығы қажет. |
|
Қуат кабелі (XLPE оқшаулау) |
LDPE негізіндегі көлденең байланысқан материал |
Жоғары термиялық тұрақтылық MDH басым (55-65%). ATH төмен ыдырау температурасына байланысты пероксидті айқастыру процесіне жарамайды. |
MDH силанды айқастыру жүйелерімен үйлесімді болу үшін арнайы силан өңдеуді қажет етеді; Оның кросс-байланыс дәрежесіне әсер етпейтініне көз жеткізіңіз (жылу ұзарту); Электрлік өнімділікті қамтамасыз ету үшін қоспа иондарын қатаң бақылаңыз. |
|
Автокөлік кабельдері (төмен кернеу) |
Айқас байланысқан полиолефин немесе TPE |
Жоғары ыстыққа төзімді MDH немесе фосфор азот гидроксиді композиттік жүйесі. Толтыру мөлшері икемділік пен жалынға төзімділікті теңестіруі керек (әдетте 40-55%). |
Автомобиль өнеркәсібіндегі арнайы стандарттарға сәйкес келу (мысалы, ISO 6722); Майға тамаша төзімділік, салқындатқыш сұйықтыққа төзімділік және жылу айналымына төзімділік қажет; Жауын-шашын аз. |
|
Жоғары икемді кабель |
POE/SEBS негізіндегі эластомер |
Толтыру мөлшері төмен (<50%) ультра жұқа модификацияланған ATH немесе микрокапсулаланған фосфор азотты жалынға төзімді затты нано толтырғыштармен (модификацияланған монтмориллонит) синергетикалық түрде біріктіруге болады. |
Өзегі жоғары ұзартуды (>300%) және қайталанатын иілу мерзімін сақтау болып табылады; Жалынға қарсы заттардың бетін өңдеу және дисперсиялау өте маңызды. |
1. Беттік өңдеу және дисперсия: стеарин қышқылымен, силанмен немесе титанатты біріктіру агенттерімен бетті өңдеу ATH/MDH үшін полимер интерфейстерімен үйлесімділікті жақсарту, механикалық қасиеттерді және отқа төзімділікті арттыру, сонымен қатар ылғалды сіңіруді азайту үшін қажет.
2. Құрама бірлескен технология:
·ATH+MDH: Кең температура диапазонында жылуды сіңіру синергиясына қол жеткізу.
·Гидроксид+кремний жүйесі (мысалы, силикон шебері): балқыма беріктігін арттырады, карбонизацияға ықпал етеді және тамшылатуды жақсартады.
·Гидроксид+фосфор азот жүйесі (мысалы, APP/MCA): Кеңейту тосқауыл қабатын салу жалпы толтыру мөлшерін біршама азайтуы мүмкін.
3. Өңдеу температурасын бақылау: әсіресе ATH толтыру жүйелері үшін, өңдеу кезінде көпіршіктер мен су буының пайда болуына жол бермеу үшін экструдердің әрбір бөлігінің температура параметрі оның бастапқы ыдырау температурасынан (шамамен 200 ℃) төмен болуы керек, бұл материалдың деградациясын және бетінің ақауларын тудыруы мүмкін.
Сәйкестікті әзірлеу тек техникалық мәселе емес, сонымен қатар басқару жүйесі мәселесі.
1. Жеткізушінің біліктілігін тексеру: Барлық шикізат жеткізушілері әрбір партия үшін жарамды RoHS сәйкестік декларациясын (DoC) және толық материалды ашуды (FMD) қамтамасыз етуі керек.
2. Кіріс инспекциясы (IQC):
·Тәуекелділігі жоғары материалдарға (түстердің мастер-партиясы, отқа төзімді заттар, тұрақтандырғыштар, пластификаторлар) тұрақты нүктелік тексерулер жүргізілуі керек және анықтау әдістері IEC 62321 сериясының стандарттарына (мысалы, ауыр металдар үшін ICP-OES/MS және органикалық шектеулі заттар үшін GC-MS) сілтеме жасау керек.
· Шикізат үшін білікті жеткізушілер тізімін (AVL) құрыңыз және оны динамикалық түрде жаңартыңыз.
3. Партияның қадағалануы: шикізатты сақтаудан, өндірістік партиядан дайын өнімнің шығуына дейін толық бақылау жүйесін құру, кез келген өнімді бастапқы материал партиясына және тиісті сынақ есептеріне дейін қадағалауға болатынын қамтамасыз ету.
Дамугалогенсіз сым және кабель материалдарыEU RoHS 2.0 стандартына сәйкес келетін бұл нормативтік түсіндіруді, материалтануды, технологиялық инженерияны және сапа менеджментін біріктіретін жүйелі жоба.
