Compostos Retardantes aChama para Fios e Cabos

CompostosCompostos RetardantesRetardantes aaChama Chama parapara FiosFios e e CabosCabos

Kurt Bolz e Márcio T. AlvesNovembro 2008

Kurt Bolz e Márcio T. AlvesNovembro 2008

Wire & Cable

Agenda:Agenda:Agenda:

Introdução:Princípio para combustão.Potencial risco de fogo nos fios e cabosTipos de materiais retardantes a chama.

Materiais Não Halogenados:Beneficíos dos produtos Não Hogenados.Características e Métodos de Testes mais conhecidos.

Cabos Não Halogenado:Especificações. Tray Cable Burn Video.Áreas de aplicação.Critérios de seleção de produtos.

IntroduIntroduççãoão::PrincPrincíípiopio parapara combustãocombustão..PotencialPotencial riscorisco de de fogofogo nosnos fiosfios e e caboscabosTiposTipos de de materiaismateriais retardantesretardantes a a chamachama..

MateriaisMateriais NãoNão HalogenadosHalogenados::BeneficBeneficííosos dos dos produtosprodutos NãoNão HogenadosHogenados..CaracterCaracteríísticassticas e e MMéétodostodos de Testes de Testes maismais conhecidosconhecidos..

CabosCabos NãoNão HalogenadoHalogenado::EspecificaEspecificaççõesões. . Tray Cable Burn Video.Tray Cable Burn Video.ÁÁreasreas de de aplicaaplicaççãoão..CritCritéériosrios de de seleseleççãoão de de produtosprodutos..

Combustão dos PolímerosCombustãoCombustão dos dos PolPolíímerosmeros

Para surgir um fogo precisamosde três compostos:Para Para surgirsurgir um um fogofogo precisamosprecisamosde de trêstrês compostoscompostos::

Transferência de Calor

PolPolíímeromero((CombustCombustíívelvel))

OxigênioOxigênio

IgniIgniççãoão((AquecimentoAquecimento, Chama), Chama)

Decomposição

Gases Inflamáveis

Combustão

Dióxido de CarbonoÁguaFumaçaGases Tóxicos

Potenciais riscos de fogo nos Fios e Cabosem uma construção em chama.PotenciaisPotenciais riscosriscos de de fogofogo nosnos FiosFios e e CabosCabosemem umauma construconstruççãoão emem chamachama..

• O ponto de ignição pode ser um curto-circuito ou sobrecarga.

• Um caminho para propagação do fogo.

• Contribui para aumento da fumaça e geraçao de gases tóxicos e corrosivos.

• Pode provocar falha no sistema de emergência.

•• O O pontoponto de de igniigniççãoão podepode ser um ser um curtocurto--circuitocircuito ouou sobrecargasobrecarga..

•• Um Um caminhocaminho parapara propagapropagaççãoão do do fogofogo..

•• ContribuiContribui parapara aumentoaumento dada fumafumaççaa e e gerageraççaoao de gases de gases ttóóxicosxicos e e corrosivoscorrosivos..

•• PodePode provocarprovocar falhafalha no no sistemasistema de de emergênciaemergência..

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FR Produtos – Categoria Geral e SubcategoriasFR FR ProdutosProdutos –– CategoriaCategoria GeralGeral e e SubcategoriasSubcategorias

–– ProdutosProdutos TermoplTermopláásticossticosHalogenadosHalogenadosNãoNão--HalogenadosHalogenados

–– ProdutosProdutos ReticuladosReticuladosHalogenadosHalogenadosNãoNão--HalogenadosHalogenados

–– NomenclaturasNomenclaturas::

‘‘NTNT’’ = = ProdutoProduto NaturalNatural‘‘BKBK’’ = = ProdutosProdutos PretosPretosUNIGARDUNIGARD™™ HPHP = = compostoscompostos HologenadosHologenadosUNIGARDUNIGARD™™ RERE = = CompostosCompostos NãoNão HalogenadosHalogenados

O que são materiais HalogendadosO que são materiais HalogendadosO que são materiais Halogendados

A sA séérie qurie quíímica dos mica dos halogênioshalogênios éé o grupo 17 o grupo 17 (7A) da (7A) da tabela peritabela perióódicadica dos dos elementoselementos, , formado pelos seguintes elementos: formado pelos seguintes elementos: flflúúoror, , clorocloro, , bromobromo, , iodoiodo e e astatoastato ou Astatou Astatíínio (este nio (este úúltimo, radioativo e pouco comum). A palavra ltimo, radioativo e pouco comum). A palavra provprovéém do grego e significa m do grego e significa formador de formador de saissais..São tSão tóóxicos (exceto o iodo), volxicos (exceto o iodo), volááteis em teis em condicondiçções ambientais, podendo ocasionar ões ambientais, podendo ocasionar queimaduras na pele e nas vias respiratqueimaduras na pele e nas vias respiratóórias. rias.

Benefícios dos materiais Retardates a chama Não Hologenados

BenefBenefíícioscios dos dos materiaismateriais Retardates Retardates a a chamachama NãoNão HologenadosHologenados

Porque Não Halogenados ?10

Baixa emissão de fumaçaVisivilmente melhor, menos irritação.Aumento do tempo para sair do local com fogo.

Baixa CorrosãoGasese ácidos liberados pelo halogênio, corroem e danificam equipamentos durante e após o incêndio.

Baixa ToxidadeEmissões menos perigosasAumento do tempo para sair do local com fogo.

PorquePorque NãoNão HalogenadosHalogenados ??1010

BaixaBaixa emissãoemissão de de fumafumaççaaVisivilmenteVisivilmente melhormelhor, , menosmenos irritairritaççãoão..AumentoAumento do tempo do tempo parapara sairsair do local com do local com fogofogo..

BaixaBaixa CorrosãoCorrosãoGaseseGasese áácidoscidos liberadosliberados pelopelo halogêniohalogênio, , corroemcorroem e e danificamdanificam equipamentosequipamentos durantedurante e e apapóóss o o incêndioincêndio..

BaixaBaixa ToxidadeToxidadeEmissõesEmissões menosmenos perigosasperigosasAumentoAumento do tempo do tempo parapara sairsair do local com do local com fogofogo..

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As industrias estão seguindo emdireção aos Não Halogenados

As As industriasindustrias estãoestão seguindoseguindo ememdiredireççãoão aosaos NãoNão HalogenadosHalogenados

Direcionadores:– Fatalidades com fogo

– Danos às propriedades– Leis

DirecionadoresDirecionadores::–– FatalidadesFatalidades com com fogofogo

–– DanosDanos ààss propriedadespropriedades

–– LeisLeis

Fumaça e gases 80%Queimaduras 13%Outros 7%

Causas de Mortes ligadas ao fogo

*Lew , C.F., "Flammability Testing: Fighting Fire With Fire," ME, August 1989, 31-34

Limiting Oxygen Index (LOI) ASTM D2863Limiting Oxygen Index (LOI) ASTM D2863Limiting Oxygen Index (LOI) ASTM D2863

LOI é a mínima concentração the Oxigênio necessário para atender o teste de flamabilidade na amostra. Ar = 21% O2

LOI pode ser usado para comparar a retardância à chama dos materiais.

Alto LOI não indica automaticamente um baixo reação ao fogo.Para produtos similares pode se montarum comparativo.

LOI LOI éé a a mmíínimanima concentraconcentraççãoão the the OxigênioOxigênio necessnecessááriorio parapara atenderatender o o testeteste de de flamabilidadeflamabilidade nana amostraamostra. . ArAr = 21% O= 21% O22

LOI LOI podepode ser ser usadousado parapara compararcomparar a a retardânciaretardância àà chamachama dos dos materiaismateriais. .

Alto LOI Alto LOI nãonão indicaindica automaticamenteautomaticamente um um baixobaixo reareaççãoão aoao fogofogo..Para Para produtosprodutos similaressimilares podepode se se montarmontarum um comparativocomparativo..

LOI dos MateriaisLOI dos LOI dos MateriaisMateriais

MATERIAL L0 I VALUEPolychlorotrifluoroethylene (PCTFE) 100Polyvinylidene chloride (PVDC) 60Polyvinylidene fluoride (PVDF) 44Rigid Polyvinyl chloride (PVC) 37 - 42Nylon 6, 6/6, 11 31 - 33HFFR polyolefins 29 - 48Chloroprene rubbers 26 - 30Chlorosulfonated PE 25 - 30H alogenated FRPE 24 - 30Flexible PVC (with 41 % plasticizer) 21.6

O2 in Air 20.8

Thermoplastic Polyethyleneterephthaiate (PET)

20

Acrylomitrile -butadiene -styrene (ABS) 18 - 34Polyethylene (PE) 17.4Natural rubber and SBR foam 17.0Kitchen candle wick in paraffin 16

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Performance dos Retardantes a ChamaPerformance dos Performance dos RetardantesRetardantes a Chamaa Chama

–– DependeDepende::

Performance do MaterialPerformance do Material (ex.: (ex.: ProdutosProdutosDow FR)Dow FR)

Performance dos Performance dos caboscabos

–– ConstruConstruççãoão, , EspessuraEspessura do material, do material, etc.etc.

–– QualidadeQualidade de de produproduççãoão dos dos fabricantesfabricantes de de caboscabos

Testes para materias Não HalogenadosTestes Testes parapara materiasmaterias NãoNão HalogenadosHalogenados

Flamabilidade:ASTM D2863 LOI(USA)BS 2782 LOI (UK)UL-94 V0 (USA)NES 715 (UK) Critical temperature index

Fumaça:ASTM E662 (USA)NES 711 (UK)JCS 397 (Japan)

FlamabilidadeFlamabilidade::ASTM D2863 LOIASTM D2863 LOI(USA)(USA)BS 2782 LOI (UK)BS 2782 LOI (UK)ULUL--94 V0 (USA)94 V0 (USA)NES 715 (UK) Critical NES 715 (UK) Critical temperature indextemperature index

FumaFumaççaa::ASTM E662 (USA)ASTM E662 (USA)NES 711 (UK)NES 711 (UK)JCS 397 (Japan)JCS 397 (Japan)

Gases Ácidos:IEC 754 - 2 (International)MIL C24643 (USA)VDE 0472; Part 813 (Germany)

Toxidade:NES 713 (UK)Pittsburgh Protocol

Físicos:Resistência a FluidosTeste UV

Gases Gases ÁÁcidoscidos::IEC 754 IEC 754 -- 2 2 (International)(International)MIL C24643 (USA)MIL C24643 (USA)VDE 0472; Part 813 VDE 0472; Part 813 (Germany)(Germany)

ToxidadeToxidade::NES 713 (UK)NES 713 (UK)Pittsburgh ProtocolPittsburgh Protocol

FFíísicossicos::ResistênciaResistência a a FluidosFluidosTesteTeste UVUV

LOI - ASTM D2863LOI LOI -- ASTM D2863ASTM D2863

Medição do Ïndice de fumaça - ASTM E662MediMediççãoão do do ÏÏndicendice de de fumafumaççaa -- ASTM E662ASTM E662

Exemplo comparativo do ïndice de fumaçaASTM E662ExemploExemplo comparativocomparativo do do ïïndicendice de de fumafumaççaaASTM E662ASTM E662

ASTM E662 Flaming mode (100mil)

050

100150200250300350400

PVC LS PVC HFFR

SOD

max

ASTM E662 Flaming mode (100mil)

050

100150200250300350400

PVC LS PVC HFFR

SOD

max

Teste: Gás Ácido - MIL-C-24643TesteTeste: : GGááss ÁÁcidocido -- MILMIL--CC--2464324643

Exemplo comparativo de Gás Ácido MIL-C-24643ExemploExemplo comparativocomparativo de de GGááss ÁÁcidocido MILMIL--CC--2464324643

MIL-C-24643

0

5

10

15

20

25

30

PVC LS PVC CSPE HFFR

Aci

d G

as %

MIL-C-24643

0

5

10

15

20

25

30

PVC LS PVC CSPE HFFR

Aci

d G

as %

Típicos testes de propagação de chamaTTíípicospicos testes de testes de propagapropagaççãoão de de chamachama

Aumento da resitência a chamaAumentoAumento dada resitênciaresitência a a chamachama

Queima Horizontal

Queima Vertical

Bandeja Vertical

Riser

País

IEC 332-Part1&2

IEC 332 Part 3

International

UL-44 HB UL-44 VW-1

UL-1685 IEEE 383

UL-1666 USA

JIS C3005 HB

JIS C3005Vert.

JIS C3521JIS 397

Japan

FT-1 FT-4 Canada

Test details are not equivalent.

UL-1685 LS adds cable smoke generation to vertical tray test.ASTM 5424 adds cable gas evolution to vertical tray test.

Example: UL-1685 / FT4 Tray Cable TestExample: ULExample: UL--1685 / FT4 Tray Cable Test1685 / FT4 Tray Cable Test

Test Details:8’ X 8’ X 10’ room70,000 Btu burner20 minute test timeBurner at 20º angle8’ Cable trayExhaust at 23ft3/sec

Passing Criteria:Damage < 4’ 11” (1.5m)Total smoke < 150m2Peak Smoke < 0.40m2/sec

Test Details:Test Details:88’’ X 8X 8’’ X 10X 10’’ roomroom70,000 Btu burner70,000 Btu burner20 minute test time20 minute test timeBurner at 20Burner at 20ºº angleangle88’’ Cable trayCable trayExhaust at 23ftExhaust at 23ft33/sec/sec

Passing Criteria:Passing Criteria:Damage < 4Damage < 4’’ 1111”” (1.5m)(1.5m)Total smoke < 150m2Total smoke < 150m2Peak Smoke < 0.40m2/secPeak Smoke < 0.40m2/sec

Exemplos de Instalações de cabosNão HalogneadosExemplosExemplos de de InstalaInstalaççõesões de de caboscabosNãoNão HalogneadosHalogneados

Securança Pública:•Aeroportos•Escolas•Prédios Oficiais•Hospitais

SecuranSecuranççaa PPúúblicablica::••AeroportosAeroportos••EscolasEscolas••PrPréédiosdios OficiaisOficiais••HospitaisHospitais

Segurança e Proteção de equipamentos:•Plantas Químicas•Clean Rooms•Salas de controle•Návios / Áreas Militares•Centrais Telefônicas

SeguranSeguranççaa e e ProteProteççãoão de de equipamentosequipamentos::••PlantasPlantas QuQuíímicasmicas••Clean RoomsClean Rooms••Salas de Salas de controlecontrole••NNááviosvios / / ÁÁreasreas MilitaresMilitares••CentraisCentrais TelefônicasTelefônicas

TiposTipos de de CabosCabos:: CoberturaCobertura de de caboscabos de de potênciapotência, , IsolaIsolaççãoão de de caboscabos de de controlecontrole, , CoberturasCoberturas e e TubosTubos das das fibrasfibras óópticaspticas, , CoberturaCobertura dos dos caboscabostelefônicostelefônicos..

21

END-USE

APPLICATIONS

UNIGARD-RE

NonHalogen, Lead-free Reduced-Emission Compounds

UNIGARD-HP

Brominated High-Performance Compounds

Industrial Cable

Crosslinkable DQDE-1388 BK/NT, Navy, Transit, IR Cure HFDE-1393 BK/NT, Navy, Transit, CV / Mold Cure HFDE-1493 BK/NT, Navy, Transit, Mold Cure / CV Thermoplastic DFDC-1638 BK, Tray Cable DFDE-1638 BK, Tray Cable DFDA-1643 BK, Tray Cable

Communications

Cable

Thermoplastic DFDA-1980 NT, Jacket DFDA-1638 NT, Insulation, Jacket DFDE-1638 NT, Insulation, Jacket DFDA-1643 NT, Jacket

Thermoplastic DGDD-1430 NT, 29% LOI, Insulation DGDA-1412 NT, 27% LOI, Insulation

DGDA-1487 NT, 50% Expd - MTO Insulation

LAN Category

Cable

Thermoplastic DFDA-1675 NT, Filler

FR JacketsElectronic WirePr

oduc

t Sum

mar

y

XL Transit/Ship Jackets

A useful reference!

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Appliance Wire

XL Jacket LV Power

END-USE

APPLICATIONS

UNIGARD-RE

NonHalogen, Lead-free Reduced-Emission Compounds

UNIGARD-HP

Brominated High-Performance Compounds

Appliance Wire

Crosslinkable HFDD-1441 NT, CV, 125°C HB DFDA-1472 NT, IR Cure, 125°C HB FR EVA 100 NT EXP1, increases line speeds for 125°C automotive and appliance wire insulation

Crosslinkable HFDB-1448 NT, 150°C, No Lead

Control Cable

Crosslinkable HFDA-6525 NT, VW-1, CV Cure

HFDA-6522 NT, VW-1, CV Cure HFDA-1544 NT, VW-1, CV Cure HFDB-1544 NT, VW-1, CV Cure

DFDA-6530 NT, VW-1, IR Cure MTO HFDA-3600 NT, HB, CV Cure HFDA-3620 NT, HB, CV Cure DFDA-5400 NT, HB, Masterbatch DFDA-5425 NT, HB, Moisture Cure

Prod

uct S

umm

ary

Perguntas!Perguntas!Perguntas!

Obrigado!Obrigado!Obrigado!

MMáárcio T. Alvesrcio T. AlvesGerente TGerente Téécnico W&C SLAcnico W&C SLAEmail: Email: mtalves@dow.commtalves@dow.com

Telef.: 11 Telef.: 11 –– 5188 98415188 9841Cel.: 11 Cel.: 11 –– 7206 33597206 3359