Avrupa Birliği'nin "Elektrikli ve Elektronik Ekipmanlarda Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması Direktifi" (RoHS 2.0, 2011/65/EU ve değişiklikleri), tel ve kablo malzemelerindeki tehlikeli maddelere ilişkin açık kısıtlamalar ve uyumluluk gereklilikleri ortaya koymaktadır. Bu makale, kablo malzemeleri için RoHS 2.0 kapsamında on kısıtlanmış maddeye (kurşun, kadmiyum, altı değerlikli krom, cıva, polibromlu bifeniller, polibromlu difenil eterler ve dört ftalat) ilişkin teknik sınırları ve muafiyet maddelerini sistematik olarak analiz etmektedir. Polimer formülasyon bilimi perspektifinden bakıldığında, alev geciktiricilik (IEC 60332), halojensiz (IEC 60754) ve düşük duman toksisitesinden (IEC 61034) oluşan üçlü performans hedeflerini karşılamayı amaçlayan, moleküler tasarım, sistem seçimi, temel proses kontrolü ve tedarik zinciri doğrulaması dahil olmak üzere uyumlu malzemeler için tam proses geliştirme çözümlerini kapsamlı bir şekilde ele alır. Bu, Avrupa pazarını hedefleyen yeşil kablo ürünleri için sistematik bir teknik yol sağlar.
|
Kısıtlanmış maddeler |
İzin verilen maksimum konsantrasyon (homojen malzeme) |
Kablo malzemelerindeki potansiyel kaynaklar ve risk bağlantıları |
|
Kurşun (Pb) |
%0,1 (1000 ppm) |
Stabilizatörler (geleneksel PVC ısı stabilizatörleri), pigmentler (kurşun kromat), lehim kaplamaları, alaşım bileşenleri ve bazı eski geri dönüştürülmüş malzemeler. |
|
Kadmiyum (Cd) |
%0,01 (100 ppm) |
Pigmentler/renklendiriciler (kadmiyum sarısı ve kadmiyum kırmızısı gibi), PVC stabilizatörleri (kadmiyum baryum/çinko sistemi) ve elektroliz kaplamalardaki yabancı maddeler. |
|
Cıva (Hg) |
%0,1 (1000 ppm) |
Çok nadir, muhtemelen kirlilik veya belirli katalizör kalıntıları nedeniyle. |
|
Altı değerlikli krom (Cr VI) |
%0,1 (1000 ppm) |
Kromat pasivasyonuyla (zırhlı çelik şerit gibi) ve bazı sarı pigmentlerle işlenmiş metal koruyucu katman. |
|
Polibromlu bifeniller (PBB) |
%0,1 (1000 ppm) |
Alev geciktiriciler (tarihsel olarak polimerler için kullanılmış, şimdi büyük ölçüde yasaklanmıştır). |
|
Polibromlu difenil eter (PBDE) |
%0,1 (1000 ppm) |
Alev geciktiriciler (dekabromodifenil eter vb. PE, PP, ABS'de yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak RoHS bunları açıkça kısıtlamaktadır). |
|
Dört tür ftalat (DEHP, BBP, DBP, DIBP) |
%0,1 (1000 ppm) |
PVC plastikleştirici (esnek PVC kablo kılıfı/yalıtımının ana riski). |
RoHS 2.0'ın Ek III/IV'ünde yer alan belirli muafiyetler kablo endüstrisi için çok önemlidir ancak bu muafiyetlerin geçerlilik süresine ve kapsamına dikkat etmek önemlidir.
· Yol göstermek:
· Feragat 7(c)-I: Optik fiber iletişim sistemleri için nadir toprak garnet Faraday rotatörlerinde yabancı madde olarak kullanılan kurşun (21 Temmuz 2025'e kadar geçerlidir? En son revizyonlara tabidir).
· Diğer kurşun muafiyetleri: Yüksek sıcaklıktaki erimiş lehimdeki kurşun ve kabloların temel malzemesiyle düşük korelasyona sahip olan elektronik bileşen camı/seramiklerindeki kurşun.
· Kadmiyum: Elektrikle temas eden malzemelerde kadmiyum ve bileşiklerinin muafiyeti (kablo gövdesi için değil, belirli konnektör terminalleri için geçerlidir).
Temel Geliştirme Prensibi: Açıkça ve zorunlu olarak muaf tutulmadıkça, formülasyon tasarımı, reçinelerde, katkı maddelerinde, masterbatch'te veya işleme yardımcılarında bulunup bulunmadığına bakılmaksızın herhangi bir kısıtlanmış maddenin kullanımını yasaklamalıdır.
RoHS 2.0 ile uyumluluk temel gerekliliktir; "halojensiz" ise Avrupa pazarındaki (özellikle inşaat ve demiryolu taşımacılığında) kablolar için genellikle yüksek performans standardıdır. Her ikisinin de aynı anda başarılması gerekir.
· Yasaklama Sistemi: Bromlualev geciktirici sistemlerPBB ve PBDE bazlı ürünler RoHS tarafından doğrudan yasaklanmıştır ve kullanılamaz.
· Sisteme izin verilmiştir ancak değerlendirmeye tabidir:
· PBDE olmayan bromlu alev geciktiriciler: bromlu polistiren, bromlu epoksi reçine, etilen bis(tetrabromoftalimid) vb. RoHS tarafından yasaklanmamış olsalar da diğer düzenlemeler (örn. REACH SVHC) veya son marka çevre standartları tarafından kısıtlanmış olabilirler. Ek olarak, yanma sırasında aşındırıcı gazlar üretebilirler ve bu da endüstrinin "halojensiz" trendiyle uyumlu değildir.
· Klorlu alev geciktiriciler: Klorlu parafin gibi. RoHS tarafından yasaklanmamıştır ancak aynı zamanda "halojensiz" gereklilikler nedeniyle çevresel kaygılarla ve dışlanmayla karşı karşıyadır.
· Genel halojensiz ve RoHS uyumlu sistem:
· Metal hidroksitler: Alüminyum hidroksit (ATH), magnezyum hidroksit (MDH). Doğası gereği saf, RoHS kısıtlamalı maddeler içermeyen bu ürünler kesinlikle güvenli ve yeşil bir alternatiftir.
· Fosfor-azot genleşme sistemi: amonyum polifosfat (APP), melamin türevleri (MCA, MPP, vb.). Hammaddelerde ağır metal safsızlıklarına (kadmiyum, kurşun gibi) dikkat edilmelidir.
· Fosfor bazlı: organik fosfatlar, hipofosfitler, vb. Bunların termal stabilitesi ve hidrolitik stabilitesinin değerlendirilmesi gerekir.
· Silikon bazlı, nitrojen bazlı ve diğerleri.
· Baz reçine: Poliolefinler (PE, PP, EVA, POE), elastomerler (TPU, TPE) ve çapraz bağlama sistemleri (XLPE, XLPO) doğası gereği RoHS kısıtlamalı maddeler içermez ve güvenli seçimlerdir. PVC kullanılabilir durumda kalır ancak kurşunsuz/kadmiyum içermeyen stabilizatörlerle (kalsiyum-çinko stabilizatörleri) ve ftalat olmayan çevre dostu plastikleştiricilerle (trimelitatlar, sitratlar ve polimer bazlı plastikleştiriciler gibi) eşleştirilmelidir.
· Renklendirici madde: Kurşun, kadmiyum ve kromat içermeyen organik pigmentler veya spesifik inorganik pigmentler (uyumluluk işleminden geçmiş demir oksit bazlı pigmentler gibi) kullanılmalıdır.
Diğer katkı maddeleri: Antioksidanlar, yağlayıcılar, çapraz bağlama maddeleri (ör. DCP), hassaslaştırıcılar vb., tedarikçilerin RoHS Uygunluk Beyanı (DoC) ve destekleyici test raporları (ör. ICP-MS verileri) sağlamasını gerektirir.
Amaç: IEC 60332-1 (tek dikey yanma) veya daha yüksek derecelerin (örn., IEC 60332-3 toplu yanma) yanı sıra IEC 60754-1/2 (halojensiz düşük aşındırıcı gazlar) ve IEC alev geciktirme gereksinimlerini karşılarken mükemmel mekanik özellikler (gerilme mukavemeti, kopmada uzama, aşınma direnci) ve elektriksel özellikler (dielektrik mukavemeti, yalıtım direnci) sağlayın. 61034-1/2 (düşük duman yoğunluğu).
|
Kablo tipi |
Önerilen Temel Malzeme Sistemi |
Çekirdek halojensiz alev geciktirici sistem |
Anahtar süreçler ve performans noktaları |
|
Bina kablo izolasyonu/kılıfı |
EVA/PE alaşımı veya EVA/LLDPE/POE karışımı |
Yüksek dolgulu ATH sistemi (%60-65) sıcaklık direncini arttırmak için az miktarda yüzeyi değiştirilmiş MDH ile birleştirilebilir. Mükemmel duman bastırma. |
Yüksek dolum koşullarında ekstrüzyonun işlenebilirliğini ve yüzey düzgünlüğünü sağlayın; Damlamayı önlemek için erime gücünü kontrol edin; Uzun süreli termal yaşlandırma (90°C, 7d gibi) testi gereklidir. |
|
İletişim veri kablosu kılıfı |
PE/EVA veya TPU bazlı |
ATH/MDH kompleks sistemi (toplam dolum %50-60). TPU sistemi fosfor nitrojen sıvı alev geciktiriciyi seçebilir. |
Esneklik ve alev geciktiriciliğin dengelenmesi; Aşınma direncine ve çevresel stres çatlama direncine (ESC) dikkat edin; Yüksek renk stabilitesi gereklidir. |
|
Güç kablosu (XLPE yalıtımlı) |
LDPE bazlı çapraz bağlı malzeme |
Yüksek termal stabiliteye sahip MDH hakimdir (%55-65). ATH, düşük ayrışma sıcaklığı nedeniyle peroksit çapraz bağlama işlemine uygun değildir. |
MDH'nin silan çapraz bağlama sistemleriyle uyumlu olması için özel silan işlemi gerekir; Çapraz bağlanma derecesini (termal uzatma) etkilemediğinden emin olun; Elektrik performansını sağlamak için safsızlık iyonlarını kesinlikle kontrol edin. |
|
Otomotiv kabloları (alçak gerilim) |
Çapraz bağlı poliolefin veya TPE |
Yüksek ısıya dayanıklı MDH veya fosfor nitrojen hidroksit kompozit sistemi. Doldurma miktarının esnekliği ve alev geciktiriciliği dengelemesi gerekir (genellikle %40-55). |
Otomotiv endüstrisindeki belirli standartları (ISO 6722 gibi) karşılayın; Mükemmel yağ direnci, soğutma sıvısı direnci ve ısı döngüsü direnci gereklidir; Düşük yağış. |
|
Yüksek esneklikte kablo |
POE/SEBS bazlı elastomer |
Düşük doldurma miktarına (<%50) sahip ultra ince modifiye ATH veya mikrokapsüllenmiş fosfor nitrojen alev geciktirici, nano dolgularla (modifiye montmorillonit) sinerjistik olarak birleştirilebilir. |
Çekirdek, yüksek uzamayı (>%300) ve tekrarlanan bükülme ömrünü koruyacaktır; Alev geciktiricilerin yüzey işlemi ve dağılımı çok önemlidir. |
1. Yüzey işlemi ve dispersiyon: ATH/MDH'nin polimer arayüzleriyle uyumluluğunu geliştirmek, mekanik özellikleri ve alev geciktirici verimliliği arttırırken nem emilimini azaltmak için stearik asit, silan veya titanat birleştirme maddeleri ile yüzey işlemi gereklidir.
2. Bileşik işbirlikçi teknoloji:
·ATH+MDH: Geniş bir sıcaklık aralığında ısı emme sinerjisinin elde edilmesi.
· Hidroksit+silikon sistemi (silikon masterbatch gibi): erime mukavemetini arttırır, karbonizasyonu teşvik eder ve damlamayı iyileştirir.
· Hidroksit+fosfor nitrojen sistemi (APP/MCA gibi): Genleşme bariyeri katmanı oluşturmak, toplam dolum miktarını orta derecede azaltabilir.
3. İşleme sıcaklığı kontrolü: Özellikle ATH dolum sistemleri için, işleme sırasında malzemenin bozulmasına ve yüzey kusurlarına neden olabilecek kabarcıkların ve su buharının oluşmasını önlemek için ekstruderin her bölümünün sıcaklık ayarı, başlangıçtaki ayrışma sıcaklığından (yaklaşık 200 ° C) daha düşük olmalıdır.
Uyumluluğun geliştirilmesi sadece teknik bir konu değil, aynı zamanda bir yönetim sistemi sorunudur.
1. Tedarikçi Yeterlilik İncelemesi: Tüm hammadde tedarikçilerinin, her parti için geçerli RoHS Uygunluk Beyanı (DoC) ve Tam Malzeme Açıklaması (FMD) sağlaması gerekir.
2. Gelen Denetim (IQC):
·Yüksek riskli malzemeler (renkli masterbatch, alev geciktiriciler, stabilizatörler, plastikleştiriciler) üzerinde düzenli nokta kontrolleri yapılmalı ve tespit yöntemleri IEC 62321 serisi standartlara (ağır metaller için ICP-OES/MS ve organik kısıtlı maddeler için GC-MS gibi) uygun olmalıdır.
·Hammaddeler için Nitelikli Tedarikçi Listesi (AVL) oluşturmak ve dinamik olarak güncellemek.
3. Parti izlenebilirliği: Hammadde deposundan, üretim partisinden, bitmiş ürün çıkışına kadar eksiksiz bir izlenebilirlik sistemi kurun ve herhangi bir ürünün orijinal malzeme partisine ve ilgili test raporlarına kadar izlenebilmesini sağlayın.
gelişenhalojen içermeyen tel ve kablo malzemeleriAB RoHS 2.0 standardını karşılayan, düzenleyici yorumlamayı, malzeme bilimini, süreç mühendisliğini ve kalite yönetimini birleştiren sistematik bir projedir.
