Introduction
Dans les aéroports, les hôpitaux, les centres commerciaux, les métros, les immeubles de grande hauteur et autres lieux sensibles, l'utilisation de câbles et fils ignifugés à haute résistance au feu est indispensable pour garantir la sécurité des personnes en cas d'incendie et le bon fonctionnement des systèmes d'urgence. Face à l'importance croissante accordée à la sécurité des personnes, la demande de câbles ignifugés est en hausse, leurs domaines d'application se diversifient et les exigences en matière de qualité s'accroissent.
Les fils et câbles résistants au feu sont conçus pour fonctionner en continu dans un état spécifié lorsqu'ils brûlent sous une flamme d'intensité et de durée données, c'est-à-dire pour maintenir l'intégrité de la ligne. Ces fils et câbles sont généralement composés, entre le conducteur et la couche isolante, d'une couche réfractaire. Cette couche réfractaire est généralement constituée d'un ruban de mica réfractaire multicouche enroulé directement autour du conducteur. Sous l'effet du feu, ce ruban se fritte pour former un isolant dur et dense qui adhère à la surface du conducteur et garantit le fonctionnement normal de la ligne même si le polymère exposé à la flamme brûle. Le choix du ruban de mica réfractaire est donc crucial pour la qualité des fils et câbles résistants au feu.
1. Composition des rubans de mica réfractaires et caractéristiques de chaque composition
Dans le ruban de mica réfractaire, le papier de mica constitue l'isolant électrique et le matériau réfractaire. Cependant, ce papier étant très fragile, il doit être renforcé par un matériau de renforcement pour améliorer ses propriétés. L'adhérence du papier de mica et du matériau de renforcement nécessite l'utilisation d'un adhésif. La matière première du ruban de mica réfractaire est donc composée de papier de mica, d'un matériau de renforcement (tissu ou film de verre) et d'un adhésif à base de résine.
1. Papier mica
Le papier mica se divise en trois types selon les propriétés des minéraux de mica utilisés.
( 1) Papier mica fabriqué à partir de mica blanc ;
( 2) Papier mica fabriqué à partir de mica doré ;
( 3) Papier mica fabriqué à partir de mica synthétique comme matière première.
Ces trois types de papier mica possèdent tous des caractéristiques intrinsèques.
Parmi les trois types de papier mica, le papier mica blanc présente les meilleures propriétés électriques à température ambiante, suivi du papier mica synthétique, tandis que le papier mica doré affiche les plus faibles. À haute température, le papier mica synthétique conserve ses meilleures propriétés électriques, suivi du papier mica doré, tandis que le papier mica blanc présente les plus faibles. Le mica synthétique, dépourvu d'eau de cristallisation et ayant un point de fusion de 1 370 °C, offre la meilleure résistance aux hautes températures. Le mica doré, qui commence à libérer de l'eau de cristallisation à 800 °C, présente la deuxième meilleure résistance aux hautes températures. Le mica blanc, quant à lui, libère de l'eau de cristallisation à 600 °C et sa résistance aux hautes températures est faible. Le mica doré et le mica synthétique sont couramment utilisés pour la fabrication de rubans de mica réfractaires aux propriétés réfractaires supérieures.
1.2 Matériaux de renforcement
Les matériaux de renforcement sont généralement de la fibre de verre et un film plastique. La fibre de verre est un filament continu de fibres de verre sans alcalis, tissées selon la méthode traditionnelle. Le film peut être de différents types ; son utilisation permet de réduire les coûts et d'améliorer la résistance à l'abrasion de la surface. Cependant, les produits de combustion ne doivent pas altérer l'isolation du papier mica et le film doit présenter une résistance suffisante. On utilise couramment des films de polyester ou de polyéthylène. Il est important de noter que la résistance à la traction du ruban mica dépend du type de renfort. Les rubans renforcés par de la fibre de verre offrent généralement une résistance à la traction supérieure à ceux renforcés par un film. De plus, bien que la résistance à la flexion interfaciale (IDF) des rubans mica à température ambiante soit liée au type de papier mica, elle dépend également du matériau de renforcement. Généralement, la résistance IDF des rubans mica renforcés par un film est supérieure à celle des rubans non renforcés.
1.3 Adhésifs à base de résine
L'adhésif résineux lie le papier mica et le matériau de renfort. Il doit être choisi de manière à garantir une forte adhérence entre le papier mica et le matériau de renfort, tout en conservant une certaine flexibilité et en évitant la carbonisation après combustion. Cette absence de carbonisation est essentielle, car elle affecte directement la résistance d'isolation du ruban de mica après combustion. En effet, l'adhésif, lors du collage du papier mica et du matériau de renfort, pénètre dans les pores et micropores de ces derniers ; en brûlant et en se carbonisant, il devient un conducteur électrique. Actuellement, l'adhésif le plus couramment utilisé pour les rubans de mica réfractaires est un adhésif résineux silicone, qui produit une poudre de silice blanche après combustion et possède de bonnes propriétés d'isolation électrique.
Conclusion
( 1) Les rubans de mica réfractaires sont généralement fabriqués à partir de mica d'or et de mica synthétique, qui ont de meilleures propriétés électriques à haute température.
( 2) La résistance à la traction des rubans de mica est liée au type de matériau de renforcement, et les propriétés de traction des rubans de mica renforcés par du tissu de verre sont généralement supérieures à celles des rubans de mica renforcés par un film.
( 3) La résistance IDF des rubans de mica à température ambiante est liée au type de papier de mica, mais aussi au matériau de renforcement, et est généralement plus élevée pour les rubans de mica avec renforcement de film que pour ceux sans.
( 4) Les adhésifs pour rubans de mica résistants au feu sont souvent des adhésifs silicones.
Date de publication : 30 juin 2022