Le masterbatch noir dans les fils et câbles

Le masterbatch noir est le cheval de trait de l'industrie des fils et câbles. Les câbles d'alimentation, les câbles de télécommunication et le câblage automobile reposent sur le masterbatch de noir de carbone pour la protection UV de la gaine extérieure, le codage couleur et — dans les grades spécialisés — les propriétés semi-conductrices pour le contrôle des contraintes électriques. Le noir de carbone est également le stabilisant UV le plus rentable disponible, absorbant le rayonnement UV et le convertissant en chaleur inoffensive.

L'industrie du câble utilise le masterbatch noir dans plusieurs applications distinctes, chacune avec des exigences différentes en noir de carbone : gaines extérieures stabilisées UV, écrans semi-conducteurs et gainage général.

Grades de noir de carbone pour les applications câble

Application	Type de noir de carbone	Charge typique	Propriété clé
Gaine stabilisée UV	Noir de four, 20 nm	2–3 % dans le composé final	Absorption UV, résistance aux intempéries
Écran semi-conducteur	Noir conducteur	30–40 % dans le final	Résistivité volumique
Gainage général	Noir de four standard	1–2 % dans le final	Opacité, noir rentable
Câble UV (XLPE/PE)	Noir à haute dispersion	2–3 % dans le final	Stabilité UV à long terme

Le rôle de la taille des particules et de la structure du noir de carbone

Les propriétés du noir de carbone sont définies principalement par la taille des particules (surface spécifique) et la structure (ramification des agrégats) :

• Taille de particule plus petite (surface spécifique plus élevée) : Absorption UV et profondeur de noir plus fortes, mais plus difficile à disperser et plus visqueux.
• Structure plus élevée : Meilleure conductivité et dispersion plus facile, mais viscosité plus élevée et capacité de charge plus faible.
• Structure plus faible : Viscosité plus faible, meilleur pour le masterbatch à forte charge, mais conductivité plus faible.

Pour les gaines de câble stabilisées UV, un équilibre entre la qualité de dispersion et la protection UV est critique. Un noir de carbone mal dispersé crée des concentrations de contraintes qui réduisent l'intégrité mécanique du câble et raccourcissent sa durée de vie.

Exigences de dispersion pour le câble

L'extrusion de câble exige une excellente dispersion du noir de carbone. Un seul agglomérat non dispersé peut créer un point faible conduisant à une défaillance électrique. Les exigences de dispersion clés incluent :

• Valeur de pression de filtre inférieure à 20 bar pour les composés de câble haute tension
• Aucun agglomérat au-dessus de 5 μm dans le composé final
• Résistivité volumique constante pour les applications semi-conductrices
• Aucune piqûre ni rugosité de surface sur la gaine extrudée

Masterbatch semi-conducteur

Le masterbatch noir semi-conducteur est utilisé dans les câbles d'alimentation moyenne et haute tension comme couche écran entre le conducteur et l'isolation, et entre l'isolation et la gaine métallique. Il nécessite du noir de carbone conducteur (Ketjenblack ou noir d'acétylène) à 30–40 % de charge dans le composé final, atteignant une résistivité volumique inférieure à 100 Ω·cm. Un contrôle précis de la dispersion du noir de carbone est essentiel — une sous-dispersion crée une variation de résistivité, tandis qu'une sur-dispersion peut augmenter la résistivité en rompant les réseaux conducteurs.

Considérations de transformation

• Correspondance de la résine porteuse : Utilisez des porteurs PE ou EVA pour les composés de câble PE/XLPE, assurant la compatibilité d'écoulement à l'état fondu.
• Contrôle de l'humidité : Le noir de carbone est hygroscopique ; le masterbatch doit être séché en dessous de 0,1 % d'humidité pour éviter les vides dans l'isolation du câble.
• Configuration de vis : Des blocs de malaxage à fort cisaillement sont essentiels pour disperser le noir de carbone fin.

Conclusion

Le masterbatch noir pour le compoundage de câble est un produit de précision où le grade de noir de carbone, la qualité de dispersion et la correspondance du porteur déterminent tous la performance électrique et la durée de vie. MHK Color fournit des masterbatchs noirs stabilisés UV et semi-conducteurs avec une dispersion contrôlée et une résistivité constante pour les câbles d'alimentation et de télécommunication. Contactez-nous avec votre spécification de câble et votre matériau d'isolation pour une recommandation sur mesure.