工程塑料在低壓電器中的應(yīng)用
低壓電器是指在交流電壓小于1200V ，直流電壓小于1500V的電路中起通斷，保護(hù)，控制或調(diào)節(jié)作用的電器。其主要應(yīng)用包括小型斷路器和漏電保護(hù)開關(guān)、交流接觸器、塑殼斷路器等。
行業(yè)背景
歐盟的兩個(gè)電氣產(chǎn)品指令（包括低壓電氣）----WEEE指令、ROHS指令
從2006年7月1日開始，使用或含有重金屬（鉛、隔、汞、鉻）以及多溴二苯醚PBDE，多溴聯(lián)苯PBB等阻燃劑的電氣電子產(chǎn)品將不允許進(jìn)入歐盟市場(chǎng) 。同時(shí)REACH法規(guī)中的高關(guān)注物質(zhì)也已經(jīng)超過(guò)30種，歐盟主要成員國(guó)對(duì)其的執(zhí)行力度也在加強(qiáng)，這些都加大了電氣產(chǎn)品進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的門檻，需要提高電氣產(chǎn) 品的環(huán)保功能，需要低壓電器制造商承擔(dān)更大的環(huán)保責(zé)任。在低壓電器領(lǐng)域，熱塑性工程塑料將大部分代替熱固性塑料得到更廣泛的應(yīng)用。
由于熱塑材料具有良好的回 收能力，可以使用30％至100％的回料，同時(shí)保持一定的機(jī)械強(qiáng)度和阻燃性能；與壓塑相比，周期縮短，無(wú)需耗時(shí)的修邊及烘爐干燥后處理，具有卓越的流動(dòng) 性，可以通過(guò)增加模腔數(shù)目提高注塑生產(chǎn)率；節(jié)省熱固性材料的回收成本，由于密度低，零件重量降低近30％，提高了壓塑不能處理的復(fù)雜零件的設(shè)計(jì)自由度，節(jié) 省了后加工操作。
熱塑性工程塑料的選擇
應(yīng)用于電器產(chǎn)品上，主要是 基于塑料的絕緣性。從電性能方面考慮，塑料可大致分為三類：第一類是非極性的或低極性的塑料，如通用塑料中的大部份烯烴類塑料，像 PE、PP、PS 等。這類材料的介電常數(shù)和介電損耗低，電阻率高，而且不受外界頻率和溫度、濕度的影響。第二類是極性大的材料，如尼龍、增塑劑的 PVC以及酚醛模塑料等。它們的介電強(qiáng)度和介電損耗比第一類大得多，且電阻率也較低。第三類材料介于一二類之間，介電常數(shù)在 3～5 之間，tanδ在 10-3～10-2 之間，電阻在1014～1016Ω之間，這類材料有有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、聚碳酸酯、PBT、聚酰亞胺等。
值得注意的是，第二類和第三類塑料受外界頻率、溫度和濕度的影響很大。但對(duì)于低壓電器用塑料而言，一般塑料都能勝任低壓電器對(duì)材料絕緣性的要求。相比之 下，其力學(xué)性能、熱性能、阻燃性能、加工性能、是否環(huán)保、性價(jià)比和使用壽命等更為重要。PC、PA和 PBT 雖然屬于第二、三類材料，但由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、熱性能和加工性能，是低壓電器領(lǐng)域選為首選的塑料材料。
最為普遍的PA品種主要是PA6和PA66，PA6具有優(yōu)異的綜合性能：韌性較好、性能穩(wěn)定性好；耐油、耐有機(jī)溶劑、耐化學(xué)藥品性能好；加工性能、表觀 性能優(yōu)良等。但是PA6 也存在著不足之處。受制于其熔點(diǎn)低影響，其耐溫受到限制。其次吸水性較大，導(dǎo)致材料的尺寸變化，同時(shí)材料變軟，還使得材料的絕緣性能有所降低，表面電阻率 從 1014ΩNaN降到 1012～1013ΩNaN。PA66與 PA6 產(chǎn)品相比，PA66 有更高的機(jī)械強(qiáng)度，熱變形溫度有大幅度提高，給產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了方便，使用環(huán)境也有所放寬。該材料除應(yīng)用于小型斷路器、漏電保護(hù)器和接觸器外，還可用于微型開關(guān)，線圈骨架等產(chǎn)品。
PBT是電子電器產(chǎn)品中用量?jī)H次于尼龍的工程塑料，它們除具有尺寸穩(wěn)定性好、耐溫、電絕緣性優(yōu)良、耐候等特點(diǎn)外，同時(shí)還具有耐濕熱、低翹曲、易成型等特點(diǎn)。此類產(chǎn) 品主要用于接觸器底座、線圈骨架、保險(xiǎn)絲盒、電子接插件、小型斷路器和漏電保護(hù)開關(guān)的內(nèi)部零件，并可滿足不同顏色的需求。
改性方式
純的材料不能滿足低壓電器對(duì)材料諸多性能的要求，需通過(guò)改性來(lái)實(shí)現(xiàn)。
機(jī)械性能與熱性能的改性
用于低壓電器的塑料部件對(duì)力學(xué)性能和耐熱性都有一定的要求，未經(jīng)改性的PA、PBT不能滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求，PA、PBT屬于結(jié)晶性材料，通過(guò)添加礦物、玻纖改性增強(qiáng)能顯著提高其機(jī)械性能與耐熱性。
阻燃性能的改性
在交流接觸器產(chǎn)品上用到的改性塑料材料，都要求材料必須滿足UL-94 1.6mmV-0、環(huán)保滿足歐盟RoHS和REACH標(biāo)準(zhǔn)、灼熱絲引燃溫度（GWT）為960℃、良好的電絕緣性能。
阻燃改性一般通過(guò)添加阻燃劑實(shí)現(xiàn)，鹵系阻燃劑阻燃效率高、價(jià)格經(jīng)濟(jì)。目前常用的主要含溴阻燃劑，主要有十溴二苯乙烷、溴化苯乙烯、溴化環(huán)氧等，需要指出的 是，這些阻燃劑雖然都是鹵族的，但都符合ROHS、REACH法規(guī)要求，屬環(huán)保型材料。另一方面，無(wú)鹵阻燃劑也日漸成熟，主要有磷系、氮系、無(wú)機(jī)礦物或其 復(fù)配等。目前國(guó)外無(wú)鹵阻燃劑阻燃效果好，但價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)阻燃劑主要存在耐溫不穩(wěn)定問(wèn)題，在部分應(yīng)用受到限制，但隨著更嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求及無(wú)鹵阻燃技術(shù) 的發(fā)展，無(wú)鹵阻燃材料應(yīng)用于低壓電器會(huì)是大勢(shì)所趨。
參考資料：
http://www.doc88.com/p-161101400591.html
http://www.ahycdq.cn/display.asp?id=754
上海日之升科技有限公司
