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日本寶理PBT 330GW
發布時間：2014-05-08        瀏覽次數：215        返回列表
 具有優良的熱絲特性 330GW

寶理塑料公司通過采用新型的阻燃技術和該公司獨特的混料高技術，開發出了滿足新IEC的耐火標準 （IEC60335-1標準 第4版）中，三個推薦厚度全部合格的PBT材料「DURANEX®」330GW。

如果采用「DURANEX」330GW，與零件的壁厚及形狀無關，都可以免除灼熱絲著火試驗（GWT）。

前言（開發背景）

作為電子零件的耐火性標準，UL（Underwriter’s Laboratories Inc.)規定的UL-94標準一直受到公認。該測試法是將試驗片與火焰頭的明火接觸，評價其燃燒性。一般來說，火災產生的原因大至可分為兩類，即明火引發和電器起火引發。近年來，著眼于電器/電子零件的電器起火的耐火安全性要求在急速地增加。基于這樣的背景，2001年的國際電器標準會議(International Electrotechnical Commission,簡稱IEC)對耐火性標準進行了大幅度地強化。它事實上就是一個要求使用不會被引燃的材料的一個極其嚴格的耐火性標準。

即使PBT（聚對二甲酸丁二醇酯）這樣優良的工程塑料，也被認為如果只是在傳統的阻燃技術的思路上進行改進，也不可能達到該標準的要求。寶理塑料公司通過將新的阻燃技術和該公司獨特的混料高技術結合，成功地開發出了滿足這樣一個嚴格的IEC標準的品級。


1.新IEC標準

所謂新IEC標準，就是指白色家電的安全性規格的IEC60335-1標準第4版。圖1是IEC60335-1標準的耐火性要求的概略圖。這個標準針對白色家電，對在使用者不接觸的狀態下工作的機器零部件中，正常操作時其電流超過0.2A的連接部的支撐絕緣材料零件，以及距離接觸部位3mm以內絕緣材料零件，要求這類零部件滿足以下的灼熱絲特性要求，即作為構成這類零部件的材料的灼熱絲特性，要求其GWFI（Glow-wire Flammability Index）達到850℃以上。而且GWIT（Glow-wire Ignition Temperature）達到775℃以上。因為這個標準的特點是如果是使用GWIT在775℃以上的材料成型的零件/產品，就可以免除灼熱絲著火試驗（GWT），所以對于具有優良GWIT的材料，市場要求就特別迫切。

圖1 IEC60335-1 第4版（白色家電的安全標準）的耐火性要求


2.灼熱絲試驗

GWIT的試驗方法在IEC60695-2-13標準中有如下所規定。圖2是灼熱絲試驗裝置及GWIT試驗的示意圖。GWIT溫度是指試驗片與灼熱絲（發紅高溫棒接觸）30秒仍不著火的高溫度（25℃為一個刻度）再加上25℃的溫度值。試驗片的建議厚度有0.75，1.5，3.0mm 3種。根據其生產的終產品的壁厚會受制于測試合格的試驗片的厚度。因此，如果選用對于3種建議厚度全部合格的材料，零件的壁厚將不受任何制約，而且與零件的形狀無關，灼熱絲著火試驗（GWT）可一律免除。

圖2 灼熱絲試驗裝置及GWIT試驗


3.阻燃PBT樹脂的GWIT

圖3代表30％阻燃玻璃纖維增強PBT（UL94V-0，本公司的品級）的GWIT與試驗片厚度的關系。每個建議厚度都沒能滿足IEC60335-1規定的GWIT值在775℃以上的要求。特別是厚度在1.5mm時出現了特異性的低值。我們認為這是由于與加熱絲接觸時材料分解，釋放出的可燃性氣體在加熱絲燒穿試驗片的瞬間發生了著火。對于厚度為0.75mm的情形，因在試驗的初期加熱絲就燒穿試驗片，分解釋放的氣體量少，不易著火；對于厚度為3.0mm的情形，同樣溫度和時間下加熱絲不致于燒穿試驗片，因此也不易著火。

圖4是GWIT試驗過程的照片。用于試驗的材料是阻燃玻璃纖維增強PBT（UL94 V-0），在試驗過程中發生著火（試驗條件：電熱絲溫度750℃、試驗片厚度1.5mm）。

由上可知，要使PBT達到GWIT的要求值，光靠現有的阻燃技術是極難實現的。特別是要使所有的建議厚度都達到GWIT要求的775℃以上就更是困難，必需要有技術上的革新才有可能實現。

圖3 GWIT的試驗片厚度依賴性


4.開發灼熱絲特性優良的PBT樹脂

寶理塑料公司以其原有的阻燃高技術為基礎，再加上新的阻燃技術以及其獨特的混料高技術，成功地開發出了具有極其優良的灼熱絲特性的阻燃PBT材料「DURANEX」330GW。表1列出了「DURANEX」330GW的各種特性。

表1 「DURANEX®」330GW的各種特性
項目

試驗方法

ISO

 單位

新開發品級

330GW
1183 g/cm3 1.76
527-1.2 MPa 87
527-1.2 % 0.9
178 MPa 139
178 MPa 11,000
179-1 KJ/m2 5.2
75-1.2 ℃ 208
(UL94) - V-0(0.32mmt)
(IEC60695-2-13) ℃ 0.75mm2 ≥775
1.5mm2 ≥775
3mm2 ≥775
(IEC60112) V ≥250


圖5是經由德國認證機構VDE測試的GWIT試驗結果。「DURANEX」330GW在建議厚度0.75， 1.5，3.0mm上全部滿足了IEC60335-1的GWIT規定的775℃以上的要求。因此，「DURANEX」330GW用于繼電器、開關、接插件等電子零件的材料時，生產的終產品的壁厚將不受限制。而且，與產品的形狀無關，都可以免除經由VDE的灼熱絲著火試驗（GWT），滿足IEC60335-1的耐火性要求。此外，由于其CTI（Comparative Tracking Index）也達到了250V以上的優良值，對于近年來高漲的電器火災安全性要求也能輕松滿足。而且，對于UL94阻燃性，它也具有0.32mm厚的V-0級別的實力。

圖5 「DURANEX®」330GW的GWIT
（VDE給出的試驗值）

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