具有優(yōu)良的熱絲特性 330GW

寶理塑料公司通過(guò)采用新型的阻燃技術(shù)和該公司獨(dú)特的混料高技術(shù)，開(kāi)發(fā)出了滿足新IEC的耐火標(biāo)準(zhǔn) （IEC60335-1標(biāo)準(zhǔn) 第4版）中，三個(gè)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(wú)關(guān)，都可以免除灼熱絲著火試驗(yàn)（GWT）。

前言（開(kāi)發(fā)背景）

作為電子零件的耐火性標(biāo)準(zhǔn)，UL（Underwriter’s Laboratories Inc.)規(guī)定的UL-94標(biāo)準(zhǔn)一直受到公認(rèn)。該測(cè)試法是將試驗(yàn)片與火焰頭的明火接觸，評(píng)價(jià)其燃燒性。一般來(lái)說(shuō)，火災(zāi)產(chǎn)生的原因大至可分為兩類，即明火引發(fā)和電器起火引發(fā)。近年來(lái)，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(guó)際電器標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議(International Electrotechnical Commission,簡(jiǎn)稱IEC)對(duì)耐火性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了大幅度地強(qiáng)化。它事實(shí)上就是一個(gè)要求使用不會(huì)被引燃的材料的一個(gè)極其嚴(yán)格的耐火性標(biāo)準(zhǔn)。 即使PBT（聚對(duì)二甲酸丁二醇酯）這樣優(yōu)良的工程塑料，也被認(rèn)為如果只是在傳統(tǒng)的阻燃技術(shù)的思路上進(jìn)行改進(jìn)，也不可能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的要求。寶理塑料公司通過(guò)將新的阻燃技術(shù)和該公司獨(dú)特的混料高技術(shù)結(jié)合，成功地開(kāi)發(fā)出了滿足這樣一個(gè)嚴(yán)格的IEC標(biāo)準(zhǔn)的品級(jí)。

1.新IEC標(biāo)準(zhǔn)

所謂新IEC標(biāo)準(zhǔn)，就是指白色家電的安全性規(guī)格的IEC60335-1標(biāo)準(zhǔn)第4版。圖1是IEC60335-1標(biāo)準(zhǔn)的耐火性要求的概略圖。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)白色家電，對(duì)在使用者不接觸的狀態(tài)下工作的機(jī)器零部件中，正常操作時(shí)其電流超過(guò)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(nèi)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(gòu)成這類零部件的材料的灼熱絲特性，要求其GWFI（Glow-wire Flammability Index）達(dá)到850℃以上。而且GWIT（Glow-wire Ignition Temperature）達(dá)到775℃以上。因?yàn)檫@個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)是如果是使用GWIT在775℃以上的材料成型的零件/產(chǎn)品，就可以免除灼熱絲著火試驗(yàn)（GWT），所以對(duì)于具有優(yōu)良GWIT的材料，市場(chǎng)要求就特別迫切。

圖1 IEC60335-1 第4版（白色家電的安全標(biāo)準(zhǔn)）的耐火性要求

2.灼熱絲試驗(yàn)

GWIT的試驗(yàn)方法在IEC60695-2-13標(biāo)準(zhǔn)中有如下所規(guī)定。圖2是灼熱絲試驗(yàn)裝置及GWIT試驗(yàn)的示意圖。GWIT溫度是指試驗(yàn)片與灼熱絲（發(fā)紅高溫棒接觸）30秒仍不著火的高溫度（25℃為一個(gè)刻度）再加上25℃的溫度值。試驗(yàn)片的建議厚度有0.75，1.5，3.0mm 3種。根據(jù)其生產(chǎn)的終產(chǎn)品的壁厚會(huì)受制于測(cè)試合格的試驗(yàn)片的厚度。因此，如果選用對(duì)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(wú)關(guān)，灼熱絲著火試驗(yàn)（GWT）可一律免除。

圖2 灼熱絲試驗(yàn)裝置及GWIT試驗(yàn)

3.阻燃PBT樹脂的GWIT
圖3代表30％阻燃玻璃纖維增強(qiáng)PBT（UL94V-0，本公司的品級(jí)）的GWIT與試驗(yàn)片厚度的關(guān)系。每個(gè)建議厚度都沒(méi)能滿足IEC60335-1規(guī)定的GWIT值在775℃以上的要求。特別是厚度在1.5mm時(shí)出現(xiàn)了特異性的低值。我們認(rèn)為這是由于與加熱絲接觸時(shí)材料分解，釋放出的可燃性氣體在加熱絲燒穿試驗(yàn)片的瞬間發(fā)生了著火。對(duì)于厚度為0.75mm的情形，因在試驗(yàn)的初期加熱絲就燒穿試驗(yàn)片，分解釋放的氣體量少，不易著火；對(duì)于厚度為3.0mm的情形，同樣溫度和時(shí)間下加熱絲不致于燒穿試驗(yàn)片，因此也不易著火。 圖4是GWIT試驗(yàn)過(guò)程的照片。用于試驗(yàn)的材料是阻燃玻璃纖維增強(qiáng)PBT（UL94 V-0），在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生著火（試驗(yàn)條件：電熱絲溫度750℃、試驗(yàn)片厚度1.5mm）。 由上可知，要使PBT達(dá)到GWIT的要求值，光靠現(xiàn)有的阻燃技術(shù)是極難實(shí)現(xiàn)的。特別是要使所有的建議厚度都達(dá)到GWIT要求的775℃以上就更是困難，必需要有技術(shù)上的革新才有可能實(shí)現(xiàn)。
圖3 GWIT的試驗(yàn)片厚度依賴性	圖4 GWIT試驗(yàn)的照片

4.開(kāi)發(fā)灼熱絲特性優(yōu)良的PBT樹脂

寶理塑料公司以其原有的阻燃高技術(shù)為基礎(chǔ)，再加上新的阻燃技術(shù)以及其獨(dú)特的混料高技術(shù)，成功地開(kāi)發(fā)出了具有極其優(yōu)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(xiàng)目	試驗(yàn)方法 ISO	單位		新開(kāi)發(fā)品級(jí) 330GW
				GF30%增強(qiáng)
密度	1183	g/cm3		1.76
拉伸強(qiáng)度	527-1.2	MPa		87
拉伸破壞應(yīng)變	527-1.2	%		0.9
彎曲強(qiáng)度	178	MPa		139
彎曲模量	178	MPa		11,000
簡(jiǎn)支梁抗沖擊強(qiáng)度（帶缺口）	179-1	KJ/m2		5.2
熱變形溫度（1.8MPa）	75-1.2	℃		208
燃燒性	(UL94)	-		V-0(0.32mmt)
GWIT	(IEC60695-2-13)	℃	0.75mm2	≥775
			1.5mm2	≥775
			3mm2	≥775
CTI	(IEC60112)	V		≥250

圖5是經(jīng)由德國(guó)認(rèn)證機(jī)構(gòu)VDE測(cè)試的GWIT試驗(yàn)結(jié)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(guī)定的775℃以上的要求。因此，「DURANEX」330GW用于繼電器、開(kāi)關(guān)、接插件等電子零件的材料時(shí)，生產(chǎn)的終產(chǎn)品的壁厚將不受限制。而且，與產(chǎn)品的形狀無(wú)關(guān)，都可以免除經(jīng)由VDE的灼熱絲著火試驗(yàn)（GWT），滿足IEC60335-1的耐火性要求。此外，由于其CTI（Comparative Tracking Index）也達(dá)到了250V以上的優(yōu)良值，對(duì)于近年來(lái)高漲的電器火災(zāi)安全性要求也能輕松滿足。而且，對(duì)于UL94阻燃性，它也具有0.32mm厚的V-0級(jí)別的實(shí)力。

圖5 「DURANEX®」330GW的GWIT （VDE給出的試驗(yàn)值）

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