尼龍在低(dī)壓電(diàn)器(qì)上(shàng)的應用
尼龍在低(dī)壓電(diàn)器(qì)上(shàng)的應用
一、低(dī)壓電(diàn)器(qì)對塑料材料的一般要求
塑料應用于電(diàn)器(qì)産品上(shàng)，主要是基于它的絕緣性。從電(diàn)性能方面考慮，塑料可(kě)大(dà)緻分為(wèi)三類：第一類是非極性的或稍帶極性的塑料，如通(tōng)用塑料中的大(dà)部分烯烴類塑料，像PE、PP、PS等。這類材料介電(diàn)常數(shù)和(hé)介電(diàn)損耗低(dī)，電(diàn)阻率高(gāo)，而且不受外界頻率和(hé)溫度、濕度的影(yǐng)響。第二類是極性大(dà)的材料，如有(yǒu)增塑劑的PVC、酚醛模塑料以及尼龍等。它們的介電(diàn)強度和(hé)介電(diàn)損耗比第一類大(dà)得(de)多(duō)，且電(diàn)阻率也較低(dī)。第三類材料介于一、二類之間(jiān)，介電(diàn)常數(shù)在3～5之間(jiān)，tanδ在10-3～10-2之間(jiān)，電(diàn)阻率在1014～1016Ω之間(jiān)，這類材料有(yǒu)有(yǒu)機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、聚碳酸酯PBT、聚酰亞胺等。值得(de)注意的是，第二類和(hé)第三類塑料受外界頻率、溫度和(hé)濕度的影(yǐng)響很(hěn)大(dà)。
但(dàn)對于低(dī)壓電(diàn)器(qì)用塑料而言，電(diàn)絕緣性往往并不很(hěn)重要，這是因為(wèi)由于絕緣引起的問題很(hěn)少(shǎo)，一般塑料都能勝任低(dī)壓電(diàn)器(qì)對材料絕緣性的要求。相比之下，其他性能就顯得(de)更重要些(xiē)，這些(xiē)性能包括：力學性能、熱性能、阻燃性能、加工性能、是否環保、性價比和(hé)使用壽命等。
聚碳酸酯、尼龍和(hé)PBT雖然屬于第二、三類材料，但(dàn)由于其優異的力學性能、熱性能和(hé)加工性能，被低(dī)壓電(diàn)器(qì)制(zhì)造商選為(wèi)首選材料。但(dàn)純的材料還(hái)不能滿足低(dī)壓電(diàn)器(qì)對材料諸多(duō)性能的要求，因些(xiē)需通(tōng)過改性來(lái)實現。
二、工程塑料的改性方法及效果
1.力學性能和(hé)熱性能的改進
尼龍（PA）和(hé)PBT屬結晶型材料，添加礦物或玻璃纖維可(kě)大(dà)大(dà)提高(gāo)材料的力學性能和(hé)熱性能。尤以玻璃纖維增強效果最為(wèi)明(míng)顯。
2.阻燃性能的改進
電(diàn)器(qì)産品已滲透到各個(gè)領域，無論是工業制(zhì)造、交通(tōng)運輸、國防、還(hái)是家(jiā)電(diàn)、通(tōng)訊等無處不在。由于塑料是一種可(kě)燃物質，在發生(shēng)火(huǒ)災時(shí)，塑料起到了助燃作(zuò)用。據統計(jì)因電(diàn)器(qì)老化或電(diàn)器(qì)意外故障引起的火(huǒ)災占火(huǒ)災總數(shù)的半數(shù)以上(shàng)。因此，出于安全原因，用于電(diàn)子電(diàn)器(qì)的塑料産品均需要阻燃。傳統的阻燃劑被認為(wèi)是不環保的，易産生(shēng)二惡英等緻癌物質，歐盟已明(míng)令禁止在電(diàn)子電(diàn)氣産品中使用某些(xiē)有(yǒu)害物質，因此，電(diàn)子電(diàn)器(qì)用塑料均要采用環保型阻燃劑。
（1）有(yǒu)鹵環保型阻燃體(tǐ)系
在塑料中使用有(yǒu)鹵阻燃劑量最大(dà)的是十溴聯苯醚。雖然歐盟在禁止使用的有(yǒu)害物質中将其列為(wèi)豁免名單，但(dàn)由于在生(shēng)産這種阻燃劑時(shí)，其相關的副産物難以除盡，因此選用十溴聯苯醚存在着潛在的危險。目前可(kě)供選用的有(yǒu)鹵環保型阻燃劑有(yǒu)十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化環氧、BC-58（苯氧基四溴雙酚A碳酸酯齊聚物）等。
（2）無鹵環保型阻燃體(tǐ)系
随着歐盟RoHS指令的頒布實施，無鹵阻燃已是大(dà)勢所趨。目前較成熟的無鹵阻燃劑有(yǒu)三大(dà)類：一是磷系阻燃劑、二是氮系阻燃劑、三是氫氧化物阻燃劑、磷系阻燃劑和(hé)氮系阻燃劑可(kě)用于PC、尼龍和(hé)PBT中。近幾年還(hái)開(kāi)發了矽系阻燃劑和(hé)芳香族磺酸鹽類阻燃劑，這些(xiē)阻燃劑用到PC中起到了很(hěn)好的效果。
三、電(diàn)器(qì)專用料的性能與用途
1.PA6電(diàn)器(qì)專用料
尼龍6（PA6）是由己內(nèi)酰胺開(kāi)環縮聚而成，聚酰胺大(dà)分子結構中含有(yǒu)大(dà)量的酰胺基團，大(dà)分子末端為(wèi)氨基（－NH2）或羧基（－COOH），是一種強極性，能形成氫鍵且具有(yǒu)一定反應活性的半結晶性聚合物。由于有(yǒu)大(dà)量的酰胺鍵，而酰胺鍵可(kě)以與水(shuǐ)分子配位形成氫鍵，因此表現出一定的吸水(shuǐ)性。
PA6具有(yǒu)優異的綜合性能：強度高(gāo)、韌性較好（濕态）；耐油、耐有(yǒu)機溶劑、耐化學藥品性能好；摩擦系數(shù)小(xiǎo)，自潤滑性能優良；加工性能好。随着電(diàn)子電(diàn)器(qì)和(hé)通(tōng)訊設備朝小(xiǎo)型化、輕量化、高(gāo)性能化發展，尼龍改性材料的用量越來(lái)越大(dà)。
但(dàn)是尼龍材料也存在着不足之處。首先阻燃性能不好，未經過改性的尼龍材料不能滿足電(diàn)器(qì)行(xíng)業對材料的阻燃性能要求。其次吸水(shuǐ)性較大(dà)，導緻材料的尺寸變化，同時(shí)材料變軟，還(hái)使得(de)材料的絕緣性能有(yǒu)所降低(dī)，表面電(diàn)阻率從1014Ω.cm降到1012～1013Ω.cm。
日之升公司針對市場(chǎng)需求，開(kāi)發了系列尼龍6阻燃産品，主要性能指标如表。
該系列産品主要用于小(xiǎo)型斷路器(qì)和(hé)漏電(diàn)保護器(qì)外殼以及繞線圈支架等等。
2.PA66電(diàn)器(qì)專用料
目前電(diàn)子電(diàn)器(qì)産品正朝着小(xiǎo)型化和(hé)多(duō)功能化方向發展，因此要求所使用的工程塑料不但(dàn)要阻燃、環保，而且要耐更高(gāo)的環境溫度。由于PA6自身熔點的限制(zhì)，改性産品的耐熱性在某些(xiē)場(chǎng)合達不到要求。為(wèi)此我們開(kāi)發了以PA66為(wèi)基材的電(diàn)器(qì)用阻燃增強材料。
日之升系列尼龍66阻燃産品性能指标如下表。
該系列産品主要應用在電(diàn)子電(diàn)器(qì)、開(kāi)關插座、斷路保護器(qì)、小(xiǎo)家(jiā)電(diàn)內(nèi)部件、接插件、電(diàn)器(qì)連接器(qì)等。
3．高(gāo)溫尼龍在電(diàn)子電(diàn)器(qì)工業上(shàng)的應用
尼龍在電(diàn)氣及電(diàn)子工業具有(yǒu)極大(dà)的潛力，低(dī)壓開(kāi)關對尼龍的需求已經有(yǒu)很(hěn)大(dà)的增長。在電(diàn)器(qì)小(xiǎo)型部件中，密集型插針要求抗漏電(diàn)性能（CTI）很(hěn)高(gāo)的塑料材料。同時(shí)，由于電(diàn)氣設備微型化的趨勢或工作(zuò)電(diàn)流的增加，其內(nèi)部元件溫度會(huì)上(shàng)升得(de)相當高(gāo)。集成電(diàn)路闆的持續微型化趨勢和(hé)表面實裝技(jì)術(shù)（SMT）的廣泛采用，催生(shēng)了更加薄壁的小(xiǎo)型表面貼裝元件（SMD）。這些(xiē)電(diàn)子元件需要承受現代回流焊接工藝中的高(gāo)峰值溫度。這就要求使用的材料同時(shí)具有(yǒu)較高(gāo)的長期使用溫度、較高(gāo)的硬度和(hé)高(gāo)溫時(shí)較低(dī)的蠕變等性能。
由于高(gāo)溫尼龍（HTN）傑出的內(nèi)在特性，既具有(yǒu)超過265℃以上(shàng)的熱變形溫度，又有(yǒu)傑出的韌性和(hé)極佳的流動性，因而能夠滿足SMT工藝對元器(qì)件的耐溫要求。用HTN高(gāo)流動規格制(zhì)成的塑料部件在高(gāo)達270℃的回流焊接過程中仍能保持尺寸的一緻性。此類塑料部件常常使用LCP等材料。但(dàn)在性價比方面，HTN足以與PPS、PEI、PES和(hé)LCP材料相抗衡。因此HTN可(kě)應用于以下領域和(hé)巿場(chǎng)：斷路器(qì)，接插件如：電(diàn)源連接器(qì)、存儲卡連接器(qì)、插座；電(diàn)動機部件；計(jì)算(suàn)機及其輔助設備；電(diàn)氣産品及家(jiā)用電(diàn)器(qì)等。