無鹵工程塑料開啟更多防火應用

電子電器設備設計者最擔心的莫過于火災了——哪怕是最小的零件也能引起巨大的損失。隨著性能IDU的進一步增加，塑料制品在辦公及移動領域使用中的安全防火將變得更加重要。（圖：屹立塑料）

傳統材料一般選擇使用磷氮改性材料作為阻燃劑。這樣做的難題在于，紅磷會干擾塑料著色。在色調上，使用紅磷只能實現深色或紅色。另外，它的副作用會影響加工，而且在高溫和潮濕的環境中使用時具有較強的腐蝕性。常用的無機阻燃劑大多數以鋁、鎂的氫氧化物為基礎，使用劑量相對較高，因此不但嚴重地限制了塑料的加工性能——尤其是注塑成型，還影響著所生產零部件的機械性能。而氮系阻燃劑的主要代表——三聚氰胺氰尿酸鹽，僅可用于無填充聚酰胺。

但是，使用塑料替代金屬所需實現的不僅是較強的機械性能、長期強度，還有當溫度升高時，材料在尺寸和耐老化方面的穩定性。在大多數情況下，空間限制越大也就意味著電流攜帶元件及其附件之間的距離減小。塑料的絕緣性必須滿足日益提高的需求，通常情況下膜壁厚度較薄，是否具有較高的介電強度就需要確認。在生產中，我們需要通過微型化和功能高度集成去實現減重和降低成本，盡管相關聯的結構形狀和越來越薄的厚度帶來高要求，相應的熔體流動指數也需要得到實現和保障。

脫離傳統助劑也能行得通

除了以鹵素、紅磷和三聚氰胺或者其混合物為基礎的“傳統”阻燃改性材料的生產外，屹立塑料很早以前就已經開始開發具有更高機械和電性能的新型改性材料。很多經過增強和未增強的聚酰胺類（PA 6 和PA 6.6）以及近年來的PPA（聚鄰苯二甲酰胺）如今都納入了FRIANYL品牌之下，屹立公司表示其具有廣泛的應用經驗并通過了各種形式的認證。在所有改性材料的開發過程中，都應盡可能使其基本特性如工藝參數、機械性能等，與不含阻燃劑的改性材料保持一致。而這些要求中首先要保證的就是防火級別。除了一些根據UL、IEC和VDE測試標準執行的標準認證之外，現在幾乎沒有一個適用于不同國家和特殊的行業（如電子行業、飛機制造或鐵路運輸等）要求的國際通用的標準， 甚至有些公司往往會制定更多的特殊要求。

屹立塑料可滿足大范圍的UL PA類要求，能夠提供高達45%的玻璃纖維含量和幾乎所有的顏色解決方案，所有解決方案都是單一種來源。某些零部件的使用需要一定的限制條件，比如必須有耐高灼熱絲，這是用無鹵材料無法實現的，這時候可以從“傳統的”屹立塑料生產項目中找到符合條件的替代品。多個開發項目已經啟動，也將全面填補無鹵阻燃解決方案的此類空白。

無鹵阻燃塑料制品幾乎沒有阻燃劑析出表面的現象，這得益于它的配方，因為它們不含任何在低溫度下即發生反應的物質，所以與無保護材料相比，其工藝參數十分相似。為了實現性能的最大化，以滿足所需要的防火等級，屹立塑料會提供更深入的關于設計和仿真模擬方面的支持，以及生產方面的建議。

外殼的安全

作為世界領先的機柜系統供應商，Rittal也在追求無鹵阻燃這一目標。十多年前，該公司開始使用含現代阻燃劑的新材料替代有鹵材料。

電路板上的連接器必須能承受不同的焊機工藝（如SMD工藝）、260°C以上的高溫同時不會發生翹曲、起泡和熱分解。全新的無鹵阻燃PPA改性材料FRIANYL XT產品系列，能夠滿足這些要求，同時具有高度設計自由以及顏色選擇多樣的優勢。（圖：NILIT Plastics）

LKH Kunststofftechnik，利用注塑成型工藝生產Rittal所使用的多種零部件，積極開發并將無鹵材料用于現有及新型部件。機械性能和電性能至少要達到高溫材料采用傳統防火劑的性能指標。另一方面，操作過程必須高效。此外，某些材料的數量需求也出現了極大的不同：某些顏色特定的部件需要的操作數量較少，每月材料需求僅以千克計算，而標準的大批量加工材料的需求則數以噸計。在各種情況下都要保證供應——也要保證達到多年來的認證要求。

作為LKH的材料供應商，屹立塑料與LKH合作,在FRIANYL產品系列中各類聚酰胺塑料的基礎上開發解決方案，用于現有零部件及新產品。通過大量的模擬和實驗、對產品和注塑模型的設計修改、采用不同的材料等，這些都是技術工人用來進行調整的方法。借助自身從大量項目中積累的經驗以及阻燃聚酰胺方面的材料專有技術，屹立塑料與Rittal的合作提供了多個全新的或改良的方案，每一種方案都通過了UL、VDE、IEC60335、61439標準的常規安全認證。

“電子產品要求嚴格而且性能高，但是有時對于復雜的幾何體需要執行非常嚴謹的公差，二者的權衡需要一定的靈活性”，LKH 工程與銷售經理 Rüdiger Braun解釋說。與屹立塑料共同實施Moldflow并酌情調整材料添加劑，常給LKH的零部件和模型設計帶來好處。作為客戶，Rittal把所有塑料零部件必須達到的認證要求和供應商的安全保證看得高過一切。

從Rittal展示的所有示范材料來看，無鹵阻燃塑料與以往使用的高溫或標準阻燃材料相比，能更好地滿足安全、強度、設計等要求。簡單操作即可更換，而且含有不同玻璃纖維含量的標準聚酰胺價格更低，利用這些優勢的同時均可以實現成本的降低。

性能的進一步提高成為可能

FRIANYL系列無鹵阻燃PPA改性材料提供的解決方案可以更廣泛地滿足機械性能、耐熱性和抗蠕變的要求，而這些性能受到PA6.6 達到極限值時的化學特性的影響。在尺寸穩定性強、零件復雜程度高、加工過程溫度高的電子工業可應用這一材料，如表面粘貼技術（SMD）零件，使用溫度高；再如高性能電子產品。另外，因為需要保證高溫使用時的部件安全，并在車輛的整個使用周期內需要較高的機械負荷，未來的電動車市場對此類解決方案的使用需求也將增加。對于需要在較長周期內保持功能、且通常為用戶肉眼無法看到、但其功能喪失會給人類及設備帶來巨大損失的零部件，屹立塑料提供材料替換。盡管阻燃性較高，但是這些材料常以更加經濟的方式生產，并且相對于可見零部件體積更小——通常具有絢麗的顏色。

防火標準

除了DIN標準以外，在國際上具有重要地位的還有按照美國安全監測實驗室公司（UL）要求進行的測試。后者是美國的電器技術產品認證組織，它制定的塑料制品測試方法以不同厚度的零件樣本的測試為基礎。V-0對應最高防火級別，V-1和V-2對應相對較低的要求。

歐洲標準IEC 60335 規定了低壓“家用和類似低壓電器”的安全要求。所提交的文件必須數據詳實，如設備的介電強度和機械性能。對于電器設備安全，德國及歐洲的各類標準中也可看到各種VDE標準的部分內容。

自2013年8月起實施的關于鐵路運輸車輛的歐洲標準EN45545-2，規定了具體的要求，這是特定行業實施具體防火標準的一個例子。