夢想照進現(xiàn)實---阻燃增強PBT GWIT>850℃不是夢
作為電子電器零部件的重要標準，美國UL實驗室規(guī)定的UL94阻燃標準廣為人知，但該評估方法主要評價試樣與火焰直接接觸時燃燒性能，是一種被動阻燃安全指標。近年來，電子電器設(shè)備內(nèi)部塑料部件在使用過程中因接觸不良、過載、短路而過熱主動著火導致的火災卻頻繁發(fā)生。基于該背景，國際電工技術(shù)委員會對阻燃性標準作了大幅強化，要求業(yè)界執(zhí)行更為嚴格的灼熱絲阻燃測試標準，即要求家用及類似電器安全標準中提出長期無人值守電器所使用塑料件的阻燃性能必須滿足UL 94 V-0 級和750℃灼熱絲接觸材料30s 內(nèi)不起火或燃燒時間小于5s，即灼熱絲引燃溫度（GWIT）大于750℃；對于連接器、接觸開關(guān)、電機和斷路器殼體等特定部件則還要求GWIT 溫度大于850℃和灼熱絲可燃指數(shù)（GWFI）950℃。業(yè)界內(nèi)公認應用最有效的溴銻阻燃技術(shù)開發(fā)的阻燃增強PBT材料已經(jīng)無法滿足如此之高的灼熱絲要求。
相對于UL94的阻燃標準而言，提高阻燃材料GWIT溫度技術(shù)難度急劇上升，在于GWIT溫度的影響因素涉及固相阻燃和氣相阻燃的協(xié)同作用，單一方面的阻燃均不能滿足GWIT要求。提升GWIT的關(guān)鍵在于使塑料與灼熱絲接觸的表面迅速轉(zhuǎn)化成隔熱、隔氧和抑煙的保護層，對易燃的塑料起包覆和保護作用，延緩甚至阻止其被高溫源引燃。我們利用固相和氣相阻燃機理，通過復配技術(shù)自主開發(fā)提高GWIT的阻燃協(xié)效劑，應用該協(xié)效劑成功開發(fā)出耐850℃灼熱絲的超高等級阻燃增強PBT材料，下文簡要分析了該協(xié)效劑對阻燃增強改性PBT性能的影響。
（1）該協(xié)效劑對阻燃增強PBT材料GWIT性能的影響。
由上圖可知，阻燃增強PBT材料的GWIT溫度隨著協(xié)效劑含量的增加而逐漸升高，由普通阻燃的725℃提高至添加12%含量的870℃，遠遠高于IEC規(guī)定的長期無人值守的電器塑料件GWIT>750℃的要求，并且滿足連接器、接觸開關(guān)、電機和斷路器殼體等特定部件GWIT>850℃的超高要求。
（2）該協(xié)效劑對阻燃增強PBT材料流動性的影響。
隨著阻燃協(xié)效劑含量的增加，材料的流動性逐漸增加，由未添加的45g/10min提升至75.2g/10min，提高約65%。流動性的提高改善了材料的加工性能，降低注塑溫度，提高注塑效率，節(jié)約能源消耗。
（3）該協(xié)效劑對阻燃增強PBT材料物理力學性能的影響。
該協(xié)效阻燃劑對材料機械性能的影響分為兩個方面：一是，隨著協(xié)效劑含量的增加材料的拉伸、彎曲強度呈現(xiàn)下降趨勢，當添加量為5%時，其拉伸強度和彎曲強度只下降在15%以內(nèi)，而此時其達到GWIT>750℃，但沖擊強度上升約40%，換句話說，材料韌性更為優(yōu)異，物理機械性能完全可以滿足產(chǎn)品實際應用需求。另一個方面，其沖擊性能呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢，當協(xié)效劑含量為10%時，其沖擊強度提高約20%，但拉伸、彎曲強度有下降約20%，其GWIT可達到855℃，因此適用于GWIT要求更為嚴格的非承重部件。
目前為止，超高灼熱絲阻燃增強改性PBT材料，已獲得市場高度認可，廣泛應用于定時器外殼、電機風扇、接插件以及線圈骨架等部件，并且該材料擁有自主知識產(chǎn)權(quán)：專利名稱《高灼熱絲環(huán)保型阻燃增強PBT復合材料及其制備方法》（公開號： 102040807A）。
上海日之升科技有限公司
