Aplicações de Cianurato de Melamina (MCA) em Peças Elétricas
Criado em 07.22
Com o rápido desenvolvimento atual de eletrônicos modernos, sistemas elétricos complexos e carros elétricos, surge a necessidade de plásticos de alta qualidade. Os plásticos são necessários para que os engenheiros produzam equipamentos elétricos importantes, como conectores, interruptores, disjuntores e invólucros. No entanto, a eletricidade produz calor, e falhas podem levar à formação de arco elétrico e superaquecimento, criando sério risco de incêndio.
Para evitar tragédias, plásticos brutos de engenharia devem ser modificados para torná-los não inflamáveis. E é aqui que entra o cianurato de melamina (MCA). Este artigo discutirá como o cianurato de melamina melhora a resistência à chama de componentes elétricos importantes sem alterar suas propriedades necessárias.
Por que o Cianurato de Melamina (MCA) é Usado em Componentes Elétricos
O conhecimento geral das propriedades do cianurato de melamina ajuda a explicar por que ele se tornou um aditivo comumente usado no campo da fabricação de componentes elétricos.
O MCA Oferece Desempenho de Retardante de Chama Livre de Halogênio
Cianurato de melamina (MCA) é um retardante de chama sem halogênio, à base de nitrogênio. Historicamente, o cianurato de melamina (MCA) é um retardante de chama sem halogênio que atua liberando nitrogênio. Antes do advento das regulamentações ambientais e de saúde atuais, como RoHS e REACH, a maioria das empresas utilizava retardantes de chama halogenados (bromados ou clorados). Sabe-se que esses compostos eram extremamente eficientes na supressão de qualquer possível chama, mas emitiam fumaças espessas, muito tóxicas e corrosivas durante a queima.
Atualmente, todos os processos de produção estão orientados para o uso de aditivos sem halogênio. O MCA apresenta melhores resultados quando adicionado a poliamidas (nylons), especialmente PA6 e PA66.
Com este plástico de engenharia, o MCA retarda consideravelmente a taxa de propagação da chama e melhora a resistência à ignição do plástico. Em caso de qualquer problema elétrico, este plástico não pegará fogo.
Manutenção das Propriedades Elétricas e Mecânicas
A retardância de chama não deve comprometer de forma alguma os requisitos funcionais dos componentes. Os requisitos físicos para componentes elétricos incluem:
- Isolamento Elétrico: É a capacidade do componente de suportar vazamento de corrente, apesar da exposição a altos níveis de umidade ou contaminação. Isso pode ser avaliado através do Índice de Rastreamento Comparativo (CTI).
- Robustez Mecânica: É a capacidade do componente de suportar manuseio mecânico, como montagem, sem rachar.
- Robustez Térmica: A capacidade de suportar temperaturas durante a operação sem amolecer ou se degradar.
- Estabilidade Dimensional: A capacidade das peças plásticas de manterem sua forma e tolerâncias apesar das mudanças de temperatura, para garantir que os terminais estejam fixados corretamente.
Os retardadores de chama tradicionais à base de minerais geralmente exigem altos níveis de carga (às vezes acima de 30% em peso) para serem eficazes. Essas altas cargas podem tornar o plástico quebradiço e reduzir seu isolamento elétrico.
Em contraste, o MCA alcança excelente retardamento de chama com níveis de carga muito mais baixos. Essa eficiência permite que formulações de MCA em PA6 e MCA em PA66 mantenham excelente tenacidade mecânica, alta estabilidade dimensional e resistência elétrica superior.
Aplicações do MCA em Componentes Elétricos e Eletrônicos Chave
Os fabricantes utilizam plásticos de engenharia modificados com MCA em várias zonas de alto risco dentro de redes elétricas.
1. Conectores e Blocos de Terminais
Conectores e blocos de terminais podem ser encontrados em todos os tipos de eletrônicos de consumo, chicotes elétricos automotivos, máquinas e sistemas de rede elétrica. Este hardware protege conexões energizadas, que exigem alinhamento estrutural perfeito.
Um invólucro de conector precisa ter estabilidade mecânica suficiente para acoplamento frequente e vibração. Além disso, precisa ter dimensões confiáveis para que seus contatos metálicos internos permaneçam precisamente alinhados.
Através do uso de retardantes de chama MCA, é possível fabricar um invólucro de conector de parede fina que é autoextinguível. Através do uso de PA6 com cianurato de melamina, é possível moldar este componente com precisão sem perder nenhuma propriedade física necessária.
2. Interruptores e Relés
Tanto os interruptores quanto os relés movem-se mecanicamente constantemente e entram em contato com a eletricidade. Cada abertura e fechamento de um interruptor cria um arco elétrico que gera uma certa quantidade de calor. Esse calor se acumula no corpo do interruptor.
Todo o material plástico em interruptores e relés deve ser resistente à ignição por esse arco e deve ser capaz de fornecer um bom isolamento elétrico para evitar curtos-circuitos entre fases. O material modificado com MCA possui todas as qualidades necessárias. Além disso, como o MCA é um material muito fino e não abrasivo, ele não causa desgaste extra nas máquinas de moldagem por injeção.
3. Disjuntores e Dispositivos de Proteção
Disjuntores, dispositivos de corrente residual (DRs) e contatores industriais são projetados para interromper a energia durante sobrecorrentes, curtos-circuitos ou faltas à terra. Quando um disjuntor desarma, ele gerencia uma quantidade substancial de energia térmica e elétrica.
Os invólucros e as barreiras internas desses dispositivos de proteção exigem um desempenho excepcional de segurança contra incêndio. Muitas dessas aplicações demandam plásticos que atendam ao padrão UL 94 V-0, o que significa que o plástico deve parar de queimar em 10 segundos e não pode gotejar partículas flamejantes. Os plásticos de engenharia modificados com MCA oferecem esse alto nível de proteção contra incêndio, preservando a resistência ao impacto necessária para suportar o choque mecânico do disparo de um disjuntor.
4. Invólucros e Gabinetes Elétricos
Para fornecer maior proteção, há um uso extensivo de plástico MCA em tampas de caixas de junção elétricas, gabinetes para aparelhos de controle, fontes de alimentação e eletrodomésticos.
Como o invólucro externo protege contra fatores ambientais, além de isolar da tensão, é necessário que os plásticos sejam injetados em moldes em condições limpas, pois esses plásticos tendem a fluir suavemente dentro dos moldes e produzir superfícies uniformes, sem empenamento ou falta de resistência à chama.
Como Escolher MCA para Aplicações Elétricas em Plásticos
Selecionar o grau correto de MCA exige combinar o aditivo com o polímero específico e o ambiente de processamento.
Sistema Polimérico | Aplicações Típicas | Principais Vantagens da Modificação com MCA |
Poliamida 6 (PA6) | Conectores, bornes, invólucros de eletrodomésticos | Excelentes propriedades de fluxo, custo-benefício, alta qualidade superficial |
Poliamida 66 (PA66) | Disjuntores, interruptores industriais, relés de alta capacidade | Resistência superior a altas temperaturas, alta rigidez mecânica, estável sob calor |
Selecionar MCA com Base no Sistema de Polímero
A seleção da formulação de MCA dependerá muito do polímero base utilizado:
- Aplicação em PA6: A Poliamida 6 tem sido usada com bastante frequência devido à sua combinação de propriedades mecânicas e facilidade de processamento. Este material funciona bem com MCA. Portanto, pode ser usado para fabricar grandes volumes de peças elétricas com superfícies limpas e ciclos rápidos.
- Aplicação em PA66: A Poliamida 66 possui maior resistência ao calor e rigidez mecânica em comparação com a PA6. O material tem sido mais utilizado em peças industriais. Como a poliamida 66 é processada em temperaturas elevadas, o grau de MCA selecionado deve ser altamente estável termicamente.
Considere a Classificação de Chama e os Requisitos de Processamento
Ao selecionar MCA, compradores e processadores devem considerar os seguintes critérios, entre outros:
- Classificação de Chama Necessária para a Peça: Determine se é necessária uma classificação UL 94 V-2, V-1 ou V-0, pois isso determinará a dosagem de MCA.
- Temperatura de Processamento: O material MCA precisa ser compatível com a temperatura de fusão da resina para evitar a liberação de gases durante o processamento do composto.
- Tamanho e Dispersão das Partículas: Partículas pequenas moídas do MCA dispersam-se facilmente na matriz plástica. Isso ajuda a criar um desempenho consistente de resistência à chama na peça.
Conclusão
O cianurato de melamina (MCA) continua a ser um elemento essencial no desenvolvimento de plásticos de engenharia livres de halogênio utilizados nas indústrias elétrica e eletrônica. Por ser autoextinguível por natureza, o MCA ajuda a fornecer retardância de chamas eficiente sem perder nenhuma das propriedades de resistência mecânica e isolamento elétrico das poliamidas.
Para os fabricantes de componentes e compounders de plástico, escolher a forma correta de MCA é crucial para garantir o bom desempenho desses componentes na indústria elétrica.
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