По мере стремительного развития современной электроники, сложных электрических систем и электромобилей возникает потребность в высококачественных пластиках. Пластики необходимы инженерам для производства такого важного электрооборудования, как разъемы, выключатели, автоматические выключатели и корпуса. Однако электричество выделяет тепло, а неисправности могут привести к образованию электрической дуги и перегреву, создавая серьезную пожарную опасность.
Чтобы избежать трагедий, инженерные сырые пластики следует модифицировать, делая их негорючими. И здесь вступает в дело меламин цианурат (MCA). В этой статье будет рассмотрено, как меламин цианурат повышает огнестойкость важных электрических компонентов, не изменяя их необходимых свойств.
Почему меламин цианурат (MCA) используется в электрических компонентах
Общее знание свойств меламин цианурата помогает объяснить, почему он стал широко используемой добавкой в производстве электрических компонентов.
MCA обеспечивает безгалогенную огнезащиту
Меламин цианурат (MCA) является безгалогенным азотсодержащим антипиреном. Исторически меламин цианурат (MCA) представляет собой безгалогенный антипирен, действующий за счет выделения азота. До появления современных экологических и санитарных норм, таких как RoHS и REACH, большинство компаний использовали галогенизированные (бромированные или хлорированные) антипирены. Было известно, что эти соединения чрезвычайно эффективно подавляют любое возможное пламя, но при горении выделяют густой, очень токсичный и коррозионный дым.
В настоящее время все производственные процессы ориентированы на использование безгалогенных добавок. MCA показывает наилучшие результаты при добавлении в полиамиды (нейлоны), особенно PA6 и PA66.
В этом конструкционном пластике MCA значительно замедляет скорость распространения пламени и повышает устойчивость пластика к возгоранию. В случае любых электрических неисправностей этот пластик не загорится.
Сохранение электрических и механических свойств
Огнестойкость не должна каким-либо образом ухудшать функциональные требования к компонентам. Физические требования к электрическим компонентам включают:
- Электроизоляция: Это способность компонента выдерживать утечку тока, несмотря на воздействие высокой влажности или загрязнений. Это можно оценить с помощью сравнительного индекса трекингостойкости (CTI).
- Механическая прочность: Это способность компонента выдерживать механические воздействия, такие как сборка, без растрескивания.
- Термическая стойкость: Способность выдерживать температуры во время работы без размягчения или разрушения.
- Размерная стабильность: Способность пластиковых деталей сохранять свою форму и допуски, несмотря на изменения температуры, чтобы обеспечить правильную фиксацию клемм.
Традиционные минеральные антипирены часто требуют высокого уровня наполнения (иногда более 30% по весу) для достижения эффективности. Такое высокое наполнение может сделать пластик хрупким и снизить его электроизоляционные свойства.
Применение MCA в ключевых электрических и электронных компонентах
Производители используют модифицированные MCA инженерные пластики в нескольких зонах повышенного риска в электрических сетях.
1. Разъемы и клеммные колодки
Разъемы и клеммные колодки можно найти в самых разных потребительских электронных устройствах, автомобильных жгутах проводов, станках и энергосистемах. Это оборудование защищает токоведущие соединения, которые требуют идеальной структурной соосности.
Корпус разъема должен обладать достаточной механической стабильностью для частого соединения и устойчивости к вибрации. Кроме того, он должен иметь надежные размеры, чтобы его внутренние металлические контакты оставались точно выровненными.
Благодаря использованию антипиренов MCA можно изготовить тонкостенный корпус разъема с самозатухающими свойствами. Используя меламинцианурат PA6, можно точно отформовать этот компонент без потери необходимых физических свойств.
2. Выключатели и реле
Как переключатели, так и реле постоянно совершают механические движения и контактируют с электричеством. Каждое замыкание и размыкание переключателя создает электрическую дугу, вызывающую некоторое количество тепла. Это тепло будет накапливаться в корпусе переключателя.
Все пластиковые материалы в переключателях и реле должны быть устойчивы к воспламенению от этой дуги и должны обеспечивать хорошую электроизоляцию, чтобы избежать любых межфазных коротких замыканий. Материал, модифицированный MCA, обладает всеми необходимыми качествами. Кроме того, поскольку MCA является очень мелким и неабразивным материалом, он не вызывает дополнительного износа оборудования для литья под давлением.
3. Автоматические выключатели и устройства защиты
Автоматические выключатели, устройства защитного отключения (УЗО) и промышленные контакторы предназначены для отключения питания при перегрузках по току, коротких замыканиях или замыканиях на землю. При срабатывании выключателя он управляет значительной тепловой и электрической энергией.
Корпуса и внутренние перегородки этих защитных устройств требуют исключительных показателей пожарной безопасности. Во многих таких применениях требуются пластики, соответствующие стандарту UL 94 V-0, что означает, что пластик должен прекратить горение в течение 10 секунд и не должен выделять горящие капли. Инженерные пластики, модифицированные MCA, обеспечивают этот высокий уровень огнезащиты, сохраняя при этом ударную вязкость, необходимую для выдерживания механического удара при срабатывании автоматического выключателя.
4. Электрические корпуса и кожухи
Для обеспечения более высокой степени защиты широко используется пластик MCA в крышках распределительных коробок, кожухах контрольной аппаратуры, источниках питания и бытовых приборах.
Поскольку внешняя оболочка защищает от факторов окружающей среды, а также обеспечивает изоляцию от напряжения, требуется, чтобы пластик впрыскивался в формы в чистых условиях, так как такой пластик имеет тенденцию плавно течь внутри форм и создавать однородные поверхности без деформации или потери огнестойкости.
Как выбрать MCA для применения в электротехническом пластике
Выбор правильной марки MCA требует согласования добавки с конкретным полимером и условиями обработки.
Полимерная система | Типичные области применения | Ключевые преимущества модификации MCA |
Полиамид 6 (PA6) | Разъемы, клеммные колодки, корпуса бытовой техники | Отличные текучесть, экономичность, высокое качество поверхности |
Полиамид 66 (PA66) | Автоматические выключатели, промышленные переключатели, мощные реле | Превосходная термостойкость, высокая механическая жесткость, стабильность при нагреве |
Выбор MCA в зависимости от полимерной системы
Выбор состава MCA во многом зависит от используемого базового полимера:
- Применение PA6: Полиамид 6 довольно часто используется благодаря сочетанию механических свойств и простоты обработки. Этот материал хорошо работает с MCA. Поэтому его можно использовать для производства больших объемов электрических деталей с чистыми поверхностями и быстрыми циклами.
- Применение PA66: Полиамид 66 обладает большей термостойкостью и механической жесткостью по сравнению с PA6. Этот материал чаще используется в промышленных деталях. Поскольку полиамид 66 обрабатывается при повышенных температурах, выбранная марка MCA должна обладать высокой термической стабильностью.
Учитывайте требования к огнестойкости и технологические требования
При выборе MCA покупателям и переработчикам следует учитывать, среди прочего, следующие критерии:
- Требуемый класс огнестойкости детали: Определите, необходим ли UL 94 V-2, V-1 или V-0, так как это определит дозировку MCA.
- Температура обработки: Материал MCA должен быть совместим с температурой плавления смолы, чтобы избежать газовыделения при обработке компаунда.
- Размер и дисперсия частиц: Измельченные мелкие частицы MCA легко диспергируются в полимерной матрице. Это способствует созданию стабильных характеристик огнестойкости детали.
Заключение
Меламин цианурат (MCA) продолжает оставаться важным элементом в разработке галогенсвободных инженерных пластиков, используемых в электротехнической и электронной промышленности. Будучи самозатухающим по своей природе, MCA обеспечивает эффективную огнестойкость без потери механической прочности и электроизоляционных свойств полиамидов.
Для производителей компонентов и компаундеров пластиков выбор правильной формы MCA имеет решающее значение для обеспечения хорошей работы этих компонентов в электротехнической промышленности.