电子产品用改性工程塑料的认证需求

发布:防静电pc板 浏览:297次 发布时间:2020-10-28

当前我国信息制造业已成为国民经济战略性、基础性、先导性支柱行业。但是近年来出口环境的变化对中国生产的计算机、手机等电子产品产生了不小的影响。特别是欧盟近几年出于技术壁垒考虑出台的WEEE、ROHS和REACH等相关指令法规对中国出口电子产品产生了很大的影响。


除了环境因素对改性工程塑料的限定外,国外客户对产品的其他物理机械性能也提出了很多认证要求。比较常见的有UL认证和VDE认证。UL认证是由美国Underwriters Laboratory INC开展的对改性工程塑料常规性能的认证,主要涉及产品阻燃性能、电性能、物理机械性能方面的认证。而VDE认证则是主要针对由工程塑料制备的制件所开展的性能认证。从实用性角度来说,一般工程塑料生产商只需承做UL认证即可满足一般出口要求。



电子产品对塑料的基本要求


目前国内电子产品用塑料供应商为迎合客户及出口需要基本都需要在美国Underwriters Laboratories Inc认证公司对自己的产品性能做相关认证,符合认证标准即可满足下游客户出口美国、欧盟等地的需求。笔者以UL公司对材料认证项目对材料需求一一罗列如下:UL公司对材料认证主要有以下几类:阻燃性、电性能、长期热老化性能、尺寸稳定性、物理机械性能和材料循环再利用性能。其中又以阻燃性、电性能(主要做CTI测试)两类为最基本测试要求;长期热老化性能因为测试周期较长、测试费用较高只在特殊部位使用因此做的较少;而尺寸稳定性和产品的物理机械性能的要求主要体现在生产商和下游客户之间的产品合同中,因此这两项测试内容也很少有客户要求在UL公司做认证。某些客户对材料的循环再利用性能有较高的要求,该性能主要考察材料在保持基本性能不变的情况下,回收材料可重复利用的百分比。


阻燃性


阻燃性主要通过以下几项测试:UL-94标准的阻燃条阻燃性能测试、灼热丝阻燃(HWI, hot wire ignition)、瞬间大电流阻燃(HAI, high current arc resistance to ignition)、灼热丝可燃指数(GWFI, glow-wire flammability index)、灼热丝起燃温度(GWIT, glow-wire ingnition temperature)。其中又以UL-94标准测试作为材料阻燃性能的最基本要求。该项测试主要根据产品所含增强材料的类型、数量、产品颜色、阻燃样条厚度(根据产品所制部件的厚度确定)进行测试。测试结果分为几个级别,最高级别为阻燃V-0级、其次为V-2级。产品阻燃性能主要根据产品厚度区分、阻燃级别越高最终获得UL公司公布的产品阻燃厚度越薄。目前在UL公司公布的检测结果中以0.32mm 阻燃V-0为最高阻燃级别。根据实践经验,相同的阻燃剂添加量下,样条越薄阻燃性能越差。较高阻燃级别的样条通常也意味着较多数量的阻燃剂添加。但是大量阻燃剂的加入也会对产品其他性能如物理机械性能产生破坏性影响,因此具有较高阻燃级别同时又具有优良物理机械性能的产品从技术角度来说具有一定的难度。


电性能


电性能主要有相对耐漏电起痕指数(CTI, comparative tracking index),高电压电弧导电速率(HVTR, high voltage arc tracking rate),耐电弧性测试(D495,arc resistance),介电强度(dielectric strength),体积电阻率(volume resistance)五项测试内容。其中以CTI测试最为普遍,该项测试采用3mm厚样片在滴加50滴0.1%氯化钠电解液条件下材料不被破坏的最大电压为测试结果,根据结果划分不同级别。



根据UL-746C标准(1)所述,室内使用电子设备用塑料CTI至少满足4级要

求;室外使用电子设备CTI至少满足3级要求;使用环境比较恶劣,环境较为污浊的情况下电子设备CTI必须满足2级要求。但是根据实践经验,出口产品不分室内室外,CTI级别客户要求是必须满足2级要求。



长期热老化性能


长 期 热 老 化 性 能 以 相 对 热 指 数(RTI,relative thermal index)作为衡量标准。该项测试考察的是使用该产品制造的终端部件在长期使用时的最高使用温度,通过较短期的测试预测产品在10万小时长期工作受热情况下产品性能的保持率。主要包含三个测试内容,分别为样条拉伸强度保持率、样条冲强度保持率和样片电性能保持率。作为基础数据,该标准将聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)和聚丙烯(PP)纯树脂的RTI值分别规定为75℃、75℃、65℃和65℃。该数据表明以上材料制备的产品可以在给定温度情况下正常使用较长时间而不会有较为明显的性能破坏。但是经过增强改性的产品的RTI值可以有较大的提高,例如杜邦公司玻纤30%增强阻燃PET的最大RTI值155℃(0.4mm V-0),北京市化学工业研究院玻纤增强阻燃PET最大RTI值达到140℃(0.4mm V-0),宝理公司玻纤增强30%阻燃PBT的最大RTI值130℃(0.4mm V-0),美国苏尔曼公司室外使用的PP产品RTI值可达到105℃(0.75mm V-0)。一般电器用塑料RTI值大于125℃即可满足要求。


物理机械性能


用于电子产品的阻燃塑料一般要求具有较高的物理机械强度以便后续金属附件的安装。金属附件的安装有嵌入、焊接、点焊、铆接、热/冷压等方式。以上几种安装方式都要求塑料具有一定的机械强度以满足安装、使用要求。以玻纤30%增强阻燃PBT材料为例,该类型材料的拉伸强度一般大于110 MPa、弯曲强度一般大于150 MPa、简支梁缺口冲击强度一般大于9 kJ/m^ 2 、简支梁非缺口冲击强度一般大于40 kJ/m^2 、热变形温度一般大于200℃。热性能:电子产品用塑料一般要求具有较高的热变形温度。继电器、电容器采用塑料外壳时在安装工序中最后一步灌封工序,要求塑料外壳在较高温度(PBT材料120℃、PET材料150℃)下预热2个小时以便产品获得较好的灌封效果。继电器如果发生短路,继电器内部瞬间高温可达160℃以上,常规塑料如PP材料在此温度下会产生熔融现象,因此PP材料不适用于继电器或电容器外壳。电子接插件点焊金属件至塑料基体要求塑料具有瞬间耐高温250℃以上,并且在焊点周边塑料基体不能有黄变和裂纹。


循环再利用性能


针对某些特殊客户的特殊模具,一次注塑成品仅占水口料重量的10~20%,如果将水口料全部废弃将产生极大的浪费。因此某些客户提出回掺料30~50%的条件下,材料应具有与全新料相同的基本性能。考察的性能有阻燃性、拉伸或弯曲等物理机械、电性能等。针对客户的不同要求考察不同的材料性能。(举例如表2)



根据经验,用于一般电子产品的改性工程塑料建议做的UL认证有阻燃(0.8mm~3.0mm)、电性能(CTI)和循环再利用性能。有这三项认证基本可以满足一般出口电子产品的认证需求。

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