用热塑性塑料制造各种电气、电子零部件是目前电气电子工程应用塑料的一个发展方向,使用最多的是聚碳酸酯和尼龙。而改性聚苯醚(如Noryl)已成为尼龙有力的竞争对手。通用工程塑料制造电气电子零部件年消耗量,要占工程塑料总产量的30%左右。通用工程塑料还将会继续取代金属和热固性塑料在电气电子部门的应用。生产插头零部件的塑料正从热固性塑料迅速地向热塑性塑料特别是向工程塑料过渡。对比热固性塑料,使用热塑性塑料的优点是加工成型容易,能够成型形状复杂和壁薄的制品,如用热塑性塑料注射成型插座制品,其成型周期时间只需15~30s,而用热固性塑料则需1min以上。
1.聚酰胺
聚酰胺的电绝缘性能良好、耐电弧,制品易加工,力学性能优良,使用温度宽;缺点是吸水性大、尺寸稳定性较差。常利用填充、增强方法加以改性,其电绝缘等级通常处于E~B级。在电气电子绝缘中应用较多的PA6、PA66、PA11 PA1010、PA610等及其改性品种、增强(填充)品种。聚酰胺的冲击强度比较高,虽有吸水性,但少量吸水后冲击强度变大且能保持良好的电绝缘性能,广泛用于通用电子、电器零件的制作。PA经阻燃化处理后其阻燃等级能达UL94 V-0,且韧性高。PA66还具有优良的耐焊锡性。PA6因介电常数较大,故不宜用于高频率低损耗方面。
玻璃纤维增强的PA大量用于电动工具,如电钻、电锤的外壳。增强PA6 PA66,阻燃PA6、PA66,阻燃增强PA6、PA66,阻燃增强PA46或阻燃尼龙合金等品种主要用于制造电动机罩、电器框架、线圈绕线柱、电机叶片、电视机调谐零件(要求阻燃PA66)、电能表外壳、各种线圈骨架、继电器零件、电器外壳、热敏元件、各种接线柱及插座、插接器、高压断路器连接杆、限位开关、电线分路盘、继电器开关、电动机凸轮、电视机偏转器零件、熔丝盒、航空器接线盒、变压器、脉冲计数器、静电伏特计、遥控静电电子组件、熔断器盖、空气断电器等各种电气元件。透明聚酰胺可用来制作高压安全开关、流量计透明罩、油面指示计、熔断器罩、速度计等部件。
PA11在电气电子行业有广泛的应用。PA11的热性能良好,能够承受突发性的局部瞬间高温,且PA11的平均线胀系数与轻合金极为相近。因此,带有金属嵌件的PA11制品可以在高温下使用,且不易开裂,可用来制作插接件、接线柱、电器电源装置和继电器外壳等。无增强剂及添加剂的PA11具有自熄性能故适于制作接线盒。PA11极易注射成薄片,可用于制作开关盒。由于这种PA薄片的交替弯曲性能和柔软性都非常高,所以通过薄片的上下活动就可以操纵开关机械。在0~80℃的情况下,这种薄片可以使用数百万次。
2.聚碳酸酯
聚碳酸酯具有综合均衡的力学性能、热性能及介电性能,耐冲击性为一般热塑性塑料之首,透明度高,抗蠕变性、尺寸稳定性好,介电性能好,耐热性好可在-60~120℃下长期使用,自熄性好,吸水性小,是一种高韧性的E级绝缘塑料。聚碳酸酯较多的被注射成型为插接件、线圈框架、矿灯的电池壳、电话机壳。玻璃纤维增强的PC成型收缩率小,适于加工尺寸精度要求高的电子计算机、录像机、彩色电视机上用的部件。
PC薄膜可制作电容器电容介质、录音带、录像带等。
PC/ABS合金添加改性剂后,可以满足电气电子部件所需的耐热性、电性能、力学性能、阻燃性能的要求,适合电气电子不同部件的需要。PC/ABS合金可用来制作安全开关、强电插头、配电盒元件、插头、插座、整流器外壳、吸尘器罩壳、电熨斗外壳、照相机壳体、节能灯夹头等。PC/PS合金具有良好的耐水解性和耐热性,可用于制造洗衣机内筒。PC/PET合金可用于收音机外壳、传声器网架、电气开关、插接器、家用洗衣机定时器、吸尘器外壳等。玻璃纤维增强PC可用于生产印制电路板插座、继电器卡片,以及仪表工业上使用的线圈骨架接线座、尾座等。PC/ASA合金耐候性好,特别适宜制作室外使用的电子器件PC/PBT合金尺寸稳定性好,可用作电气插接件、强电插头的外加套环等。
3.聚甲醛
聚甲醛有良好的抗疲劳性、耐磨性和耐电弧性,在电器工业方面可制作电动工具的外壳、电扳手外壳、手电钻外壳、煤电钻外壳、开关手柄等。
4.热塑性聚酯
PET薄膜主要用于电气绝缘材料,如电容器、电缆绝缘、印制电路板布线基材、电机槽绝缘等。PET薄膜也应用于真空镀铝(也可镀锌、银、铜等)制成金属化薄膜,如金银线、微型电容器薄膜等。
玻璃纤维增强的PBT、PET具有优异的电性能,体积电阻率为1016Ω·cm介电强度大于20kV/mm。表7-2列出了GFPET在不同温度下的电性能。表7-3列出了PBT的电性能。
表7-2 GFPET在不同温度下的电性能
表7-3 PBT的电性能
阻燃增强、抗静电阻燃PBT、PET被广泛用作电子设备的插接件,如计算机插接件、电器变压器线圈骨架、断路器骨架、低压电器各种端子、节能灯外壳计算机风扇、电熨斗部件。(www.xing528.com)
PBT、PET合金在电器部件的应用,如吸尘器、电动剃须刀、空调器电控部件、聚焦电位器外壳、电器元件外壳,都已得到推广。
改性PBT在通信器材中的应用有PBT合金、增强PBT、阻燃PBT。主要用途是电缆光缆护套、程控交换机部件。
PBT/PET合金具有综合性能好、价格低、低温耐冲击性好的特点,可用于汽车内装件、家电外壳、电气电子和仪器仪表零件等。
PBT具有优良的电性能,玻璃纤维增强后其耐热变形温度可达200℃,在加入阻燃剂后,可开发出优良的耐燃品级。其广泛地用于输出变压器骨架、高压包及点火器、电刷支架、电器开关、集电环、电动机外壳、电子设备外壳、电子设备风叶、电容器外壳、负载断路开关、微动按钮、发光管显示器、系列端子板继电器、线圈骨架、接插件、电路插接器、集成电路基座、显像管座、吸尘器件、电源适配器、灯插座、电话分配箱、电话按键等。电视机、收音机、收录机所用的线圈骨架、插接件、高压包均可由PBT塑料制成。增强PBT可制作继电器和电容器外壳、微电机换向器的转子支架、护盖、刷架、可变电阻器的耐热部件、带焊片嵌件、电位器、耐焊性较好的开关外壳、电绝缘性良好的玻璃釉电位器,以及选频电位器等。PBT/ASA具有低翘曲、外观好、耐漏电痕迹性好、密度低的特点,可用于电子继电器、开关等。
增强PET适用于耐高温的白炽灯座,汽车灯座灯罩,要求耐热、化学稳定的印制电路底板,各种变压器和线圈骨架,继电器、硒整流器、电视机、半导体、录音机等零件和外壳。
5.聚苯醚
聚苯醚(PPO)具有一系列优异的力学性能,如热变形温度高(190℃)使用温度范围较广,具有优良的耐水解性和耐酸、碱、盐水性能,吸湿性低,有突出的抗蠕变性,尺寸稳定性好,电绝缘性能优良,自熄,无毒等。
改性PPO在家用电器电子元件中的应用包括无线电、电视、立体声元件扬声器、电话和烟探测器罩的部件配线装置、电路开关盒、继电器开关底座和彩色电视机元件、电视机和无线电设备的外壳。改性PPO在工业用电子电器中可制作插接器、线骨架、继电器、开关、继电器插座、调谐器零件、发光二极管电容器、发动机和发电机罩、计时器和警报器的固定变压器外壳、插座等。
6.特种工程塑料
聚苯硫醚(PPS)在电气电子领域大量使用,用作电器设备元件的占其总量的60%~65%。聚苯硫醚具有优异的性能,特别是在200℃仍具有良好的刚性和尺寸稳定性,以及高温、高频条件下具有优良的电绝缘性能,所以它特别适合制作电动机和发动机、电视机等电器的元件,以及高温高频条件下的电器元件。可用于制作高温、高压、高精度的电器元件,如高电压插座、端子板、插接件、变压器、阻流器、继电器中的骨架、H级各种绕线架、线圈管、开关、插座、电视频道旋钮、固态继电器、电动机转筒、电容器护罩、刷柄、磁传感器感应头、微调电容器、熔线支持件、接触断路器、印制基板、电路片支持物、电子零件VTR零件、熨斗零件、电子零件洗涤处理器以及热敏电阻、IC插座、IC和LS封装、电刷、电刷托架、启动器线圈、屏蔽罩等。
增强聚苯硫醚制品可用于变压器骨架、线圈骨架,在受热条件下工作的管座和带有金属嵌件、薄壁零部件。
聚砜制品可用于印制电路板、芯片载体、衬板、线圈骨架、接触器、套架电视机零件、电容器薄膜、高性能碱电池外壳。
聚酰亚胺薄膜主要用作柔性印制电路板基材或电动机和电容器的绝缘材料例如,宇航用柔性印制电路板、电绝缘、电线电缆等。热塑性聚酰亚胺用于电器的高温插座、插接器、印制电路板和计算机硬盘、集成电路晶片载流子等。
聚醚酰亚胺用于高强度和尺寸稳定的连接件、普通和微型继电器外壳、电路板、线圈、软性电路。
聚芳醚酮(PAEK)具有良好的电绝缘性,可用作电线和电缆的覆盖材料插塞连接器、印制电路板、半导体晶片浇注架等。
聚醚醚酮(PEEK)作为C级绝缘材料,具有耐高温高湿及可采用多种方式进行二次加工的优点。因此,在一些相关的C级绝缘中得到了成功的应用,如绝缘薄膜、线圈骨架、印制电路板、高温插接件等。PEEK在电子行业中的一个独特应用,就是试制成功超纯水的输送、储存设备,如管道、阀门、泵、容器等,现已在日本等国的超大规模集成电路生产中得到推广。
液晶聚合物(LCP)是近些年发展最快的高性能全新结构的特种工程塑料具有高强度和高模量的特点,加之耐热性、阻燃性、减振性和电绝缘性优良,因而在电气电子工业中的地位和作用日趋重要,发展速度很快,应用需求量增加很快。LCP在电气电子领域适于制造各种插接件、开关、印制电路板、绕线圈、线圈架和线圈封装、集成电路和晶体管的封装成型品、录像机部件、继电器盒、传感器护套、微型电动机的换向器、电刷支架和制动器材等。
随着以表面安装技术(SMT)和红外回流焊接技术为代表的高密度循环加工工工艺的发展,日益要求树脂能经受250℃以上高温,并要求制品薄壁、高强度、轻量化、微型化及高的尺寸精度,以降低光学畸变。LCP以其低的熔流黏度,最小的成型收缩率,高温下优良的力学性能,以及对几乎所有化学品的惰性等优异特性,使其成为模塑精细的高密度电气插接件(或接线盒)及其他复杂电子电气部件的必选材料。日本东丽公司开发了耐250℃高温的LCP,已用于电器的插头插接件、光盘拾音器等。美国Eastman化学公司开发了用Themx LG431型LCP精密注射成型的电路板连接器、数据通信转接器和无线电插接器,可用于高性能电子插接器的领域。
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