低压成套开关设备中塑料件的阻燃特性分析

论述正文：

在低压成套开关设备中存在大量的塑料件，例如放置分支母线的多功能板、抽屉边板、隔板、通风百叶窗、各种低压开关电器的塑料结构件、母线支撑件等。

用于低压成套开关设备中的塑料包括ABS、PS、PC和PPO。其中ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。在低压成套开关设备中常常用于制造结构件；PS是聚苯乙烯系塑料，是指其大分子链中包括苯乙烯基的一类塑料，它具有良好的透光性。在低压成套开关设备中常常用于仪器仪表的透明面板、信号灯外壳等，以及胶结剂；PC是聚碳酸酯塑料，常用于制造电子电器的外壳，它能满足电子电器壳件对材料韧性、强度、耐热等方面的高性能要求；PPO是聚苯醚塑料，它具有较高的耐热性，常用于制造齿轮、绝缘件、风叶等，可制成电机转子、电机机壳和变压器零件。

显然，这些材料在低压成套开关设备中的应用是极其广泛的，它们具有其他材料不可替代的种种优点。但是塑料制品有一项基本要求，就是必须具备阻燃特性。那么什么是塑料材料的阻燃特性呢？

1.常用塑料制品中的两类阻燃剂

在常用塑料制品中有两类阻燃剂，其一是卤素加锑，其二是磷加氮。

卤素是指元素周期表中的第Ⅶ主族元素，包括氟、氯、溴、碘、砹等。在卤素中最常用的材料为溴化物，溴化物价廉而且阻燃效果非常好。在使用溴化物时常常加入锑作为配合剂，锑能增强了阻燃剂的效果。掺入卤素阻燃剂的塑料包括ABS和PS等。

磷加氮阻燃剂中氮作为磷的配合剂。掺入磷加氮阻燃剂的塑料是PC和PPO等。

2.阻燃剂的划分

阻燃剂被划分为三种类型。

（1）阻燃划分方法之一：氧指数法

氧指数法的国家标准是：GB/T 2406.1—2008《塑料 用氧指数法测定燃烧行为 第1部分：导则》。其中氧指数是在规定的条件下试样在氧、氮混合气体中维持平稳燃烧所需的最低氧气浓度，以氧所占的体积百分比来表示。

（2）阻燃划分方法之二：点着温度法

点着温度法的国家标准是：GB/T 4610—2008《塑料 热空气炉法点着温度的测定》。点着温度是在规定的实验条件下，从材料中分解出的可燃气体，经过外部火焰点燃并燃烧一定的时间的最低温度，它的试样是粒度为0.5～1.0mm的颗粒塑料。

（3）阻燃划分方法之三：美国专业协会的UL94燃烧标准(www.xing528.com)

美国专业协会的UL94燃烧标准。目前得到广泛引用。这种方法用来衡量材料的燃烧性能及特性。UL94方法将试样水平放置或者垂直放置，用本生灯点燃，观察试样的燃烧速度，以及自熄和滴落物。依据阻燃性提高的代码顺序如下：

水平放置：94HB

垂直放置：94V-2、94V-1、94V-0、94V-5VA和94V-5VB

绝大部分的工程用热塑性塑料均不用添加阻燃剂就可以通过HB级的测试。

我们来看UL94垂直燃烧试验的表格，见表2-13。

表2-13 UL94垂直燃烧试验

图2-32所示为UL94-V等级和阻燃剂增长的对应关系。

对于重量超过18kg的移动设备或者固定设备，在采用防火等级为94V-5V的材料同时厚度满足94V-5V等级的要求，那么防火壳体可以不用测试就可以通过HB级，见表2-14。

图2-32 UL94-V等级和阻燃剂增长的对应关系

有此可知防火等级与材料厚度有密切的关系，对某种材料除了要知道它的防火等级外，还要与材料厚度关联起来才能知道其防火阻燃能力。

表2-14 材料防火等级