【聚石化學】變壓器骨架為何可以選擇阻燃PP材料？

我們常講通用塑料的工程塑料化，本案中，阻燃PP材料取得工程塑料在某些場合的應(yīng)用，就是一個典型。

（一）變壓器被列入強制性安全認證

隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，家用電子產(chǎn)品的使用越來越普遍。人們除了要求提高產(chǎn)品性能指標外，對安全性要求也愈來愈高。近十幾年來，隨著安全認證工作的深入開展，促進了電子產(chǎn)品安全性能的分析與研究，使電子產(chǎn)品的安全性能不斷提高，在保護消費者的利益方面起了重要的作用。家用電子產(chǎn)品的安全問題是研究這類產(chǎn)品的安全要求和滿足這些要求的設(shè)計，以及在產(chǎn)品設(shè)計、制造、驗收中的安全測試檢查。最根本的目的是要求這類產(chǎn)品在規(guī)定的使用范圍內(nèi)，不管是在正常工作條件下，還是在故障條件下均能保證操作者（包括“外行人”）的安全，也就是防止“電擊、高溫、起火、有害射線、爆炸、機械結(jié)構(gòu)不穩(wěn)和運動部件、結(jié)構(gòu)件損壞、激光、毒氣”對人體的傷害。

作為電子產(chǎn)品的關(guān)鍵元器件變壓器，其安全性能是否能滿足安全要求，對于電子產(chǎn)品安全性能起到至關(guān)重要的作用。因此被列入強制性安全認證目錄中，電阻器、電容器、變壓器、行輸出變壓器、電源開關(guān)、熔斷器、帶插頭電源線、印制電路板和顯象管，即九種關(guān)鍵元器件認證產(chǎn)品之一。為了保證滿足電子產(chǎn)品安全認證的要求，特別是整機使用的安全要求，必須從變壓器設(shè)計、生產(chǎn)、安裝進行嚴格控制。

變壓器在使用與試驗（單獨認證及整機試驗）中出現(xiàn)的不安全的現(xiàn)象或隱患有：

①產(chǎn)生飛弧、擊穿；

②溫升過高；

③起火及放出有害氣體。

應(yīng)注意：變壓器有最高溫度使用限制。這些制約條件意味著某些過載保護是必須的，即變壓器不能抗熱熔化，這就更加要求注重變壓器的材料選擇。

變壓器所使用的幾種關(guān)鍵材料有：繞組間絕緣、骨架、鐵芯、漆包線、灌封材料等，而起絕緣作用的一是前邊提及的繞組間的絕緣材料，另一是絕緣骨架材料。選擇的是否合適直接影響到安全性能。

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（二）變壓器骨架材料選擇要求：

選擇變壓器骨架材料也應(yīng)根據(jù)材料的特性及使用的要求加以選擇。骨架的材料應(yīng)能滿足耐壓、耐振、耐熱、耐燃、防止擊穿、著火和有害毒氣。常見的固體材料是工程塑料，有：ABS塑料、聚苯乙烯塑料、聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚碳酸脂塑料、聚砜塑料、聚甲醛塑料、聚酰胺塑料和酚醛塑料。

這些塑料均是以樹脂為主要原料，在加壓、加熱條件下做成制品。高分子聚合物材料均為可燃的，燃燒時產(chǎn)生的熱量大、溫度高，并且容易產(chǎn)生不完全燃燒的黑煙，隨著燃燒還會產(chǎn)生有毒的氣體。其種類繁多，因其分子結(jié)構(gòu)不同，燃燒性各異。要解決高聚物材料的阻燃性以及低煙、低毒等問題，較為簡單經(jīng)濟實效的方法是在高聚物中加入阻燃劑，無機填充劑或制成復合材料來保護易燃的高聚物。以上提到幾種塑料燃燒性都比較好。它們在主鏈上含有芳香環(huán)或芳基比例較大的聚苯撐氧、聚砜、聚碳酸酯、酚醛樹脂等。不會以拉鏈式的鏈鎖反應(yīng)而釋放揮發(fā)性的易燃氣體，而且形成阻擋火焰的炭化層，故耐火性較好。

由于制造變壓器骨架要經(jīng)過繞線、真空壓力浸漬絕緣漆、長時間烘焙干燥等工序,為節(jié)約導磁線又希望骨架的壁厚盡可能薄些以減少周徑, 為順利通過產(chǎn)品的各種性能試驗, 又要求骨架具有一定的電氣絕緣性, 這就要求制造骨架的材料具有相當?shù)臋C械強度, 較好的耐高低溫性能, 良好的耐溶劑性, 高的電氣絕緣性, 防潮、防霉、防鹽霧等耐候性和耐久性,同時還希望材料的價格比較低廉。

盡管目前可供選擇的塑料品種較多, 但要尋找一種同時能滿足這些要求的材料卻是幾乎不可能。線圈骨架所使用的傳統(tǒng)塑料中，可以說各有優(yōu)勢：

聚碳酸脂具有耐沖擊性，是熱塑性塑料中最好的，溫度變化性小，制品尺寸穩(wěn)定性高；

聚砜塑料具有突出的耐熱性、耐氧化性，可在150℃的條件下長期使用；

而聚甲醛塑料抗壓、抗拉強度高，而且有突出的耐疲勞及耐沖擊性能。

但這些材料也各有自身的弱點：

尼龍(PA6/PA66) 作為原料材料比重大，易吸水，且成本較高；

聚砜、聚碳酸酯雖然機械強度較好, 電性能優(yōu)良, 耐高溫性能較好, 但由于它們均不耐溶劑, 不能承受絕緣浸漬漆的浸漬處理, 易發(fā)生龜裂, 故僅適用于一般不浸漬線圈；

增強滌綸雖有很好的剛性, 高的耐熱性, 良好的尺寸穩(wěn)定性, 好的耐化學性和吸水率小等特點, 但對于薄壁制品則因抗沖擊強度較低, 脆性大。

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（三）變壓器骨架材料選擇PP的理由：

阻燃聚丙烯密度小、易加工、耐化學品性能優(yōu)良、不吸濕，具有良好的電性能及高頻絕緣性，相對來說其弱點在于機械強度和耐熱性能與上述傳統(tǒng)材料存在一定差距，但隨著聚丙烯改性技術(shù)水平的不斷進步，這種差距已經(jīng)在逐步縮小，其在很多場合已能滿足骨架對性能的要求，再加上它在成本上具有很大的優(yōu)勢，因此，已經(jīng)有越來越多的阻燃聚丙烯材料取代上述傳統(tǒng)材料應(yīng)用于線圈骨架中。

聚石化學環(huán)保阻燃PP系列中，168A 阻燃聚丙烯是一種以溴、銻為阻燃元素的阻燃聚丙烯材料，以溴銻體系氣相阻燃反應(yīng)機理起到阻燃作用。168A 阻燃聚丙烯灼熱絲測試通過GWIT:750/0.75 和GWFI:850/0.75。168A 還具有阻燃制品密度小、抗化學性強、機械性能良好的特點。

線圈骨架專用環(huán)保阻燃PP料

環(huán)保阻燃PP168A、168B物性表

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