聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）在公共场所的应用

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）在公共场所的应用 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)在公共场所 的应用 指令,从2006年7月1日起,在欧 盟国家销售的新电子电气设备,多溴 联苯及多溴二苯醚的含量不能超过 0.1%.虽然这里指的多溴二苯醚不包 括目前阻燃材料中广泛使用的十溴二 苯醚,且根据2003年底公布的危害性 评估结果,没有发现十溴二苯醚对人 类健康和环境的危害性,所以欧盟已 正式将十溴二苯醚作为RoHS指令的 例外处理,不过有关当局仍要求采取 防止十溴二苯醚危害性的战略,严格 控制其中低溴二苯醚的含量.但现有 的绝大多数卤系阻燃材料都是可以安 全使用的,且它们的使用均有规可循, 制造商对此提供了详细,可靠的安全 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ,不会对人类健康和生态环境造 成可见的影响.而鉴于卤系阻燃材料 的一些优点和它在阻燃领域内的重要 历史地位,且一时也难于找到合理的 代用材料(特别是在一些高新技术领 域),所以卤系阻燃材料在相当长时期 内还将继续应用. WEEE指令对阻燃材料亦有多方 面的影响,因为阻燃材料的最大用户之 一 就是电子电气行业.可以肯定的是, 阻燃材料应能有效而安全地回收,并加 以循环利用.为此,阻燃材料制造商应 考虑到,制造的元件必须易于拆装;产 品所用材料种类必须尽可能减少,以使 每一种材料的回收处理规模增大;材料 的化学回收工艺应尽可能简单;机械回 收后材料的性能应经多次加工后尽可能 不变;材料焚烧不致引起二次环境污染 等.目前,国内的电视机生产商,已经 将原有的ABS,PC/ABs材料统一使 用阻燃HIPS材料,目的就是符合 WEEE的要求.圈 致谢: 本期综述栏目内容集中在阻燃 塑料制品应用方面,得到公安部消 防局阻燃制品标识信息中心大力支 持,推荐了部分文章,特此致谢! 甲酸丁二醇酯(PBT) 所的应用 PublicapplicationofPBT 摘要:本文介绍了PBT树脂的特点以及在公众场所消防安全中的应 用. 关键词:PBT树脂;.阻燃;公共场所;消防安全 1聚对苯二甲酸丁二醇酯 材料简介 聚对苯二甲酸丁二醇酯,又名聚 对苯二甲酸四亚甲基酯,或称聚丁烯 对苯二甲酸酯树脂(简称PBT树脂), 英文名称:PolybutyleneTereph- thalateResin(简称PBT,PBTP .它由1,4一丁二醇与对苯二甲酸 二甲酯(DMT)进行酯交换或与精对苯 二甲酸(PTA)直接酯化后,再经缩聚制 得.其分子式为:(一C1HsO一);化 学结构式为: CO _-(o>_o一?)r-o一 PBT在1970年代初期由美国 Celanese公司研究成功,并以 Celanex商品名上市,随后世界知名 厂商德国BASF,Bayer,美国GE, Ticona,Dupont,日本Toray,三菱 化学,帝人,宝理,台湾的新光,长 春等公司先后投入生产行列,是五大 工程塑料中发现最晚,发展最快的品 种.我国于1995年由仪化全套引进 德国吉玛(Zimmer)公司的工艺技术 和设备,产能20000吨/年,成为世 界上第一套工业化的PTA连续法 PBT树脂生产装置.全球主要万吨级 生产厂商共计三十余家,2005年底全 球产能约80万吨. PBT树脂为结晶形,熔点225? 左右,相对密度1.32,具有优良的力 学性能,有自润滑性和耐磨性,摩擦 系数低,但缺口敏感性大.但PBT 耐热,耐候好,尺寸稳定性好,电性 能优良,耐电弧性好,抗化学药品性 极其优异,与醇,醚,脂肪烃,酸和 盐的水溶液等不起作用,但不耐强酸 和强碱;耐四氯化碳,在二氯乙烷中 溶胀,在芳烃,乙酸中有些溶胀. 2改性聚对苯二甲酸丁二 醇酯工程塑料的生产和市 场需求概况 80%以上PBT都是改性后使用 的.PBT改性工程塑料以其优异的物 理,机械及电气等特性在汽车与电子 电气等领域日益得到广泛应用(见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1),是与尼龙(PA),聚碳酸酯(PC),聚 甲醛(POM),改性聚苯醚(PPO)齐名 的五大通用工程塑料之一.目前全世 界PBT改性工程塑料产能已达到50 万吨/年以上,在五大通用工程塑料 中居第四位.国内PBT改性生产厂 —— 2..7年25卷第7期一周舟舯7 一一场站扯八}_=?J/r取位 综述一聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)在公共场所的应用 罢 印 m ?其它电子电 35% ?节e自叮头 一连接嚣 口冷却风景 口汽车 ?其他电子电嚣 家主要有广州金发科技,江阴济化新 材料等.在国内,2005年PBT工程 塑料的需求量已达到10万吨/年, 并且将每年以10%以上的速度增长. 工程塑料协会预测到2010年电子电 器和汽车领域PBT的用量将超过18 万吨.根据我们的统计,PBT的市 场需求预测见表3. 3聚对苯而甲酸丁二醇酯 在公共场所的应用 PBT在公共场所应用广泛,节 能灯是一个大家都看得到的用途.其 实在公共场所的电器比如电视,电 脑,空调,投币电话机,自动售货机 等中的很多电子零部件都有用到 PBT材料,具体见下表4. 3.1公共场所使用的塑料制品面临 的问题. 在公共场所使用的材料,毫无疑 问,安全是首要考虑因素.近年来在 公共场所发生的火灾,造成人员重大 伤亡的主要是传统的铁,木,砖,石 之外的现代材料,其中塑料占到相当 大的比例.塑料是高分子材料的主要 成员,三大合成材料中塑料占据2/3 以上的比例,而塑料材料与制品已深 人到人们生活的各个方面,几乎达到 无处不有,无所不在的程度.但是大 部分塑料都是易燃的,即使有的塑料 本身难燃,或离火自熄,但在火焰中 仍然会燃烧并生成和释放大量一氧化 碳,氯化氢等多种有毒气体,甚至是 生产厂家(国内企业)2006年产销量(吨)主要市场主要行业 广州金发科技20000华南,华东,华北,东jB汽车,电子电气,家电,商用 机器,照明 江阴济化新材料ll000华东照明,电子电气,通讯,机械 南通中蓝6000华东,华南电子电气,家电,照明 南通东方3500华东照明,电子电器 北京市化工研究院l50o华北,华东电-y-电气 横店德邦1000华东电子电气 苏州香雪海2000华东,华西电子电气 其它国内厂家l6000,, 小计6l000,, 进口总量70000,, 合计l3l000,, 公共场所使用的部节能灯电视电脑空调自动售货机 ,电话机分电器名称 部分线圈骨架主板上的插槽和连接器部分线圈骨架部分电话机外壳 聚焦电位器外壳USB等外部接口压缩机端盖部分线圈骨架 PBT的具体应用节能灯头电路板上的连接器CPU芯片上的散热风扇微型继电器壳体微型继电器壳体 微型继电器壳体电源上的散热风扇其它电子部件连接器 插头,数字电视的外部接口等其它电子部件,其它电子部件 窒息性气体.在火灾中大部分人员不 是被火直接烧死,而是因有毒有害的 烟雾窒息身亡,这样惨痛的事实在提 醒我们,必须把包括塑料在内的各种 非传统材料的使用安全问题提到紧急 重要的日程上来,把塑料的阻燃问题 作为大事来抓.减少和避免火灾现场 人员及救火人员的伤亡,尽量降低火 灾蔓延速度,减轻财产损失.在欧美 发达国家,公共场所使用的PBT都 是经过阻燃改性的.比如在电子和电 器行业,广泛应用的标准是1970年 开始实施的UL94.该标准适用于电 子电器的壳体,接插件,开关和其他 零部件.自1970年代后期,电视机 的壳体开始使用UL94V一0级阻燃 高抗冲聚苯乙烯(垂直燃烧不燃无滴 落).英国强制执行此标准,由电视 机引起的火灾显着减少.美国采用同 样的标准.每一百万台电视只有一台 引起火灾,没有人员死亡的报告.在 我国,由公安部制定的公共场所阻燃 制品及组件燃烧性能要求及标识》,对 塑料制品阻燃性能提出了更高要求. 据了解,该标准是公安部为了有效控 制公共场所发生火灾时造成人员伤亡 和财产损失而制定的,由全国消防标 准化技术委员会防火材料分委员会归 口管理.该标准明确了公共场所用阻 燃制品及组件的定义及分类,燃烧 性能要求及标识等内容, 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 了公 共场所使用的建筑制品,铺地材料, 电线电缆,插座,开关,灯具,家 电外壳等塑料制品以及座椅,沙发, 床垫中使用的保温隔热层及泡沫塑 料的燃烧性能,提出了相应的阻燃 标准等级要求. 3.2PBT材料在节能灯行业的应用 节能灯对PBT材料的要求如下 (表5). 由于在节能方面的突出优势,公 共场合总是优先选用节能灯.根据中 国照明协会的统计,2005年中国生 产节能灯总量约为12多亿支,占全 球产量的80%以上.PBT在节能灯 行业的应用极其广泛,90%以上的塑 料节能灯头都是用PBT材料制作. 很多灯头与玻璃灯管接触部分的温度 可达180~C以上,因此普通塑料很难 满足要求,在这么高的温度下长期使 用,对PBT材料的耐热性,长期老 化性能,阻燃性都有很高要求,因此 绝大部分都使用阻燃玻纤增强PBT, 需添加阻燃剂达到UL94V-0级; 15%,30%玻璃纤维增强提高材料的 热变形温度,并添加抗老化助剂改善 黄变. 2006年国内用于节能灯的PBT 材料约有30000多吨,是仅次于电子 电气的第二大用途. 3.3PBT在连接器行业的应用 连接器是信号间的桥梁,是传递 电子讯号及电源连接所不可或缺的元 阻燃要求大多要求UL94V—O,因此需添加阻燃剂 节能灯对强度要求主要有两方面,一个是在装配时不能开裂;另一个 是老化后不能开裂,且要满足一定的拔出力要求; 环保型产品主要以20%玻纤增强为主,因此一般情况下强度问题不 大;强度要求 普通型产品主要以25%玻纤增强的为主,加上注塑的原因,所以经常会有一定的产品开裂; 环管接头主要以单阻燃的PBT为主,强度问题不大,只要注意翘曲问题即可. 越来越多的客户对产品的黄变进行试验,特别是品牌产品,如OSRAM,Philips等更是严格,因此现在的产品一般都要添耐黄变要求 加抗黄变助剂. PBT材料增强后的长期使用温度可达140~C,这已可以满足节能灯的大部份使用场合,对于某些耐温要求更高的产品,如小耐热要求 型化后的高功率灯,外加炮壳,则只能在下盖上使用特种工程塑料. 绝缘要求PBT本身具有优异的绝缘性能,只要产品没有杂质和金属,一般都能满足节能灯(240V)的绝缘要求. 其它要求色差:由于生产周期和库存问题,灯头有上下盖配合,因此对产品颜色稳定性要求较高. 2..7年25卷第7期一』嗣舟舯9 综述一聚对苯二甲酸T--醇i~(PBT)在公共场所的应用 阻燃要求大多要求uL94V一0,因此需添加阻燃剂. 3o%玻纤增强为主,也有15%玻纤增强甚至不需增强的._ 强度要求由于接插件一 般都要经过多次插入和拔出,有些还要强行压人金属针脚PIN,所以对材料的强度和韧性有较高要求?一; 装配好金属PIN后的接插件要经过一个波峰焊锡的过程(一般为235~C,5,10秒),金属针会直接和焊锡接触,尽管塑jI{;} 耐热要求部分没有直接和高温焊锡接触,但传过来的热有时会使塑料基体融化,所以对耐热要求是很高的.但由于环保要求而推行 无铅焊锡后焊锡温度会提高到25o?以上,PBT材料难以通过._ll 而对绝缘性能(绝缘击穿强度和表面电阻率)要求较高,但PBT本身具有优异的绝缘性能,只要产品没有杂质和金属,._般: ?绝缘要求都能达到绝缘要求. ..-- Qo —几其它要求插拔力,退针力等:在插入和拔出时的力.控制这个力不光是品质需求也有利于自动化装配. m p 面一\变,耐疲劳.玻璃纤维增i魉嚣州j圈JIm,强阻燃PBT满足所有这些一*,J要求,是高档散热风扇材圜l麟___目隧嘲目?.1-?蠢j_:./料的不二之选.大多用户錾一瑚?野??凋??一ll??R—群糊?口蕊./选用30%和15%玻纤增li——/c 一 …..一.... —— 热性,阻燃性,强度,耐疲劳性都有 较高要求.PBT均衡的物性与价格正 符合连接器的需要.连接器对PBT 材料的具体要求见表6. PBT作为连接器在电脑,其它数 码产品,通讯家电等方面用途广 泛比如电脑主板上的插槽,电话线 或网线的插口.右图是电源插头(其 中自色部分为PBT,主要起绝缘和耐 温作用). 3.4pPBT在散热风扇中的应用 .基本上所有电脑大厂都是用PBT 做”CPU和电源的散热风扇.在其它 电机中,PBT做散热风扇也是主流. 作为散热风扇,要求材料高耐温,高 强度,阻燃,尺寸稳定性好,抗蠕 线圈骨架对材料的绝缘击穿强度 有很高要求.另外,由于在骨架上缠 绕铜线基本都是采用自动或半自动方 式,对材料的强度和韧性有极高的要 求,否则在绕线时会出现不易察觉的 微裂纹,用户使用时容易导致电击 穿,引发事故.线圈骨架一般都在较 高的温度下使用,所以对耐热性,阻 燃性,长期热老化性能都有很高要 求.一般使用增强增韧阻燃改性 PBT. 3.6PBT在继电器中应用 继电器越做越小,PBT在其中功 不可没,其外壳,线轴,底盖都采用 改性PBT.继电器对PBT材料要求 极高,在阻燃,耐温,长期热老化, 电性能以及成型加工性能等方 面的要求远高于其它行业,因 此对选材尤其苛刻.改性PBT 凭借出色的性能充分满足了各 种严酷的要求. 3.7PBT在公共场所的其它 应用 由于PBT出色的性能,在 公共场所使用的电话机,咖啡 到了PBT材料.如部分投币电话机 外壳,咖啡壶中的耐热部件,打印机 复印机中的耐热部件等. 4结束语 作为一种高性价比的工程塑料, PBT在公共场合使用越来越广泛,因 此安全必须成为首要考虑的问题,在 阻燃性,强度,电性能,环保等方面 对PBT材料必须有相应的规范来确 保安全.圈