电子电气工业用塑料是指在电子电气工程领域应用的塑料绝缘材料、导电塑料、压/热电塑料及其选材和制品的设计与制造技术。电子电气工业消耗塑料的数量占塑料总耗量的第三位,仅次于包装和建筑工业。这里主要介绍塑料作为绝缘材料的一种在电子电气行业上的应用。
电子元器件
电子元器件一般以接插件、线圈、感应元件为中心,包括滤波器、振荡子、电键等部件。这些部件的集成化和表面装饰技术(smt)的出现,使电子产品的附加值大大地提高。
接插件
接插件可以使用的多种材料制造,如pa、pbt、pet等,其中采用pa生产的接插件成本较低。例如上海杰事杰公司的尼龙产品paf23,加工流动性较好,可用于制作薄壁部件。随着制件的多样化,对尺寸稳定性和耐热性要求更高时,可选用 pbt材料,在有特殊要求的插接件可采用pc材料制造。当然,耐热性更优异的pps和lcp增强塑料也是理想的选择对象。
线圈骨架
线圈骨架是线圈线与端子经焊接而成。端子插入物成型后,对其插入工艺有特殊的要求,尤其是大型线圈焊接时热容量大,因此可选用pa、pbt、pc制造。其中pa和增强pa具有强度高、韧性高、有一定绝缘性能、易于成型壁薄骨架以及生产效率高等特点。随着继电器的发展,又提出了小型化的要求,故对要求是在260℃短期工作的材料,应选用pps。
电阻器
电阻器作为电路中的负载起着降低电源电压、调节工作电压的作用。塑料在电阻器中主要用来制造电阻器骨架、外壳和垫片等零部件。对塑料骨架的要求是:机械强度高,电绝缘性能优良,耐热性和尺寸稳定性好。常用的材料为:聚砜、pbt、注射级酚醛塑料粉料。
变压器
变压器是重要的电子电气元件,它起着改变电压、传递电压、传递功率以及阻抗匹配的作用。塑料在变压器中可用作骨架、接线板等。
增强pbt、增强pps等都是新型耐高温工程塑料。它们的共同特点是耐热性好,耐溶剂性好,强度高,介电性能好。增强pbt在干燥条件下使用,可在150℃下长期工作,在250℃左右短期工作。但是增强pbt耐热水性较差,不宜在湿热条件下长期工作。
继电器
继电器在电子电气工业中,起着自动操纵、监督、调节和保护的作用。例如高稳定性的振荡器要保持恒定的温度,就必须采用热继电器来保护。
继电器骨架与变压器骨架要求有相同的地方。例如,要求较高的耐热性、足够的强度、良好的介电性能等。新型工程塑料由于其生产效率高、机械和介电性能好而常用作继电器的骨架材料。目前继电器有小型化的发展趋势,这要求塑料骨架尺寸小,而且在保证使用要求的前提下,骨架壁越薄越好。因为这样可以缩小线包体积,减少铜线长度。对于壁厚仅为0.2mm的骨架,应采用pa、pp等材料。
另外,电键是继电器的重要部件之一,电键的应用技术和功能的不断提高,要求使用的塑料种类也随之多样化,一般来说电键要求耐热性、尺寸稳定性能高的塑料,常用的有pbt、pa、pet、改性ppo等。
电气设备
电气设备类型繁多,要求各异,对绝缘塑料的要求也不尽相同。
低压电气设备
对于低压电气设备和线路结构中所使用的绝缘塑料,电性能不是关键指标,这是因为由介电性能直接引起的问题很少出现。然而,绝缘塑料的耐热性和环境适应性,如耐潮、耐油、耐溶剂和耐候等性能则显得格外重要。玻纤增强的pa、pbt和pc是常用的低压电器热塑性材料,多数用于壳体、内外装饰件等。低压电器有断路器、交流接触器、连接器、开关件、接线盒、插头、插座、各种接线柱等。如上海杰事杰公司的产品pa66 bc6056b5p、pam216t、paf23、pbt bc4056等在断路器、交流接触器、连接器等领域都有广泛应用,并成功地为数家全球知名企业提供了材料解决方案。
中、高压电气设备
中、高压(6kv以上)条件下使用的绝缘塑料主要依赖于其电性能。一般常用的材料为热固性塑料。
结构部件
电子电气设备结构件主要包括传动部件(齿轮、凸轮、轴承)、固定件(支架、座盘、把手、铰链、螺钉等)和外观部件(如壳体、外框、罩、盘等)。过去这些部件均采用金属材料制成。由于工程塑料具有摩擦系数小、耐磨性好并有一定的机械强度的特点,塑料在耐磨和润滑零件中已得到了推广和应用。尤其是新型高模量和高强度碳纤维复合材料的出现,为塑料在结构零件中的应用提供了良好的条件。
传动结构件
齿轮是重要的传动零件。电子设备所用的齿轮,大多是受力不大、精度一般为6~8级和模数为0.3mm~1mm的齿轮。众所周知,作为热固性塑料的酚醛树脂齿轮早有应用。然而,广泛应用塑料齿轮是在新型工程塑料出现以后。例如,p