Obsah
U elektrických krytů, dílů souvisejících s bateriemi, součástí spotřebičů, automobilových modulů nebo průmyslových krytů se výběr materiálu nemůže zastavit pouze u pevnosti a vzhledu. Díl může také vyžadovat definovanou hořlavost. Strukturovaný proces výběru materiálu pro vstřikování do forem zpomalujících hoření by měl zohledňovat jakost pryskyřice, třídu UL94, tloušťku stěny, geometrii dílu, zpracování a požadovanou dokumentaci, nejen „FR“ nebo „V-0“.
Co jsou to plastové materiály zpomalující hoření?
Plastové materiály zpomalující hoření jsou plasty, které mohou za specifických zkušebních podmínek zpomalit vznícení, snížit šíření plamene nebo se samy zhasnout. Nejsou „ohnivzdorné“, ale pomáhají součásti chovat se bezpečněji při vystavení teplu nebo plameni.
Některé plasty mají lepší přirozenou odolnost proti hoření, zatímco jiné závisí na přísadách zpomalujících hoření nebo směsných typech. Pro vstřikování plastů je obvykle lepší zvolit od začátku testovanou pryskyřici zpomalující hoření, než se snažit modifikovat standardní pryskyřici během výroby.
Materiál se stále musí dobře tvarovat. Musí vyplnit dutinu, udržet si rozměry, splňovat požadavky na povrch a zachovat si dostatečnou pevnost pro montáž. Materiál, který projde zkouškou plamenem, může být stále obtížně použitelný v tenkostěnných nebo složitých pouzdrech, proto je třeba společně kontrolovat tloušťku stěny, konstrukci formy, pracovní okno a dokumentaci.
Proč je pro lisované díly důležité hodnocení UL94
Stupně hořlavosti plastových materiálů se široce používají k popisu hořlavosti UL94. Běžně se vyskytují v elektrických, elektronických, spotřebičových a průmyslových plastových součástkách.
Klíčovým bodem je, že klasifikace UL94 je klasifikací pro konkrétní druh materiálu za specifických zkušebních podmínek a neměla by být považována za obecnou charakteristiku ABS, PC/ABS, PA, PBT nebo jakékoli jiné řady materiálů.
Hodnocení HB, V-2, V-1 a V-0
Pro projekty vstřikování plastů zahrnují běžné stupně certifikace UL94 HB, V-2, V-1 a V-0.
- HB je horizontální klasifikace hoření. Obvykle se jedná o nižší klasifikaci plamene než u vertikální klasifikace.
- V-2 je vertikální hořlavost. Materiál se za zkušebních podmínek může sám zhasnout, ale mohou se objevit ohnivé kapky.
- V-1 je přísnější než V-2. Má přísnější požadavky na hoření a nepovoluje hořící kapky, které by mohly zapálit bavlnu.
- V-0 je přísnější vertikální stupeň hoření. Mnoho elektrických a elektronických výrobků vyžaduje UL94 V-0, ale ne každý díl ji potřebuje.
V-0 není univerzální vlastností pro danou materiálovou skupinu. Požadovanou klasifikaci mohou splňovat pouze specifické plastové materiály zpomalující hoření.
Tloušťka stěny může změnit hodnocení
Tloušťka stěny při vstřikování plastů je jedním z prvních detailů, které je třeba zkontrolovat, protože požadovaná hořlavost musí být vyhodnocena při příslušné tloušťce materiálu. Pryskyřice může splňovat V-0 při 1.5 mm, ale nesplňovat stejnou hodnotu při 0.8 mm. Výsledek může také ovlivnit složení, plnivo, barva a dodavatel.
To je důležité při návrhu forem pro vstřikování plastů. Tenkostěnné pouzdro, konektor nebo kryt elektroniky může vyžadovat jinou jakost pryskyřice než silnější díl. Pokud je stěna příliš tenká pro cílové hodnocení, materiál nemusí splňovat požadované požadavky na zkoušku plamenem, i když datový list vypadá vyhovující.
Před výrobou formy ověřte jak požadovanou třídu UL94, tak i požadovanou zkušební tloušťku nebo skutečnou tloušťku stěny dílu.
Musí být potvrzena třída pryskyřice a UL soubor
Nestačí na výkres napsat „zpomalovač hoření ABS“ nebo „FR PC/ABS“. Projekt by měl potvrdit přesný druh pryskyřice, dodavatele, soubor UL, barvu a zkušební tloušťku.
To je obzvláště důležité pro regulované nebo zákazníkem schválené projekty. Pokud zákazník požaduje dokumentaci, dodavatel vstřikovacích forem by neměl bez schválení nahradit jiný druh materiálu.
Běžné nehořlavé plasty pro vstřikování plastů
Mnoho plastových skupin má zpomalovače hoření. Správná volba závisí na hořlavosti, tepelné odolnosti, elektrických potřebách, pevnosti, vzhledu, tvarovatelnosti a ceně.
| Materiál | Běžné použití | Pevnost | Sledovací bod |
| FR ABS | Kryty, panely, kryty | Dobrá povrchová úprava a tvarovatelnost | Limity pro teplo a UV záření |
| FR počítač | Odolné kryty, elektrické součástky | Odolnost proti nárazu a teplu | Vyšší náklady a chemické limity |
| FR PC/ABS | Kryty elektroniky, součástky spotřebičů | Dobrá rovnováha mezi houževnatostí a zpracovatelností | Je nutné zkontrolovat stupeň a tloušťku stěny |
| FR PA Nylon | Konektory, držáky, elektrické díly | Pevnost a tepelná odolnost | Absorpce vlhkosti a změna rozměrů |
| FR PBT | Konektory, relé, spínače | Elektrický výkon a stabilita | Některé druhy mohou být křehké |
| FR PP | Levné elektrické díly nebo součástky pro spotřebiče | Nízká hmotnost a chemická odolnost | Nižší tuhost a tepelná odolnost |
| PPS | Elektrické součásti odolné vůči vysokým teplotám | Tepelná a chemická odolnost | Vyšší cena materiálu |
| PEI | Elektrické součástky odolné vůči vysokým teplotám | Odolnost proti plameni, tuhost, tepelná odolnost | Vyšší náklady a složitější zpracování |
| LCP | Tenkostěnné konektory a elektronika | Tenkostěnný tok a vysoký tepelný výkon | Náklady a anizotropní chování |
Samozhášecí ABS
Vstřikování ABS se běžně používá pro pouzdra, kryty a ovládací díly, kde záleží na vzhledu a tvarovatelnosti, zatímco typy zpomalujících hoření by měly být specifikovány, pokud je požadována definovaná hořlavost. Materiál zpomalující hoření ABS může být praktický, pokud díl vyžaduje vzhled a střední odolnost proti nárazu.
Nicméně typy zpomalujících hoření ABS mají stále svá omezení. Nemusí být ideální pro oblasti s vysokými teplotami, venkovní vystavení UV záření nebo aplikace, které vyžadují silnější chemickou odolnost. Pokud je vyžadována vyšší tepelná odolnost nebo houževnatost, může být lepší volbou zpomalující hoření PC/ABS nebo PC.
Zpomalovač hoření PC a PC/ABS
Polykarbonát neboli PC se často volí, když je potřeba lepší rázová houževnatost a tepelná odolnost než u standardních plastů. PC s nehořlavou úpravou se běžně používá pro pevnější pouzdra, elektronické kryty, součásti nabíječek a některé průhledné nebo průsvitné součásti, v závislosti na třídě.
PC/ABS se obvykle zvažuje, když díl vyžaduje rovnováhu mezi houževnatostí, tepelnou odolností, tvárností a vzhledem povrchu. V mnoha elektronických krytech je PC/ABS s nehořlavou úpravou praktickou volbou, protože se snáze zpracovává než čistý PC a zároveň nabízí dobrý celkový výkon.
Zpomalovač hoření PA nylon a PBT
PA a PBT jsou běžné v elektrických a konektorových aplikacích. PA s nehořlavou úpravou může nabídnout dobrou pevnost a tepelnou odolnost, ale je třeba vzít v úvahu absorpci vlhkosti. Změna rozměrů může ovlivnit přesné díly.
PBT materiál pro vstřikování plastů se často používá pro konektory, relé, spínače a elektrické kryty, přičemž se zpomalovače hoření vybírají, když aplikace vyžaduje definované jmenovité hodnoty. Má dobré elektrické vlastnosti a rozměrovou stabilitu. Některé druhy mohou být křehké, proto by se před obráběním měly zkontrolovat požadavky na zacvaknutí a rázovou pevnost.
PPS, PEI a LCP pro vyšší požadavky
Pro aplikace s plasty odolnými vysokým teplotám mohou být vhodné materiály jako PPS, PEI a LCP, pokud požadavky na tepelnou, chemickou nebo elektrickou odolnost překračují požadavky standardních FR jakostí. Jedná se o vysoce výkonné plastové materiály zpomalující hoření, ale také s sebou nesou vyšší náklady na materiál a přísnější požadavky na lisování.
Každý materiál má svou vhodnou oblast. LCP se často používá pro tenkostěnné konektory a přesné elektronické součástky. PPS je dobrou volbou, pokud je důležitá tepelná a chemická odolnost. PEI lze zvážit pro vysokoteplotní elektrické součástky, které vyžadují stabilní výkon. V praxi by se tyto materiály neměly vybírat jen proto, že vypadají „pokročilejší“. Mají smysl pouze tehdy, když aplikace skutečně potřebuje tuto úroveň výkonu.
Rizika vstřikování plastů s nehořlavými vlastnostmi
Plastové materiály zpomalující hoření lze efektivně tvarovat, ale přísady zpomalující hoření, skleněná vlákna a minerální plniva mohou změnit vlastnosti toku, pevnost, kvalitu povrchu a stabilitu zpracování. Tyto faktory by měly být včas přezkoumány, zejména u tenkostěnných, přesných tolerancí nebo z hlediska vzhledu kritických dílů.
- Problémy s průtokem a plněním: Některé FR materiály mají nižší tekutost než standardní jakosti, což zvyšuje riziko krátkých vstřiků, svarových linií a špatného utěsnění. Velikost a umístění vtoku by měly být optimalizovány pro zachování pevnosti a kvality dílu.
- Sušení a regulace vlhkosti: Materiály jako PA, PBT, PC a PC/ABS mohou vyžadovat před lisováním řádné vysušení. Nadměrná vlhkost může způsobit stříbrné pruhy, bubliny, povrchové vady a snížené mechanické vlastnosti.
- Tepelná degradace: Nadměrná teplota taveniny nebo dlouhá doba zdržení může způsobit změnu barvy, zápach, černé skvrny nebo sníženou pevnost. Řízení teploty, doby zdržení a přerušení výroby je nezbytné.
- Usazeniny plísní a povrchové vady: Některé systémy zpomalující hoření mohou během výroby vytvářet usazeniny, které ovlivňují kvalitu povrchu a dlouhodobou stabilitu. Pro nepřetržitou výrobu může být nutná pravidelná údržba formy.
- Smrštění a deformace: Přísady FR, plniva a směr proudění mohou ovlivnit smrštění a rozměrovou stabilitu. Návrh formy a nastavení procesu by měly být upraveny na základě chování materiálu, aby byla zachována přesnost dílu.
Nejčastější dotazy
Jsou plastové materiály zpomalující hoření nehořlavé?
Ne. Plastové materiály zpomalující hoření nejsou nehořlavé. Jsou navrženy tak, aby zpomalily hoření, omezily šíření plamene nebo pomohly materiálu samovolně uhasit za definovaných zkušebních podmínek.
Je ABS sám o sobě zpomalovač hoření?
Standardní ABS se obvykle nepovažuje za zpomalující hoření. Pokud součást vyžaduje hodnocení hořlavosti, je třeba zvolit typ ABS s nehořlavou úpravou a před použitím ověřit jeho schválení UL94.
Mohou být plasty zpomalující hoření vstřikovány do forem?
Ano. Mnoho plastů zpomalujících hoření je určeno pro vstřikování do forem. Ve srovnání se standardními druhy však některé materiály vyžadují přísnější sušení, regulaci teploty taveniny, odvětrávání a konstrukci formy, aby se předešlo vadám při vstřikování.
Proč je tloušťka stěny důležitá pro hodnocení UL94?
Tloušťka stěny má přímý vliv na výsledky zkoušky hořlavosti. Materiál může dosáhnout určitého stupně hořlavosti při tloušťce 1.5 mm, ale ne při tloušťce 0.8 mm. U reálných projektů vždy ověřte stupeň hořlavosti při požadované zkušební tloušťce nebo co nejblíže skutečné tloušťce stěny dílu.
Závěr
Plastové materiály zpomalující hoření mohou pomoci snížit riziko požáru u elektrických, elektronických, automobilových, spotřebičových a průmyslových součástek. Výběr materiálu by se však neměl omezit na „FR“ nebo „V-0“. Záleží na klasifikaci UL94, tloušťce materiálu, jakosti pryskyřice, mechanické pevnosti, barvě, zpracovatelnosti a dokumentaci.
Pokud váš projekt vyžaduje vstřikované plastové díly z nehořlavého materiálu, kontaktujte výrobce vstřikovacích lisů HingTung, aby si před zahájením výroby nástrojů prošel vaše výkresy, požadavky na materiál, potřeby návrhu formy a výrobní cíle.