基本信息
- 項目名稱：
- 環(huán)保型環(huán)氧電工塑料的研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本項目是通過對電工用環(huán)氧塑料配方無害化技術研究，結合材料的凈化技術和助劑替代品的選擇與改性，以及制造過程控制技術的改進，使制得的環(huán)氧電工塑料在具有優(yōu)異的機械電氣性能的基礎上，降低其有害物質的含量，符合歐盟RoHS指令和我國《電子信息產品污染控制管理辦法》規(guī)定的要求，達到產品及其生產過程環(huán)保無害的目標。充分滿足新型電子電器制造和使用技術規(guī)范及無害化要求。
- 詳細介紹：
- 電子電氣產品環(huán)保無害化是該領域技術發(fā)展趨勢，本作品通過對電工用環(huán)氧塑料配方無害化技術研究，引入環(huán)保型固化體系和阻燃體系，結合材料的凈化技術和助劑替代品的選擇與配合，改進制造過程控制技術。制備適用于新型電子電器產品的環(huán)保型環(huán)氧電工塑料。該塑料不僅具有優(yōu)異的機械電氣性能和安全性能，同時有害物質含量符合歐盟RoHS指令要求。主要技術指標：模塑收縮率≤0.8 %；后收縮率≤0.1 %；彎曲強度≥102 MPa；沖擊強度≥8.6KJ/m2；負荷熱變形溫度≥200℃；體積電阻率≥10^11Ω?M；表面電阻≥10^13Ω；電氣強度≥12MV/m；吸水性≤20mg；阻燃性FV-0級，耐熱性（220℃，2h）通過；有害物質含量：合格。其主要性能與國際同類產品水平相當，可充分滿足新型電器的環(huán)保性、安全性和可靠性要求。具有較好的先進性、實用性和創(chuàng)新性。該塑料主要應用于新型電器中絕緣結構的生產制造。尤其是出口電子電器產品和元器件，如電子繼電器，電連接器；傳感器，控制器件、通訊組件，微電源開關和接線端子等。有較好的應用前景，可取代進口的同類塑料產品，對提高我國電器產品在國際上的競爭力以及行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力具有重要意義。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 發(fā)明目的： 本項目通過對電工用環(huán)氧塑料配方無害化技術研究，結合材料的凈化技術和助劑替代品的選擇與改性，以及制造過程控制技術的調整，制備用于電子電器產品的環(huán)保型環(huán)氧模塑料，有害元素含量符合歐盟RoHS指令要求，使產品環(huán)保性能及機電性能達到新型電子電器產品使用的標準要求，同時也可參考應用于其他品種電工塑料的環(huán)保無害化改造，對電器行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護具有重要和長遠的意義。 基本思路及創(chuàng)新點： 以環(huán)氧樹脂為基體材料，以Al(OH)3無機類阻燃劑代替含溴阻燃劑；通過FIR和XRF等手段對各種原材料進行篩選與純化；對固化劑、促進劑、脫模劑和填料進行選擇與配合；選定適宜的工藝參數(shù)和質量控制指標制備高性能環(huán)氧電工塑料。研究各因素對環(huán)氧塑料的固化過程、成型工藝及各種性能的影響。 技術關鍵： 1、環(huán)保型塑料配方設計及無鹵阻燃劑的選擇和改性；2、無有害物質的環(huán)氧塑料助劑（固化劑、促進劑、脫模劑和填料）的選擇、改性與配合；3、塑料制造工藝技術（過程控制技術、質量控制指標）研究，保證工藝技術和塑料性能的穩(wěn)定性；4、塑料成型工藝及應用技術研究，提高該技術的實用性。 主要技術指標： 模塑收縮率≤0.8 %；后收縮率≤0.1 %；彎曲強度≥102 MPa；沖擊強度≥8.6KJ/m2；負荷熱變形溫度≥200℃；體積電阻率≥10^11Ω?M；表面電阻≥10^13Ω；電氣強度≥12MV/m；吸水性≤20mg；阻燃性FV-0級，耐熱性（220℃，2h）通過；有害物質含量：合格。
科學性、先進性
- 解決電器產品的有害物質問題主要從材料這個源頭著手。如對電工塑料，通過對配方重新設計，對那些容易引入有害物質的助劑：如熱穩(wěn)定劑和防老化劑通常含有鉛，阻燃劑含有鹵素或多溴苯（醚），汞、鎘、六價鉻等則來源于催化劑、促進劑、著色劑及填料尋找替代物或改性，改進制造工藝，所獲得的新型電工塑料不僅具有優(yōu)異的機械電氣性能，同時還符合安全環(huán)保要求。 而國內目前符合RoHS指令環(huán)保指標的環(huán)氧模塑料尚無報道，雖然已有人著手對環(huán)保環(huán)氧模塑料的研制，但與國外先進工業(yè)國家相比，仍存在較大的差距。有的是加工工藝性不良，有的是有害物質含量則超標較多，不符合環(huán)保要求，有的是機電安全性不足等。 本發(fā)明通過引入環(huán)保型阻燃劑代替含溴阻燃劑，結合助劑替代品的選擇改性和塑料配方的優(yōu)化設計，以及制造過程控制技術的調整，制備適用于電子電器產品的環(huán)保型環(huán)氧模塑料。該塑料不僅具有優(yōu)異的機械電氣性能和安全性能，同時有害元素含量符合歐盟RoHS指令要求，充分滿足新型電器的環(huán)保性、安全性和可靠性要求
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 應用試驗階段:已完成實驗研究工作，制備的塑料樣品送應用廠家進行制品成型及性能考核。
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 圖片 樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 本發(fā)明通過引入環(huán)保型阻燃劑代替含溴阻燃劑，結合材料的凈化技術和助劑替代品的選擇與改性，以及制造過程控制技術的調整，制備電子電器產品用的環(huán)保型環(huán)氧模塑料。該塑料不僅具有優(yōu)異的機械電氣性能，同時阻燃性達到V-0級，環(huán)保指標符合歐盟RoHS指令及我國《電子信息產品污染控制管理辦法》要求，充分滿足新型電器的環(huán)保性、安全性和可靠性要求。 本作品主要用于技術指標要求較高的新型電器絕緣結構件的制造。尤其是出口電器產品和元器件，如電子繼電器，電連接器；傳感器，控制器件、通訊組件，微電源開關和接線端子等。目前，該類產品我國年需求量大約5000噸，目前大部分是從國外進口，價格6～8萬元/噸。本發(fā)明——環(huán)保型環(huán)氧電工模塑料的應用，可取代進口的同類塑料產品，將會有較好的經濟效益和社會意義。
同類課題研究水平概述
- 電子電器產品的安全環(huán)?；撔袠I(yè)技術發(fā)展趨勢，為此歐盟發(fā)布了RoHS指令，包括我國在內的許多國家也出臺了與RoHS指令相應政策和法規(guī)，基本要求是在市場上出售的電器電子設備必須禁止使用鉛、汞、鎘、六價鉻等重金屬以及多溴二苯醚（PBDE）和多溴聯(lián)苯（PBB）等阻燃劑。RoHS指令的提出使我國電器電子產品出口行業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)。 電器產品中有害物質的主要來源之一是在塑料部件，尤其是電工塑料，因對其安全性和可靠性要求較高，在塑料制造的配方中使用各種不同的助劑來達到要求，正是這些助劑的應用，容易在塑料中引入上述有害物質。國外技術發(fā)達國家解決電器產品的有害物質問題主要從材料這個源頭著手。如電工塑料，通過對配方重新設計，對那些容易引入上述有害物質的助劑：如熱穩(wěn)定劑和防老化劑通常含有鉛，阻燃劑含有鹵素或多溴苯（醚），汞、鎘、六價鉻等則來源于催化劑、促進劑、著色劑及填料尋找替代物或改性，改進制造工藝，從而獲得不僅具有優(yōu)異的機械電氣性能，同時還是符合安全環(huán)保要求的新型電工塑料。以電工環(huán)氧塑料為例，國外主要品種有：日本住友公司EME-G600系列；日東的GE-300S等。這些塑料大量用于電源開關、溫控器、電子繼電器、電連接器及接線端子。充分滿足了電子電器產品使用技術要求及無害化要求。 而在我國，對于電器產品中有害物質的控制要求只是在近兩年對外市場的快速發(fā)展不斷面臨限制要求后，才開始這方面的工作，目前水平離RoHS指令的要求仍有較大的差距。許多電工塑料產品基本沒有有害元素含量指標，不符合歐盟RoHS指令要求。高性能環(huán)保電工塑料主要靠進口來滿足需求，進口價格高達6～8萬元/噸，過高的進口價格，不利于我國電器產品在國際市場上的競爭。目前一些有開發(fā)能力的企業(yè)已經起動了替代產品的研究工作，如：無鹵阻燃型覆銅板、無鹵阻燃型電工塑料、無鹵阻燃型絕緣漆等類型的研究以及取代6種物質以后絕緣材料制造工藝的研究。首先面臨的是替代技術問題，替代技術的關鍵是基礎材料科學的水平和加工工藝的可行性，而這方面恰是我國弱項。 因此開展電工材料無害化技術研究，制備用于電子電器產品的環(huán)保型環(huán)氧模塑料，并研究出相應制造過程控制技術，獲取最佳制造工藝參數(shù)和質量控制指標，保證生產過程和產品性能的穩(wěn)定性，對提高我國電器行業(yè)在國際上的競爭力以及自身的可持續(xù)發(fā)展能力具有重要意義。
