【正文】 。 28 4）聚酰胺（ PA） 聚酰胺又稱尼龍，其品種較多，其中最早誕生的品種是 PA66（ 1939年），當(dāng)前在電器中應(yīng)用較多的有 PA PA6 PA10PA610等純樹脂及其增強(qiáng)改性品種，年用量估計(jì)超過 5000噸，生產(chǎn)廠家數(shù)十家。 例如 ， 那些不聚熱的或散熱良好的低壓電器的線路間或?qū)Φ亟^緣部分 （ 外殼 ） 同時(shí)又是電器用于承重和固定的支承部件或結(jié)構(gòu)體 ， 選材時(shí)耐熱性不是主要的 ， 而要看有無支承和固定的能力 ，因而酚醛和氨基塑料是常用于這類低壓電器的主要絕緣材料 。 20 表 1 SA系列塑殼斷路器產(chǎn)品采用 絕緣材料的部位和品種 序號(hào) 名 稱 絕緣材料 品種 1 基座、轉(zhuǎn)軸、隔板、封板、上蓋 不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)模塑料 2 基架、牽引桿 聚苯硫醚（ PPS）注塑料 3 支架、套、按鈕 聚甲醛（ POM） 4 手柄 玻璃纖維增強(qiáng)阻燃聚酰胺PA66 5 按鈕 聚酰胺 6 鎖扣、線圈骨架、墊圈、封口塞 玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺 7 罩殼 聚酰胺 8 罩殼 聚碳酸酯 9 罩殼 聚砜 21 續(xù)表 1 序號(hào) 名 稱 絕緣材料品種 10 罩殼 阻燃增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 11 隔板 阻燃聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 12 隔板 不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)纖維板 13 隔弧板 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 14 墊板 聚四氟乙烯玻璃布板 15 絕緣板 軟聚四氟乙烯板 16 絕緣板 環(huán)氧玻璃布層壓板 17 印刷電路板 環(huán)氧玻璃布覆銅箔板 18 墊板 聚酯薄膜 19 墊板 聚四氟乙烯薄膜 20 填充料 環(huán)氧樹脂 /固化劑灌注料 22 ? 2） CJ40交流接觸器 ? 交流接觸器是一種適用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通和分?jǐn)嘟涣髦骰芈芳按笕萘靠刂齐娐返碾娖?， 常用于電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 、 停止 、 反轉(zhuǎn) 、 調(diào)速 ， 也可用于其他各種配電控制回路 。無溶劑浸漬樹脂和快干浸漬漆得到迅速發(fā)展。 16 ? 進(jìn)入二十世紀(jì)七十年代以來，世界各國開始面臨著環(huán)保、安全和能源等新問題，在這種形勢(shì)下，絕緣材料工業(yè)開始由品種的發(fā)展時(shí)代逐漸轉(zhuǎn)到品質(zhì)的時(shí)代。 1931年英國一公司制成紙壓制件。但這種中性油中含有大量的揮發(fā)組份，許多變壓器因此而發(fā)生火災(zāi)，于是，本世紀(jì)初制定了第一個(gè)變壓器油標(biāo)準(zhǔn)。至于 “電工塑料” ，從廣義上說，是指在電氣電子工程中應(yīng)用的 電絕緣塑料、導(dǎo)電塑料、（壓）熱電塑料和磁性塑料四大類 塑料，但從某種意義上說，往往 僅指電絕緣塑料 ，因?yàn)殡娊^緣塑料的用量占據(jù)電工塑料總量的 80%以上。 絕緣材料的電阻率很高，通常在 106～ 1017Ω 這個(gè)溫度就是人們常說的 耐熱等級(jí)或溫度指數(shù) 。于是，這種材料很快就在電工中應(yīng)用開來，在 1909～ 1911年期間，先后制成了以其為基的浸漬漆、壓塑料、浸漬纖維制品和層壓制品等。 特別是粉云母紙的出現(xiàn)，是近代絕緣材料發(fā)展史中的一次重大革命，它使人們可以擺脫片云母資源稀缺的困擾。專業(yè)雖小，但它關(guān)系到國家命脈 —— 電，進(jìn)而影響國家的發(fā)展水平。開發(fā)及引進(jìn)的許多品種已成為正常生產(chǎn)的品種，在電工行業(yè)發(fā)揮著中流砥柱的作用。 詳細(xì)的 CJ40系列交流接觸器產(chǎn)品采用絕緣材料 （ 不含橡膠 ） 的部位和品種見表 2。 酚醛塑料的牌號(hào)有幾十種，分別適用于制作不同的低壓電器件。除已進(jìn)入到機(jī)械、電子、交通、建筑、生活用品等領(lǐng)域外，正迅速地?cái)U(kuò)展到航空、航天、電子計(jì)算機(jī)、光纖、光盤等許多高新技術(shù)領(lǐng)域。近年來國內(nèi)電子電氣工業(yè)發(fā)展迅速，而汽車工業(yè)也逐步成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，因此對(duì)聚甲醛的需求量將進(jìn)一步增加。除東絕、哈絕引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn)不飽和聚酯模塑料外，大多數(shù)電工塑料生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝、技術(shù)水平均相對(duì)落后，產(chǎn)品單一，且大多仿制國外公司的產(chǎn)品，自主品牌極少，無法與跨國公司進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。如常熟開關(guān)制造有限公司注重新材料的應(yīng)用，研究并推出了 CM2型塑殼斷路器新產(chǎn)品，其外殼材料（上蓋殼和底座）均采用可回收的增強(qiáng)熱塑性材料 —高強(qiáng)度尼龍（ PA46），為全行業(yè)推廣采用不含有害物質(zhì)和可回收利用的新材料起了一個(gè)良好的開端。施耐德公司、穆勒公司及 GE公司按照上述方法已推出新穎的塑殼斷路器產(chǎn)品（如施耐德公司的 NS型）。 低壓電器用電工絕緣塑料中常用的熱穩(wěn)定劑主要是：硬脂酸鉛、環(huán)烷酸鉛、硼酸鉛等含鉛化合物，用量約為 %～ %；而常用的無機(jī)著色顏料主要是：檸檬黃、淺鉻黃、中鉻黃、深鉻黃、淺鉻綠、中鉻綠、深鉻綠等含鉻、鉛的化合物，用量約為 6%；而作為阻燃劑的多溴聯(lián)苯、多溴二苯醚通常為十溴聯(lián)苯、八溴聯(lián)苯、六溴聯(lián)苯、十溴二苯醚、八溴二苯醚和五溴二苯醚等，且以十溴二苯醚為主，用量約為 8%～ 12%。 31 6）聚甲醛（ POM） 聚甲醛是重要的通用型熱塑性工程塑料，其生產(chǎn)能力僅次于聚酰胺和聚碳酸酯居第三位。 干式不飽和聚酯模塑料（粒狀），誕生時(shí)間相對(duì)較晚，大約在六、七十年代，其除具備優(yōu)異的電氣性能、耐熱、阻燃、高 CTI值、高耐電弧等特點(diǎn)外，與濕式相比，突出的優(yōu)點(diǎn)是其室溫下的貯存期在一年以上，并且不需要特殊的貯存條件，能在普通的熱固性注射機(jī)上全自動(dòng)成型，適合于制造電工產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高、技術(shù)性能要求高的絕緣結(jié)構(gòu)部件。 當(dāng)然 ， 并不是所有情況下都要注重上述各項(xiàng)性能 ， 不同情況側(cè)重點(diǎn)有所不同 。 詳細(xì)的 SA系列塑殼斷路器產(chǎn)品采用絕緣材料的部位和品種見表 1。進(jìn)人 20世紀(jì) 80年代后，對(duì) F級(jí)、 H級(jí)絕緣材料進(jìn)行了大規(guī)模的自主開發(fā)，出現(xiàn)了改性二苯醚，改性雙馬來酰亞胺，改性柔酯亞胺漆包線漆，聚酰胺酰亞胺漆包線漆，聚酰亞胺漆包線漆， F級(jí)、H級(jí)玻璃纖維制品，高性能聚酰亞胺薄膜， F級(jí)環(huán)氧粉云母帶等。 熱固性注射塑料和各種塑料在低壓電器中廣泛推廣使用 ，絕緣材料科學(xué)技術(shù)達(dá)到空前的高度發(fā)展，故六十年代有絕緣材料發(fā)展史上的高峰期之稱。 ? 在這一時(shí)期，纖維及其制品也獲得顯著發(fā)展， 1930年美國一公司研究成功玻璃纖維及其編織帶。 ? 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道， 最早的絕緣油是松脂油 ，這種油作電纜油時(shí)介質(zhì)損耗太高，作變壓器油時(shí)傾向于發(fā)粘，所以，在變壓器場(chǎng)合， 它很快就被第一代的未精制的礦物油取代 ，可是，未精制的礦物油中含有萘酸，會(huì)引起油中水乳化，使變壓器油中的水份難于驅(qū)除干凈，后來采用苛性鈉或粘土對(duì)這種油進(jìn)行蒸餾處理，除去其中的萘酸， 發(fā)展了中性油 。從廣義上說，可以作為塑料制品加工原料的任何聚合物都稱為“樹脂”。m的范圍內(nèi)。 ? 按照耐熱等級(jí)，通常把絕緣材料分為 Y、 A、 E、 B、 F、 H、200、 220等級(jí)別。 但酚醛樹脂有二個(gè)不利因素限制其在絕緣 12 材料中發(fā)展成為更票要的材料，一是酚醛樹脂對(duì)表面漏電敏感，二是酚醛樹 的介質(zhì)損耗太大。 14 ? 進(jìn)入二十世紀(jì)五十年代 ，向以合成樹脂為基的新型絕緣材料過渡已趨明朗化，大多數(shù)絕緣漆是以合成樹脂為基的，蟲膠已大部分被合成樹脂取代， H級(jí)有機(jī)硅玻璃云母制品開始在電機(jī)中使用，玻璃纖維以各種形式供應(yīng)，聚烯烴和合成橡膠廣泛用于電纜和某些特殊場(chǎng)合， 聚酯玻璃增強(qiáng)塑料進(jìn)人工程塑料市場(chǎng) …… 。 ? 解放前，絕緣材料工業(yè)只有幾個(gè)小作坊，生產(chǎn)一些用于維修的絕緣漆、漆布、酚醛壓塑料等低水平的絕緣材料。目前從高壓絕緣到低壓絕緣，從發(fā)電設(shè)備、輸電、變電配電設(shè)備到用電設(shè)備絕緣，從 A級(jí)絕緣到200℃ 級(jí)絕緣，基本上可以滿足國內(nèi)的需求，形成了產(chǎn)品眾多、門類齊全、符合中國國情的絕緣材料產(chǎn)品體系，并有 80多個(gè)品種出口到 20多個(gè)國家和地區(qū)，包括美國和歐洲、日本、澳大利亞、韓國等。 ? 除了以上兩種產(chǎn)品外，其他低壓電器產(chǎn)品中都大量使用不同種類、不同牌號(hào)的電工塑料，如產(chǎn)量相當(dāng)大的小型斷路器就廣泛使用聚酰胺PA66通用工程塑料作為外殼材料等，這里不一一列舉了。以木粉作填充料的傳統(tǒng)電氣類酚醛塑料粉料具有良好的電絕緣性能，制品外觀光亮平滑，但沖擊強(qiáng)度較低，適用于制造各類電器部件；以玻璃纖維增強(qiáng)的酚醛塑料模壓料具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電絕緣性能及耐化學(xué)性能，適用于制造機(jī)械強(qiáng)度和電絕緣性能要求高的結(jié)構(gòu)件。 29 我國是聚碳酸酯開發(fā)最早的國家之一，早在 1958年由沈陽化工研究院首先開發(fā)成功酯交換法生產(chǎn)工藝，并于 1965年在大連塑料四廠建成100噸 /年的生產(chǎn)裝置。預(yù)計(jì)我國 2021年聚甲醛的需求量將超過 12萬噸。 至于 RoHS指令限用的六種有害物質(zhì)，目前國內(nèi)生產(chǎn)的熱固性模塑料經(jīng) SGS等權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)顯示均能達(dá)標(biāo)，而 PA等熱塑性工程塑料因棄用十溴二苯醚阻燃劑而改用其他阻燃劑（如磷酸酯類阻燃劑，氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機(jī)阻燃劑），基本上也能達(dá)標(biāo)， 只不過成本有所提高，除阻燃性能外的其它機(jī)械、電氣等綜合性能還有待進(jìn)一步的提高。 38 5 我國現(xiàn)行電工絕緣材料標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)塑料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)行電工絕緣材料標(biāo)準(zhǔn) 截止 2021年 9月上旬，由全國絕緣材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) (TC51)歸口管理的現(xiàn)行絕緣材料標(biāo)準(zhǔn)共計(jì) 130項(xiàng)，其中國家標(biāo)準(zhǔn) 52項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 78項(xiàng)（電工絕緣材料標(biāo)準(zhǔn)目錄見表 4）。有的外國公司對(duì)塑殼斷路器產(chǎn)品整體進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，對(duì)承受分?jǐn)嚯娏鳑_擊和高溫電弧沖擊的滅弧部分采用高強(qiáng)度的熱固性塑料或高性能的熱塑性塑料做成封閉的小室來解決，而上蓋殼和底座均采用高強(qiáng)度可回收的熱塑性塑料。其中汞在電工絕緣塑料中基本上不存在，而鉛、鎘、六價(jià)鉻基本上是作為穩(wěn)定劑和顏料被加入塑料中，但并不是每種塑料均需加入穩(wěn)定劑和顏料的，如本色的酚醛模塑料、氨基模塑料、不飽和聚酯模塑料等熱固性塑性一般不加穩(wěn)定劑和顏料； 多溴聯(lián)苯、多溴二苯醚是作為阻燃劑被加入阻燃塑料中的 ，且加入該類阻燃劑的塑料通常 都是聚酰胺（ PA）、熱塑性聚酯（ PET、PBT）、聚氯乙烯（ PVC）等熱塑性塑料 ，而熱固性阻燃塑料一般采用 Al（ OH） 3 、 Sb2O紅磷、磷酸酯等非鹵素類阻燃劑。同時(shí)，其良好的難燃性和尺寸穩(wěn)定性，使其在電子電器行業(yè)形成了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，預(yù)計(jì) 2021年消費(fèi)量將達(dá)到 15萬噸，主要用于生產(chǎn)各種電動(dòng)工具外殼、機(jī)體、機(jī)架、冰箱冷凍室抽屜和真空吸塵器零件等。隨著電器產(chǎn)品向著高可靠性、高容量、小型化方向的發(fā)展，電氣型濕式不飽和聚酯模塑料在低壓電器如交流接觸器、空氣開關(guān)、小型斷路以及防爆電器、船用電器等產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用，在中高壓電器中已用其來替代陶瓷材料制造戶內(nèi)絕緣子、護(hù)套等。 選材時(shí)往往注重材料的其他性能如環(huán)境適應(yīng)性 、 耐熱性 、機(jī)械性能 、 耐電弧性 、 阻燃性等 。 塑殼斷路器對(duì)電工塑料的需求很大 ， 涉及的品種很多 ， 我們對(duì)行業(yè)中正在研發(fā)的 SA系列塑殼斷路器產(chǎn)品進(jìn)行解體分析 ， 發(fā)現(xiàn)絕緣材料件多達(dá) 40余個(gè) ， 品種多達(dá) 20余種 。大批電工產(chǎn)品的耐熱等級(jí)上升為 B級(jí)，在冶金、吊車、機(jī)車電機(jī)等特殊電機(jī)中開始采用新的 F級(jí)、 H級(jí)絕緣材料。聚丙稀薄膜成功地用于電力電容器。幾乎每年都有新的合成樹脂出現(xiàn)或投入工業(yè)生產(chǎn)，其中一些樹脂對(duì)當(dāng)時(shí)及以后絕緣材料和電工技術(shù)的發(fā)展起了重要的作用。 11 ? 從二十世紀(jì)初至二十世紀(jì)二十年代末的 20～ 30年間，為解決天然材料存在的問題，對(duì)天然絕緣材料進(jìn)行了廣泛的改性并導(dǎo)致合成樹脂及以其為基的絕緣材料的出現(xiàn)，下面以絕緣油的改性和酚醛樹脂等的發(fā)展為例說明。而所謂 “樹脂” ，通常是指受熱后可軟化或熔融，軟化時(shí)在外力作用下有流動(dòng)傾向，常溫下是固態(tài)、半固態(tài)，有時(shí)也可以是液態(tài)的純有機(jī)聚合物。 絕緣材料的分類 絕緣材料按其形態(tài)可分為：氣體 、 液體 、 固體三類 ， 典型的氣體絕緣材料是高壓斷路器中的 SF6， 典型的液體絕緣材料則是電容器油 、 變壓器油 ， 而常見的固體絕緣材料則是電工模塑料 。 ? Y級(jí)絕緣材料的最高允許工作溫度為 90℃ 、 A級(jí)為 105 ℃ 、E級(jí)為 120 ℃ 、 B級(jí)為 130℃ 、 F級(jí)為 155 ℃ 、 H級(jí)為 180 ℃ 、 200 ℃ 以上每隔 20 ℃ 為一級(jí)。為解決這些問題，導(dǎo)致在 20年代后期發(fā)展了脲醛樹脂、苯胺樹脂和醇酸樹脂等。但是，以合成樹脂為基的新型絕緣材料，真正開始迅速應(yīng)用還是在二十世紀(jì)五十年代，其突出表現(xiàn)在如下幾方面： ―1950 年無溶劑聚酯漆用于高壓電機(jī)； ―50 年代初薄膜及柔軟復(fù)合材料用作槽絕緣； ―50 年代 SF6用于高壓電器； ―1954 年粉云母開始用作大型高壓電機(jī)定子絕緣。全國解放后，于 1956年 7月 1日批準(zhǔn)成立為哈爾濱絕緣材料廠，這是中國