【电子行业标准(SJ)】 聚合材料长时性能的评定

中华人民共和国电子行业标准
SJ/T 9167. 16-93
UL 746B--1979
聚合材料长时性能的评定
Polymeric materials
long term property evaluations1993-12-20发布
1994-06-01实施
中华人民共和国电子工业部发布总则
1范崽
1A引用文件
2补充试验程序
3聚合材料的特性
4合材料的应用
聚合材料相对热指数的测定….
5概述
6相对热指数一以历史记录为依据7相对热指数一以长时热老化程序为依据8设备
9·试验程序的范围
性能评定试验
烘箱温度的选择
核对材料的选择
试样·
热老化
寿命的终止
验证试验
分析和评定
材料成分的变化范围
老化.试样及检查试验程序.
相对热指数分级
20温度分级的规定
中华人民共和国电子行业标准
聚合材料长时性能的评定
Polymericmaterints
long term property evaluntionsSJ/T 9167. 16—93
UL 7463—1979
本标准等同采用美国保险商实验室安全标准LU1，746B象合材料长时性能的评定》，所采用的版本如下：
UL746B第二版
1975年6月4日发布
UL 746B第二版的修订单
1981年2月11日
1981年7月1日
1982年2月8日
1987年1月19日
1988年11月3日
1990年3月19日
[99:年2月21
中华人民共和国电子工业部1993-12-20批准1994-06-01实施
1范围
SJ/T 9167. 1693
1.1本要求适用于评定在最终产品中作为专用零件材料的长时试验程序。1.2这些研究连同第2章提到的要求，提供了有关被研究材料的物理性能、电气性能、燃烧性能、热性能以及其它方面的特性。并企图用以向材料制造商、模塑商、最终产品制造商、安全工程师以及其它对此感兴趣的集团和个人提供指导。1.3当产品包含有新的或不同于过去制定标准时采用的性能、特性、元件、材料或系统，而豆还包令有着火、电击、或其它人身伤害危险时，应采用适当的附如元件要求和最终产品要求来评定，达到确定为制定标准时原本期的，且对该产品用户要维持的必要的安全水乎14引用女件
1A.1本标准各项要求中引用的任何未江明日期的法规或标准，应认为晟指该法规或标准的最新版本。
2补充试验程序
2.1UL746.A4案合材料短时率的评定》和UL746C电气设备用案合材料的评定》的标准中包含有关研究案合材料性能评定程序方面的信息。UL94&各种电气装置和设备中零部件用塑料的可燃性试验》标准则适用子聚合材料的可燃性试验方法。2.2UL716C《电气设备用案合材料约评定标准也包括了探讨关于材料部分改性的试验程序，如塑料电镀或使用阻燃涂料。2.3通过标准试验方法还可以得到有关各种环境和杂质对材料性龙影响的资料。比较常便用的程序在UL746A案合材料短时性能的评定标准中有简要的说明。2.4对于专门在最终产品中使的聚合材料的评定，UL.746C电气设备用聚合材料的评定标准》中提供了试验程序，与其它实用的评定方法一样，这些试验方法也包括了引用标能性能试验方法及其它实际评定方法中得到的资料。？聚合材料的特性
3.1聚合材料包括热塑性材料、热固性材料和弹性材料.热塑性材料能容易地软化，并且再加热，可以再软化。热固性材料通过化学反应固化，并且一且固化后，不能再软化，弹性料在室温下能够拉伸，在小应力下可至少拉神至原米长度的两倍，除去应力则恢复到原来的长度。3.2聚合材料应考患的具它特性，包括：樊塑应力，
绝缘性能，
耐引燃性，
自熄性；
烟和气体的产生：
机械强度；
G．与溶剂的相溶性：
H、熔融或变形：
I.应力作用下的冷流性；
J、燃料成分；
K．尺小稳定性.
4聚合材料的应用
SJ/T 9167. 16—93
4.1电气设备要将电击、者火和人身伤害引起的危险降低到允许接收的水平，则要取决干对材料的选择、设计与零部件的加工工艺，以及这些零部件的组合、安装和它们的相对位置。4.？各个雾件所需的性能是由其功能或该零件所在部分的功能确定的。例如一个外壳通常必须设计成能树机械碰撞的，因此，-股用已知具有冲击强茂好的材料来做，然面属冲击强度较低的某些材料，若能得以增强.也是可接受的。4.3电气设备必须采用许多性能互相制约的材料，有适用婴求与菜种材料属性相匹配的录件以及有把·一种材料的性能与另种材料相比较的基础，可以指导选择满意的材料。4.4从这些试验所得数据提供的信息，有助于对使用聚合材料制成零件的电气设备进行评定，通过在小试样上进行标准试验得到的数据并对其分析，可以了解有关材料的知识。聚合材料相对热指数的测定
5概述
5.1当材料置于高温下经过一定时间后，材料保持其特性（物理性能、电气性能等）的能力可由相对热指数来表示，这是測试材料耐热性的一种方法，对于每一种材料可以获得多种相对热指数，而每一种热指数都与材料特定的性能及其厚度有关。5.2测定材料相对热指数时.所避循和规定的基本概念见工和电子工程师协会规范No.1电气设备额定温度极限的一般规测》，Vn98制订电气绝缘材料热评定试验程序的导则》，Nal0]<热寿命试验数据统计分析的导则，5.3材料的相对热指数是以按第7章所述的程序测定长期热老化数据为依据的，通过如算6章所概括的以在广泛现场使用记录为参考资料，制订出了以属性为基础的热指数。相对热指数还可以建立在对第2 章提及的所有数据相互关系的研究和评定的基础上,也可以从经验或长期老化试验中有关绝缘系统材料性能的知识为基础而建立。5.4在特定温度等级下，对现场使用过的材料的热老化性能与无现场使用史的材料的热老化性能作比较，提供了一种评估相对热指数等级的方法，以确定第二种材料的哪些等级也可以满意地提供现场使用。
5.5相对热指数的另一种解释是材料在一个适当的周期内保持待性不变的最高温度。这种相对热指数对评估暴露在热源中的材料是十分需要的。在电气产品中，这些材料不作为绝缘系统的一部份，也不受其它主要劣化的影响。并且假设它不涉及超长工作周期·也不涉及极短工作周期。
5.6为了使相对热指数有效地适用于特定的使用场合，必须通过研究材料所有性能劣化的速率来确定。而材料所有性能的劣化速率又取决于使用条件。作为这种原理的推理，种材料可以规定多于一种的相对热指数。它取决于材料性能劣化的速率和在确定相对热指数时应考虑材料的哪些性能。
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6相对热指数…以历史记录为依据6. 1表 6.1 列举了一系列材料,对于每一种材料都给出了一个相对热指数,这个相对热指数马以满意的便川实践，材料的化学结构、在绝缘系统及电气设备中材料性能试验的资料为依据制订的，所给出的相对热指数能道用于属性相间类材料中的每一种材料。6.1以现场使用性能试验和化学结构为基础的相对热指数材料类别
聚酰胺（尼龙6,12,12、66.610、612)h髪磷酸酯
聚对苯一甲腰乙二游痛模塑树脂薄膜(c. 010 in,tG. 25 mm)
离对果二甲酸丁二醇酯”
聚丙烯
苯硫髓
酚醛模塑料C
芭胺模塑料(三聚腈胺)4
比董<.1.55
比重1.55www.bzxz.net
聚西氧艺端
巢兰氟氯乙烯
金氟乙丙烯
脲醛模蟹料?
烯腈工二烯
·茶子蜂共聚物
硅酮漠塑树脂
础酮像胶
埃塑树脂
室盗硫化或热间化胶体
环氧类
模塑树脂
饶注酸酒封树脂
都羊二五酸二内酯模塑料
不拖和丧模塑料*
醇酸模塑料(AMC）
整体模华料(BMC)
握塑料UMC）
片状模塑料（SMC)
稠状模塑料(TMC)
拉制模塑料
木质纤维层后板
硬化纸板
冷模塑酚醛、流胺或酚醛/密胺模塑料比重<1.55
比重≥1.55
无机冷模塑料（水硬水泥等）
ISO标识
电性能
其械性能
通用热指数
注：a，除非另有说明是特定的共衰物,交联物多通明热指数性表示的指数值为均聚树脂的通用热指数。4
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如果是掺合塑料则表示的是其组份中任一的最低热指数值作为该混合物的通用热指数，b.包括玻璃纤维增强材料和/或云母、石棉，矿物质，碳化钙及其它无机类填料的材料！C.只包活率些通过高高压工艺的模塑料，加工方式可以是注射、氏制、拉制、传递棋望、金属合模加热模塑等，不包括采用开模式或低压模龈工艺的模塑料，这类如工方式的有手工期、接触袋模塑、纤维缝统模塑、旋转模塑和粉末涂殖(悬浮床法、静电喷涂、热浸涂、流动涂覆）d。包括含有纤维填料系列类的材料（这里的纤维不是有机台成纤维），但不包括加在滋体树脂中的纤维增强系列类的材料，有机合成物类填料在温度不高于105亡可认为是能接受的，e。除了通用热指整为 130的材料外,树料要在空气循环烘箱内温度为 180°的件下经历 504h,其介质耐玉强度应保持在未老化时的 50%以上，试样是在模压成到后在下燥条件下试验。试验前。以烘箱中取出的试样要放在干操版中至少冷却 211。6.2除表6.1示出的热指数外，其它材料的通用热指数被认为是50C(122\F)，6.3除表6.1指出的以外，材料的通用热指数与厚度，染料无关。7相对热指数：以长时热老化程序为依据7.1当材料暴露在不同环境中时，其性能随时间的延续而劣变，而性能劣化的主要原因往往悬材释暴露在热环境中
7.2不能把材料在空气中承受热老化后的性能假设成与使用条件下材料的性能相同，然而材料的热老化的资料可以作为比较聚合材料的依据之一。7.3通过测量材料任若干个高温条件下进行老化试验后性能的变化达到一预定水平来确定材料的热老化特性。把在各个癌度下，到达寿命终点的时间的对数，与绝对温度的倒数一一对应作图，再通过回归分近作出最吻合的直线，绘别出的这种曲线，通常被看作是材料的参考命线。
7.4材料制造商应对下列两点负资：(1)估计哪些用途中可使用该材料；(2)选择的温度、性能和厚度都已通过热老化研究后确定。如果产品中一种材料的分解能有对另一种材料产生有害影喇的怀疑，例如两种不属于间类的材料或者一种材料中添加阻燃剂或其它城加剂有害地影响了其它材料，那么不应在同一烘箱中摸拟老化，烘箱有向外排气的功能利于试验是最理想的。
8设备
8.1用于老化试验的热老化烘箱应符合ANS1/ASTMD2436—58(R1976)电气绝缘用强制对流空气的实验室烘箱标准。例外；无空气循环的静态烘箱和/或强制通风循环空气烘箱，若没有能力以每小时100～150次的速率交换至少%新鲜空气的话，只可用于下列情况：A此箱能保持如ANS1/ASTM D 2436--68(R1976)标推中规定的各种温度并且均匀致。
B。 认为材料的分解产不能引起聚合物的进一步降解，也就是说，不具有自动催化作用。
C。在间烘箱内老化已知性能的出对材料并与受试材料是采用同一时间间漏。8.2烘箱的蕴度控制有适用于长时试验的能力，希望烘箱具有定时器以及为了防止试样损s
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耗、数据丢失，间断试验的温度切断器。通常需要四个有适用能力的烘箱保持老化试样，尽管两个烘箱就能有效地完成全过程，即先将烘箱开关设置在较高热老化温度，而后两个烘箱开关再设置到较低的热老化温度下试验。8.3热老化温度应准确地控制和调节。在试验开始时,要频繁地检测箱温，并要在箱子不间位置安装热电偶以便检测整个箱于温度的变化，当试验开始后，检测温度的额率可以减少。8.4ASTMD2436一68（R1976）标准中规定了空气循环烘箱的性能要求，通风速率，温度特性和时间常数等要求。
例外1：烘的额定老化温度确定后，摄度变化不得超过士2%；例外2，当按ASTMD2436一68(R1976)标准规定测量时，通风速率应在每小时交换100次新鲜空气到每小时交换150次新鲜空气之间，若不在要求范围之内，要能够调节通风口和气流调节器使通风速率控制在要求范围内,其亡参见 B.1例外。例外3，如果烘箱不是颊地开启或烘箱老化时间与烘箱开启时间的比值很大，时闻常数要求不适用。
8.5图8.1示出了烘籍中几个放置热电偶的部位，目的是测定烘箱中的温度是否有溢差。如果未使用已校准的热电偶，用间一轴热电偶丝做成的九支热电偶能用以提供规定的温度值，印把热电偶的另一头依次放入一沸藤的液体内，液体的沸点要在热老化温度范围内（例如1,4对二氯苯显示的温度Tb为 173. 4 亡)其温差不超过 0.20℃(0.36°F)。.
图8.1热电偶的位置
8.6图8.2列出的数据可用来测定温度的均匀一致性，图8.2测定老化箱温度均匀一致性的数据表格方案烘箱制造厂和型号
烘籍系列号
控制类型
试验箱体尺寸
烘箱标称温度
空气流速
环境温度
in宽、
a(开始）
每栏的最大与
最小的温差
温差：
45-个读数中的2个最高值
45个读数中的平均值
45个读数中的2个最低值
时间常数：
温差的最大读数（AT)
十分之的温差（△T/10）
时间常数
通风速率：
通风设置
风门调节设罩
空气密度.g/em
温度设置
空调室或箱
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热电偶厅号
烘箱温度
环境温度
两个最大温差的平笃值
两个最大温差的平均值
空气变化/
8.7空调室应能保持温度在23.0±2.0℃(73.4±3.6\F)和相对度50±5%,或者是按各个不同的挂能试验方法中规定的其它值。其它的试验设备
8.8其它的试验设备应按各个性能试验方法中的规定。9试验程序的范围
试验生能的选择
9. 1应确定在热老化试验中要评定的特定性能SJ/T 9167. 1693
9.2拉料的痴期应用(即材料制造厂所期望的应用),以及为满足应用的材料的可燃性,物理性能和电气性能都应被考思。
9. 3 表 9. 1 列出的性能,能有助于测定适用调研范围之列的性能,并应尽可能地代表最终应用时所需的性能。
表 9.1、性能和试验方法
机恢性能
最太拉伸应力和/或两曲强虚
拉冲击或悬臂染冲击
电性能
介黄耐压强度
可尴性
垂真燃绕
试毅方法
UI-746A
UL 74GA
UL74GA
生：.本表列出的性能是不完全的，其它的在某一特定最终应用中起关键作用的性能要包括在试验方案中。
10能评定试验
101表9.1列出的试验规范标准是通常用作性能评定试验的。如果发现适用，也可用作其它试验。
10.2这些试验年材料加速热老化过程中恶临测每一性能的性能水平。10.3所选择的试验要尽可能地摸拟预期应用的现场使用条件，有些试验只能用于聚合物的某种特定的形式(例如薄膜或片状材料)。终止点的选择
104电工电子工程师协会（IEEE标准，没有规定测定寿命终止的方法，但是已有儿种替代的方法。与最终应用最密切相关的有两个方面，即固有性能水平利未老化性能的百分率水平。产品设计通常引入安全系数·因此本标准制定的相对热指数是以包含安全系数为基础的。由于热降解避成的生能衰减50%时已出现电击、着火和人身伤害的早期迹象，这是人们所不希望的，正是由于这种考患确定把各不老化温度下性能衰减到未老化时性能的50%的时间记录作为寿命终比点。当适用时即采用这种定量评定的试验方法。10.5在某些应用场合，性能衰减至初始性能的50%有可能代表不了实际工作条件承受的应力。当在规延出颈期的工作应力、预期的工作避期、产品有效期内性能劣化的程度及可接受的安全系数的情况下，可以应用固有性能水平。作为一种可供选择的方法是利用UJL746C电气设备用案合材料的逐定中的概念.测定每应用条件下的扣对热容量。11、烘箱温度的选择
11.1至少要选择四个烘箱湿度，被选定的最低温度应认为在此温度下材料的预期寿命大约是9～12个月：第一个选定的稍高的温度为材料的预期寿确大约是6个月;第三个和第四个温度分别为材料的预胡寿命是3个月和2个月。见表11.1 8
试验温度℃
逝似寿命
周期天
（最高的）
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烘箱温度的选择
注！乐、不会造成在500小内寿命终止：b.不会造成在5000l内寿命终止：c. 见 13.2条。
《最低的）
6480~-8640
11.2降舒是特定案合物老化特性的一种行为。因为各种被试材料有不同的试验温度，故不能推荐特定的老化温度
11.3在不同温度下的短时筛选试验，可用于评估预期的使用寿命11.4妞果由于温度的转折点或温度极限和需要考患到老化温度间的波动，要想获得有效数据有必要将表11.1规定的最低试验温度r4扩展到能正好包含表11.1注b规定的有效荐命最小值5000h的范围中。
11.5老化温度间的波动要充分地考虑到测量控制温度时产生的小误差，通常至少为1C℃(18°F)。
11.6限定上达温度的原因是要提供准确的数措，以便能作出合理地预言，推断确定寿命期可接受的工作温度。
12核对村料的选择
12.1钱选择的核对材料要以被试验研究的材料同样的方法在热老化程序中进行试验。12.2这种核对材料是一种已确定相对热指数的材料。并且这种材料过有在额定温度下现场使用情况良好的记录。如有可能，还应是与选定受试的材料属同-类型的材料，采用同样的厚度进行试验时期有与选定受试材料尽可能接近的相对热指数。13试样
13.1测试样品的几何尺寸参照UL746A案合材料短期性能的评定》，通常由5个试样组成一组，但若测出的生能显示出分散的结果，则就需要更多的试伴，试样的典型要求参见第19章。
13.2对烘箱中的各个蕴度都要规定一个周期数。最高温度的周期数常为3d，第二个销低的温度规定的周期数为7d，第三个更低的温度的周期数为14d，最低温度的周期数为28d，参见表19.2。
14热老化
14.1为了得到烘箱中个老化避度下逐次在每个周期采测试各种性能的结果，并且材料一般要经受10个以上后期，故需要大量的试样。14. 2为了节省所需试样的总数,要减少测试的频率，并且也能确定性能衰减到接近初始性能SJ/T 9167. 16—93
50%时的数据，这种程序在14.3~14.5条中口列出。14.3在每一温度下，最初在烘箱中放五组试样，而后在第一个周期、第二个周期、第三个周期未再分别加一组试样。
14.4在第三周期末，最初放入的试详中的一部分应从烘箱中取出，进行规定的应用试验，假设这些试验还没表现出寿命的终止，接着要按三个周期的间隔重复试验直至记录至寿命终止点。这些试样的全部应从最初放人烘籍的试样中选出。14.5当寿命的终止点被记下后，已放在烘箱中的各组试样要陆续从烘箱中取出和承受试验，对于这些试样的性能分析，能得出更精确的寿命的终止的时间。如果已受试的所有原始试样在试验中没有得到寿命的终止时间,为了延长老化周期到总数为22个周期（【组,在试验过程的各个时间，可以把后续的试样从烘箱中取出试验。包括试样寿命终止的所有试验的一般程序在下面叙述。表14.1概括了这种研究。图14.1示出了用于记录热老化试验括的典型数据表。
14.6运用上述方法，对于各种性能的数值要在每个周期结束时获得，各种性能值与四个老化温度中每个温度之间的关系可以画一条曲线来表示，这种寿命终正数据而后能用于测定相对热指数。
14.7当性能到达保持在原始性能水平的5心%之后，至少逆取得一个补充数据点来确认寿命的终止点。
14.8性能的测定可以要求包括计算试样的尺对，在这种情况，试样的尺寸在进入烘箱的预处理前就应记录下来，并用以性能计算。例外：就物理性能而言，如果烘箱中处理结渠使试只寸明显变化，以至于造成较低的钩理性能,则该值应记录下来,并用以性能计算。表14.1主要性能后续组的试验程序摘期终止序
12,13+14
16,17,18
进箱纽
(标识)
B.c.n.r.r
蔓试组
(标识)
A(宋老化）
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