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MAT080004 松下(Panasonic)及索尼(Sony)之无卤电缆(线)材料发展现况及UL94 V-0(UL94V-0)之定义

新闻提供∶胡拯民发表日∶2008/07/08
关键字∶ 卤素无卤素电缆材料耐燃剂阻燃剂 XRF 离子层析仪 Panasonic 松下 SONY 索尼问题提问

松下(Panasonic)及索尼(Sony)之无卤电缆(线)材料发展现况及UL94 V-0(UL94V-0)之定义

一、何谓卤素耐燃剂，各种耐燃剂之简介与应用

1. 物质中含有卤素(F, Cl, Br, I)成份者称之，但依IPC的定义无卤素材料为:

氯(Cl)<900 ppm，溴(Br)<900 ppm，氯(Cl)+ 溴(Br)<1500 ppm，目的为不蓄意添加之管制浓度值。

2. 高分子材料除极少数之物种(如PTFE,PVC)本身具有耐燃外，绝大部分都是易燃，加入卤素耐燃剂主要是为达到安全规范(如UL- 94)。因为卤素耐燃剂最具阻燃效益，在考虑成本与经济效益之前提下，因此造成目前全世界的耐燃剂仍然以卤素型为主。

卤化阻燃剂系列	受限有毒物质名称	特点及主要应用
溴系阻燃剂	十溴联苯醚(Deca-BDE)	是一种广泛、高效的阻燃添加剂，具有添加量小、阻燃性强和热稳定性高等特点。被广泛地使用与橡胶、纺织、电子、塑胶等行业，特别适用於PE、PP、ABS、PA6、PS、PBT、PC 等合成材料
	六溴环十二烷(HBCD)	主要作为发泡聚苯乙烯、聚丙烯纤维和苯乙烯树脂等合成材料的阻燃剂，还用於织物、丁苯胶、粘合剂和涂料以及不饱和聚酯树脂的阻燃处理
	四溴双酚-A (TBBPA)	具有与基材相溶性好的特点，主要用於ABS、HIPS、环氧树脂、酚醛树脂吉不饱和聚氧脂等材料的阻燃添加剂，还大量用於生产溴代环氧树脂的中间体－溴代聚碳酸脂
氯系阻燃剂	氯化石蜡 (C10-13,SCCP)	氯化石蜡由於热稳定性差，仅适用於加工温度低於200℃的复合材料
氯系阻燃剂	氯化脂环烃；四氯邻苯二甲酸酐(TCP)	氯化脂环烃和四氯邻苯二甲酸酐热稳定性较高，常用作不饱和树脂的阻燃剂

3. 目前用於塑胶用途的主要阻燃防火剂分类∶

♦ 卤素系→虽广泛使用中，但目前已经陆续开始禁用

♦ 磷系；有机及无机磷系→已确立认可使用，广泛应用但有特定的幼?/div>

♦ 氮系→特殊用途，通常当作协同剂

♦ 氢氧化物(铝与镁)→已认可使用，高填加型产品

举例来说，在非卤素阻燃剂中，磷系的阻燃剂具有添加量少、用途广泛等优点。但是一般红磷易吸潮，与高分子材料相容性差，无法实际使用；白磷则是有毒性不适合使用(磷在黑暗较潮湿空气中会慢慢自然（燃点约35℃），产生蓝绿色微光，俗称「鬼火」)。

由於环保产品的发展趋势，促使市场上对无卤素阻燃材料 (Non-halogen Flame Retardant Materials) 的需求与开发与日俱增。无卤素材料可藉由磷 (Phosphorus) 、氮 (Nitrogen) 和氧化铝 (Alumina Trihydrate) 等物质作为阻燃。这些阻燃物质的阻燃机制跟以前的溴系阻燃剂完全不同∶含溴阻燃剂 (Bromine Flame Retardants) 在温度升高时，会释放气态溴 (Gaseous Phase)；磷与磷/氮混合阻燃剂会在燃烧的表面形成一烧焦层，而此烧焦层则会产生热量及气体转递时的物理屏障；氢氧化铝 (Aluminum Trihydorixde) 或三水合铝 (Alumina Trihydrate) 则产生水蒸气，以减少热传递。

防火／阻燃材料(UL-94)之研判标准
标准	火源移开後之续燃时间	燃烧滴下	燃烧至样品夹具
V-0	<10秒	否	否
V-1	<20秒	否	否
V-2	<30秒	是	否

测试条件∶20mm高的火源，自底部燃烧垂直的样品，火源燃烧10秒两次。

等级∶V-0 ＞ V-1 ＞ V-2 ＞不合格

虽然目前已经有不少的无卤素材料在 UL-94 的易燃性测试中，得到 V-0 等级，但如果需要与卤化材料拥有同样的热稳定性∶包括适当的玻璃转换温度、较高的分解温度、焊料温度时的较低总膨胀率以及良好的耐热性等，目前技术成熟度与生产成本等方面都还有很大进步的空间；正是因为这些热稳定特性的技术要求，因此也替各大材料开发机构、电线电缆与塑料等公司带来了新的商机。

二、市场讯息

Panasonic公司要求电视游乐器、音响之电源线或连接线之OEM厂，必须采用无卤难燃且非PVC材质之材料。SONY公司也要求PS2/PS3电视游乐器的Wire/Cable之OEM厂商，必须采用无卤难燃且非PVC材质之材料。在台湾市场需求量方面，在Wire/cable产业预估约有700MT/年，现有的无卤电线电缆材料也将优先应用於电线电缆的各种途径上(例如电脑周边、键盘、滑鼠、印标机、数据机、手机连接线等线材)。目前科迈斯与各大电线电缆公司保持联系，收集市场讯息与脉动，并配合新开发的无卤检测仪器Dionex IC离子层析仪，对现有的客层做相关教育推广活动。

三、无卤管制的流程

以XRF来作为前期的快速初步筛选工具，数据处於灰色地带与超过标准的检测物料，则进一步以湿式化学分析法来加以确认，因此建议如此搭配可以发挥检测时间与成本优化的最大效益。

四、XRF快速非破坏筛选

Innov-X便携式系列 Seiko桌上型系列

Alpha Series手持式 SEA1200VX

元素分析范围从钾K19~?/span>U92，配合PDA操作的快速分析仪器。采用Vortex SDD多阴极检测器，适合微量元素分析及超快速检测的实验室等级机种。

X-50 Mobile XRF SEA2210A

结合手持式、桌上型XRF与笔记型电脑於一体的高效能检测工具。高灵敏度、高解析度的液态氮机种，定性范围从碳C6~?/span>U92，尤其适合轻元素分析。

五、我们的离子层析仪检测卤素特点

在卤素的分析方面，离子色谱方法，浓度可到ppt级，一次进样即可同时完成F, Cl, Br, I的检测，是目前无卤检测必备的手段，也是欧盟草案prEN14582“强烈建议使用”的检测方法。

科迈斯集团为无卤检测专门推出了“无卤检测分析仪”以及AS22卤素专用分析柱，专门用来检测塑胶制品中的卤素，可以在14分钟之内将F，Cl，Br和I四种常见卤素完全分离，大大提高了实验室效率。

IC1000

1.单帮浦双活塞设计，背景稳定度高

2.帮浦为PEEK材质设计，抗强酸硷，应用范围广

3.数位讯号(Digital)输出，分析浓度范围广

4.温控设计，稳定度可达0.01℃

5.无卤素分析利器

IC3000

1.最高阶之IC，超高仪器硬体稳定性(RSD<0.05%)

2.双帮浦设计，内建degas系统，移动相可自动混合跑浓度梯度试验

3.内建双侦测系统，可同时分析不同之离子层析

4.温控设计，稳定度可达0.001℃

5.可同时分析无卤素样品及PFOS/PFOA之样品(操作及性能优於LC/MS-MS)

若有任何技术问题或产品需求，欢迎与我们联络! (TEL: +886-2-89901779 科迈斯科技)

TechMax Web Site: www.techmaxasia.com

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Innov-X便携式系列		Seiko桌上型系列
	Alpha Series手持式		SEA1200VX
	元素分析范围从钾K19~?/span>U92，配合PDA操作的快速分析仪器。		采用Vortex SDD多阴极检测器，适合微量元素分析及超快速检测的实验室等级机种。
	X-50 Mobile XRF		SEA2210A
	结合手持式、桌上型XRF与笔记型电脑於一体的高效能检测工具。		高灵敏度、高解析度的液态氮机种，定性范围从碳C6~?/span>U92，尤其适合轻元素分析。

在卤素的分析方面，离子色谱方法，浓度可到ppt级，一次进样即可同时完成F, Cl, Br, I的检测，是目前无卤检测必备的手段，也是欧盟草案prEN14582“强烈建议使用”的检测方法。科迈斯集团为无卤检测专门推出了“无卤检测分析仪”以及AS22卤素专用分析柱，专门用来检测塑胶制品中的卤素，可以在14分钟之内将F，Cl，Br和I四种常见卤素完全分离，大大提高了实验室效率。
	IC1000
	1.单帮浦双活塞设计，背景稳定度高 2.帮浦为PEEK材质设计，抗强酸硷，应用范围广 3.数位讯号(Digital)输出，分析浓度范围广 4.温控设计，稳定度可达0.01℃ 5.无卤素分析利器
	IC3000
	1.最高阶之IC，超高仪器硬体稳定性(RSD<0.05%) 2.双帮浦设计，内建degas系统，移动相可自动混合跑浓度梯度试验 3.内建双侦测系统，可同时分析不同之离子层析 4.温控设计，稳定度可达0.001℃ 5.可同时分析无卤素样品及PFOS/PFOA之样品(操作及性能优於LC/MS-MS)