[!] UL 746B 認證與相對熱指數（RTI）：長期熱耐久性的評估標準 與 材料選型 | JOURNALs by C&T中泰紙業有限公司

電氣設備的失效，往往不發生在極端條件下，而發生在長期、持續、看似溫和的熱環境中。絕緣薄膜在常溫下通過所有規格測試，卻在數千小時的實際服役後悄然劣化——這是電氣設計中最難預防、卻也最常被低估的失效模式。UL 746B 正是針對這個問題所建立的評估標準，提供一套以時間維度量化材料熱耐久性的框架，協助設計工程師在選材階段就做出有依據的決策。

UL 746 系列架構總覽

UL 746 是由美國保險商實驗室（Underwriters Laboratories Inc.，簡稱 UL）制定的一系列聚合材料安全認證標準，整個系列依據不同評估目的劃分為多個子標準，各自對應不同的材料特性與應用情境。

UL746 類別	簡介
UL 746A 聚合材料標準－短期性能評估	用於評估材料在短期條件下的機械、電氣、 物理、耐化學性及可燃性等性能。
UL 746B 聚合材料標準－長期性能評估	著重於材料隨時間老化與劣化的情形， 特別是在長期熱應力環境下的表現。
UL 746C 聚合材料標準－電氣設備應用評估	針對應用於電氣設備中的聚合材料進行評估， 重點著重於其環境適應能力與長期耐久性。 評估涵蓋 環境等級 以 F1與 F2 分類，用以 表示材料對紫外線曝曬及水浸環境的耐受能力
UL 746D 聚合材料標準－製成零件	主要針對已完成製造的聚合材料元件進行評估
UL 746E 聚合材料標準－工業層壓材料、 纖維纏繞管、硫化纖維及印刷電路板材料	涵蓋層壓材料、纖維纏繞管、硫化纖維及印刷電路板材料。該標準亦評估保形塗層在電氣點火源下的耐點燃性能。
UL 746F 聚合材料標準－用於印刷電路 板與柔性互連結構的柔性介電薄膜材料	適用於聚醯亞胺等柔性材料，常用於柔性電路中的絕緣與導電結構。
UL 746G 非氟與非 PFAS 材料調查綱要	回該綱要也定義原生材料與回收材料 PFAS 的 評估方法。
UL 746R 聚合材料中受限使用物質調查綱要	用於檢測聚合材料中是否含有受限物質，協助製造商評估其是否符合全球環境與安全法規，例如歐盟《有害物質限制指令》
UL 746H 無鹵材料調查綱要	涵蓋無鹵且不含氯與溴的塑膠（QMFZ2）認證計畫。此綱要包含相關測試並對符合要求的材料進行認證。
UL 746S 聚合材料標準-電氣設備用永續評估	評估再生塑膠與原生材料混合使用於電氣應用時的安全性與性能。此標準於 2023 年 8 月 30 日發布，反映出產業對永續發展日益重視的趨勢。

在上述子標準中，UL 746B 是專門針對材料長期熱老化行為所設立的評估框架，也是判定薄膜材料能否在持續高溫環境中穩定運作的核心依據。

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什麼是相對熱指數（RTI）

UL 746B 的核心輸出是相對熱指數（Relative Thermal Index，RTI），以攝氏溫度表示，代表材料在長期連續熱曝露下，仍能將關鍵性能維持在可接受範圍內的最高連續使用溫度上限。

RTI 的評估以相對比較為基礎：待測材料與已知 RTI 值的參照材料在相同條件下同步進行熱老化試驗，以待測材料的關鍵性能衰退至初始值 50% 時所對應的溫度作為 RTI 數值。這確保不同材料之間的數據具備直接可比性，而非各自孤立的參考數字。試驗的最長追蹤時間通常以 60,000 小時為上限，不足此時間者依據 Arrhenius 熱老化模型進行外推推算。

RTI 依據所評估的性能類型，分為三個面向：

RTI 類型	對應性能	適用場景
RTI Elec	電氣絕緣性能（介電強度等）	電氣絕緣層、絕緣薄膜
RTI Mech w/o Imp	不含衝擊之機械強度（拉伸強度等）	結構性薄膜、載體薄膜
RTI Mech w/Imp	含衝擊與撓曲之機械性能	需具備韌性與撓曲能力的薄膜

**值得注意的是，RTI 並非材料的最高耐熱溫度，而是在特定溫度下能可靠運作多久的量化依據。材料的熔點或玻璃轉化溫度（Tg）描述的是即時物理狀態，RTI 衡量的則是低於 Tg 的長期服役條件下，隨時間累積的化學降解速率。兩者是不同維度的指標，在電氣設備的壽命設計中必須分開理解。

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從 UL 746B 看材料選型：PET、PEN 與 PI 的定位

UL 746B 的真正價值，在於它讓工程師能夠用同一套語言比較不同材料在長期熱環境下的實際表現，而非僅憑材料的通則特性做判斷。在薄膜絕緣材料的選型光譜上，PET、PEN 與 PI 各自對應不同的應用需求與設計條件，彼此之間並非競爭關係，而是依據工作溫度、使用壽命與形態需求的不同而自然分工。

PET 薄膜在成本與加工性上具備明顯優勢，對於工作溫度較低、熱老化需求不嚴苛的一般電氣應用而言，是合理且經濟的選擇。然而其 Tg 約為 80°C 的結構特性，使它在中高溫持續熱環境下的長期可靠性存在一定的限制，這是選材時需要誠實評估的邊界條件。

PI（聚醯亞胺）薄膜在熱穩定性上達到薄膜材料中的頂端水準，適合航太、半導體製程等對溫度耐受要求極端嚴苛的場景。然而 PI 薄膜在某些應用情境中存在實際的限制——它對濕度較為敏感，在高濕環境中可能發生吸濕膨脹，影響尺寸穩定性；此外，PI 薄膜剛性較高，在需要特定彎折成形的應用中，材料本身的形態適應性會構成設計上的障礙。加上 PI 薄膜的材料成本相對較高，在性能需求並未達到 PI 等級的場景中，引入 PI 往往意味著不必要的成本負擔。

PEN 薄膜在這個光譜中佔據一個具體且有意義的位置：當應用的熱老化需求已超出 PET 的可靠性範圍，但工作條件並未達到需要 PI 的程度，或者 PI 在濕度敏感性、彎折適應性上無法完全符合設計需求時，PEN 薄膜提供了一個在熱穩定性、形態靈活性與成本之間高度平衡的選項。其 Tg 約為 155°C，在中高溫電氣應用的工作溫度範圍內具備充裕的熱穩定餘裕，同時保有 PET 系薄膜在撓曲性與尺寸適應性上的優點，對濕度的敏感性亦低於 PI。

C&T 提供之 PEN 薄膜已取得 UL 746B 認證，持有經第三方驗證的 RTI 數值。這意味著 PEN 薄膜在上述定位中不僅是理論上合理的選項，更是具備獨立認證數據支撐的可信賴選擇。 實際應用中的選材判斷

以下幾類場景可以具體說明這套選材邏輯如何在實務中運作。

• 在馬達與變壓器的電氣絕緣結構中，若工作溫度與設備壽命需求已超出 PET 的可靠性範圍，但應用環境中存在一定的濕度變動，使用 PI 薄膜可能帶來吸濕尺寸變化的風險，此時 PEN 薄膜搭配其 UL 746B 認證的 RTI 數值，是值得優先評估的替代方向。

• 在工業電控設備與電源模組中，密閉機殼內的持續熱負荷往往使 PET 薄膜的長期可靠性受到挑戰，而應用規格又未達到需要引入 PI 的程度。PEN 薄膜在此類場景中，能夠以相對合理的成本結構，提供具備認證依據的熱老化可靠性保障。

• 在需要彎折成形的絕緣應用中，若 PI 薄膜的剛性導致成形困難，PEN 薄膜作為具備較佳撓曲適應性的替代選項，同樣能夠在 UL 746B 框架下提供可追溯的長期熱穩定性依據。

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結語 UL 746B 所建立的 RTI 框架，提供了一套以時間維度評估材料熱耐久性的標準化語言。在 PET、PEN 與 PI 的選材光譜中，這套框架的價值在於幫助設計端明確判斷：現有的材料選擇是否真的足夠應對產品在整個壽命週期內所面臨的熱老化條件。 C&T的耐候工業用產品系列 涵蓋此三類薄膜材料，並可依據您的實際應用溫度、壽命需求與形態條件，協助評估最符合設計需求的選材方向。

References:

1. UL官網，What are the UL 746 Standards? https://www.ul.com/services/understanding-ul-746-series-standards

2. UL官網，Outdoor Suitability - UL 746C https://plastics.ulprospector.com/zh-cn/properties/UL746_C