您當(dāng)前的位置：檢測資訊 > 科研開發(fā)
嘉峪檢測網(wǎng) 2022-10-09 04:20
隨著汽車輕量化趨勢的發(fā)展，高分子材料在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，其中主要以PP、PU、ABS和PC為主，根據(jù)汽車零部件的特殊需求也相應(yīng)有復(fù)合材料（合金化）、PA、PBT和PMMA等材料的使用。
高分子材料的大量應(yīng)用及提升汽車安全性的需求，正在不斷推動阻燃劑及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。尤其在新能源汽車領(lǐng)域，高壓部件幾乎無處不在，從電池包、電池外框、充電系統(tǒng)部件、高壓連接件到密封機電組件、熱管理系統(tǒng)部件，其分布的范圍非常廣泛。目前，市場上的主要新能源品牌采用的電壓都不盡相同，一般為 300~600V，最高可達(dá)到700V左右，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人體能承受的極限。一旦高壓電路發(fā)生故障，如高壓絕緣破損、高壓線束短路或漏電等，可能直接危及駕乘人員的生命安全和財產(chǎn)安全。
電池包殼體、充電設(shè)施、連接器等部件是最容易導(dǎo)致漏電和起火的關(guān)鍵部件，如何對它們進(jìn)行阻燃保護(hù)，已經(jīng)成為廠商們最關(guān)心的話題之一。
新型阻燃劑點亮 K 2022
成功替代ATO、適用于PA基材的阻燃劑
在即將召開的K展上，為多個市場領(lǐng)域提供專業(yè)添加劑解決方案的供應(yīng)商Tolsa S.A.，將展示其適用于 PP、PVC、橡膠聚合物系統(tǒng)和有機硅的ADINS系列阻燃 (FR) 材料。據(jù)悉，ADINS技術(shù)基于有機改性、高純度、超細(xì)和天然存在的針狀硅酸鹽粘土。
在最近的發(fā)展中，Tolsa將其獨特的ADINS阻燃技術(shù)和聚酰胺 (PA) 基材結(jié)合，用于電子電氣 ( E&E) 、汽車、紡織和運輸領(lǐng)域。該公司正在為這些系統(tǒng)開發(fā)新產(chǎn)品。
在過去兩年中，Tolsa 使用一系列 ADINS 產(chǎn)品完成了對PA基材的廣泛測試。與競品相比，該公司已成功將總熱量釋放水平降低了20%以上。
ADINS阻燃技術(shù)為聚合物提供了多種添加劑，可與鹵素和無鹵素阻燃系統(tǒng)協(xié)同作用，還可以作為最廣泛的阻燃添加劑之一——三氧化二銻 (ATO) 的替代品。ATO由于可能存在的毒性和致癌性問題，其安全性仍處于監(jiān)管研究之下。此外，ATO 價格和供應(yīng)不穩(wěn)定等問題也給終端用戶帶來額外的擔(dān)憂。在某些應(yīng)用（例如，電子電氣）中，盡管增加氫氧化物阻燃劑會產(chǎn)生可加工性和性能問題，但ATO的使用是不可避免的。因此，市場迫切需要像ADINS一樣的更安全的助劑，可以減少ATO的用量而不損害材料性能和可加工性，Tolsa表示。
ADINS阻燃產(chǎn)品滿足了電線電纜市場不斷增長的需求（©Tolsa S.A.）
當(dāng)與ATH或MDH等阻燃系統(tǒng)結(jié)合使用時，ADINS可以將PVC或PP基材體系配方中的ATO含量減少多達(dá)50%或完全不使用ATO。ADINS助劑還可以顯著減少滴落，從而幫助不同的系統(tǒng)（例如聚酰胺和聚酯）達(dá)到V-0級阻燃。
ADINS 技術(shù)滿足了確保符合特定客戶和行業(yè)要求的定制等級開發(fā)。ADINS顯著改善了塑料部件在火災(zāi)條件下的性能，使其符合最嚴(yán)格的國際衛(wèi)生和安全法規(guī)，例如歐洲建筑產(chǎn)品法規(guī) (CPR) 或鐵路EN 45545法規(guī)。
ADINS助劑可以促進(jìn)碳層的形成并創(chuàng)建一個物理屏障，保護(hù)材料并減少熱量、煙霧，以及揮發(fā)性有機化合物 (VOC)的排放。ADINS所需劑量較低，在常用配方中占比1-5%不等，但是對于最終產(chǎn)品性能的影響是顯著的，甚至可以減少阻燃劑的用量。
在K 2022展會上，Tolsa 將重點強調(diào)電線電纜市場。在日益嚴(yán)格的監(jiān)管背景下，ADINS阻燃產(chǎn)品滿足了電線電纜市場不斷增長的需求。
提高充電性能且降低碳排放的Terra系列
科萊恩致力于為電動車的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。在今年K展上，科萊恩的添加劑解決方案將支持塑料應(yīng)對關(guān)鍵的電動車挑戰(zhàn)，助力汽車行業(yè)安全地增加電池續(xù)航里程，提高充電性能，實現(xiàn)材料再利用和回收，以及減少碳足跡。
科萊恩對電動車可持續(xù)塑料材料的支持包括其無鹵阻燃劑在基于聚酰胺和其他熱塑性材料解決方案中的新應(yīng)用，同時可提供經(jīng)ISCC Plus認(rèn)證的基于可再生原材料的產(chǎn)品選項，以降低對化石原料的依賴，減少產(chǎn)品的二氧化碳排放。這些都是“Terra”系列認(rèn)證產(chǎn)品，為制造商提供同類產(chǎn)品的便利替代品。
更高電壓工況下充電以加快充電速度的趨勢正在對電池和充電基礎(chǔ)設(shè)施材料產(chǎn)生新的需求，這些材料被要求具有更高的耐漏電起痕性和阻燃性。
高壓連接器、母線或電池外殼的制造商現(xiàn)在可以使用全新Terra版本的Exolit® OP 1400，這是科萊恩受專利保護(hù)、廣泛應(yīng)用于聚酰胺體系的無鹵阻燃劑，有助于實現(xiàn)更快充電和更低溫室氣體排放材料的行業(yè)目標(biāo)。
Exolit OP Terra使聚酰胺材料能夠通過嚴(yán)格的防火安全標(biāo)準(zhǔn)，例如美國保險業(yè)實驗室的（UL） 94 V0以及依照IEC 60112 / ASTMD 3638標(biāo)準(zhǔn)的600V相對漏電起痕指數(shù)（CTI）。
在德國Knapsack的科萊恩ISCC PLUS認(rèn)證工廠生產(chǎn)的Exolit OP解決方案，獲得科萊恩EcoTain®認(rèn)證標(biāo)簽，同時作為質(zhì)量平衡認(rèn)證的產(chǎn)品，現(xiàn)已全面推向市場。與基于化石碳源的同類產(chǎn)品一樣，Terra等級阻燃劑對材料的可回收性影響很小，因此在技術(shù)上支持適當(dāng)?shù)钠噺U物管理，并有利于減少二氧化碳足跡?？迫R恩目前正在中國大亞灣建設(shè)新的阻燃劑生產(chǎn)基地，以滿足中國和亞洲電動車以及電子電氣零部件和設(shè)備行業(yè)快速增長的需求。
Exolit AP無鹵阻燃劑正在推動從金屬向低密度高強度熱固性復(fù)合材料的轉(zhuǎn)變，以實現(xiàn)能夠滿足電動車嚴(yán)格的防火安全標(biāo)準(zhǔn)的更輕的電池外殼。在發(fā)生車輛火災(zāi)或電池?zé)崾Э氐那闆r下，電池需要特殊保護(hù)。
科萊恩提供三個等級的阻燃劑——Exolit AP 462、AP 740和AP 742，使基于環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯的復(fù)合材料符合ECE R100和GB 38031-2020阻燃標(biāo)準(zhǔn)。
阻燃塑料成為汽車供應(yīng)鏈的關(guān)鍵解決方案
一系列阻燃牌號給客戶帶來真正的不同
在近期的巴斯夫湛江一體化基地首批裝置投產(chǎn)媒體溝通會上，巴斯夫特性材料亞太區(qū)高級副總裁鮑磊偉介紹道，“標(biāo)準(zhǔn)和趨勢在驅(qū)動著市場的變化，汽車主機廠（OEM）在不斷尋找新的設(shè)計和新的材料。電動化、可持續(xù)能源是其中的重要內(nèi)容，整個汽車供應(yīng)鏈都將因此開始重組，其中一個非常關(guān)鍵的解決方案是阻燃塑料。我們現(xiàn)在看到一些新的趨勢，比如說小型化和具有高功率輸出的電器元件的數(shù)量越來越多，這也意味著客戶對阻燃材料的需求越來越多。”
巴斯夫有不同的阻燃牌號，可以適用于汽車和電子電氣。比如巴斯夫新的Ultramid® Advance規(guī)格產(chǎn)品，可應(yīng)用于表面貼裝技術(shù)進(jìn)行后處理的連接器，為其提供高流動性、韌性和阻燃性。它達(dá)到了一種非常理想的平衡，可以在高通量的電子應(yīng)用中幫助客戶通過薄壁實現(xiàn)小型化，可以說是連接電動車不同零部件的重要產(chǎn)品。
對于電動出行來講，高效的電池非常重要，現(xiàn)在的材料必須要有阻燃性、高絕緣性、熱傳導(dǎo)性和非常好的冷卻兼容性。“現(xiàn)在大的電池對于材料的需求量是非常高的，我們在這方面有一些非常好的應(yīng)用范例，涉及到模塊的外殼、母線絕緣線和冷卻液管道。”鮑磊偉說道。
充電技術(shù)在中國也在快速增長，高功率充電方面需要的材料要應(yīng)對非常強的電流和電壓負(fù)荷，巴斯夫有一些用于增壓樁的材料，它們有非常好的機械性能和阻燃性。非常值得一提的是，巴斯夫通過Ultrasim®電腦模擬系統(tǒng)，可以減少整個設(shè)計的時間，用各種各樣的巴斯夫材料來支持非常重要的充電解決方案，更好地支持中國的電動出行方案。
巴斯夫還在過去兩年中引入了紅磷阻燃聚酰胺牌號。該牌號加強了巴斯夫在工業(yè)和交通行業(yè)阻燃的產(chǎn)品組合，并且滿足了電動汽車行業(yè)的需求。相比傳統(tǒng)材料，這種新型紅磷阻燃聚酰胺擁有卓越的機械性能和高阻燃性，是目前最出色的阻燃塑料之一，其磷化氫（PH3）釋放量低于20ppm。
在運輸領(lǐng)域，該塑料可用于電動車的電池模塊，是一種極具成本競爭力的阻燃材料。
這種創(chuàng)新材料具有較廣的加工參數(shù)，通過資源的高效利用，能夠?qū)崿F(xiàn)更加可持續(xù)的生產(chǎn)。相比傳統(tǒng)材料，這種增強熱塑性聚酰胺在可持續(xù)性上的另一個優(yōu)勢是其可以重復(fù)使用，而用熱固性塑料制成的傳統(tǒng)絕緣材料則通常無法回收利用。改良后的紅磷阻燃聚酰胺新牌號展現(xiàn)出了卓越的磷穩(wěn)定性，在同類阻燃材料中脫穎而出。
此外，巴斯夫這款紅磷阻燃聚酰胺解決方案還具備十分優(yōu)異的機械性能，包括高夏比沖擊強度（無缺口和有缺口）、高拉伸強度、高流動性和優(yōu)良的可加工性。其卓越的穩(wěn)定性，能夠進(jìn)一步防止模垢沉積和腐蝕，使其成為同類產(chǎn)品中的佼佼者。而這種熱塑性材料采用注塑成型的制造工藝也更加高效、經(jīng)濟。
收購索爾維聚酰胺業(yè)務(wù)之后，巴斯夫在亞洲擁有了首家獲得美國保險商試驗所（UL）認(rèn)證的實驗室。該實驗室擁有經(jīng) UL 認(rèn)證的測試能力，能夠大幅加快產(chǎn)品認(rèn)證流程，從而縮短阻燃產(chǎn)品的上市時間。作為巴斯夫全球綜合研發(fā)網(wǎng)絡(luò)的一部分，這所位于上海的新實驗室完善了巴斯夫現(xiàn)有的阻燃級聚酰胺檢測服務(wù)，該服務(wù)主要面向電子和電氣解決方案。
保護(hù)高壓電池母線
未來，電動或部分電動汽車的高壓電池中的銅或鋁母線將需要更安穩(wěn)的保護(hù)，以阻止高達(dá) 1000 V 及更高電壓的電氣故障以及相關(guān)的火災(zāi)風(fēng)險。贏創(chuàng)公司在去年年底在Vestamid 尼龍 12 化合物系列中添加了一種新的尼龍 12 化合物。通過使用符合 IEC 60754 的無鹵阻燃劑，Vestamid LX9050 OR 符合 UL94 對其易燃性分類 V-0 的要求。0.5 - 0.7 mm 的涂層厚度滿足電動汽車對 30 mm2 至約 150 mm2 母線型材的絕緣要求。RAL 2003 橙色信號顏色持久且乍一看表示高壓應(yīng)用。
贏創(chuàng)公新型尼龍12化合物Vestamid LX9050 OR，可實現(xiàn)超高等級的耐火阻燃性（©贏創(chuàng)）
銅或鋁型材通過共擠出進(jìn)行涂層，據(jù)報道 Vestamid LX9050 OR的良好加工特性還允許更高的擠出速度。對金屬芯的附著力優(yōu)良；不需要粘合促進(jìn)劑。
由于該化合物的高彈性，涂層母線在擠壓后可以很好地成型，甚至可以彎曲小半徑，而不會失去 Vestamid 絕緣的保護(hù)作用。
該化合物也適用于注塑加工。由于使用了無鹵阻燃劑，它還可以用于制造汽車電子或電氣行業(yè)的其他部件。
打造各種顏色的阻燃接頭
憑借溴化和磷系解決方案，朗盛的聚合物添加劑業(yè)務(wù)部提供了全面的有機阻燃劑產(chǎn)品系列。聚合型和反應(yīng)型阻燃劑可以減少聚合物中添加劑的釋放，為保護(hù)環(huán)境和健康做出貢獻(xiàn)，同時又不會影響消防安全。
線束連接是電動汽車?yán)镒顝?fù)雜的裝配之一。其使用的大量接頭不僅需要用不同的顏色，以區(qū)分各種各樣的功能，便于組裝和維護(hù)，還需要具有高阻燃性和機械穩(wěn)強度。聚酰胺6化合物Durethan BKV30FN04是朗盛為這些接頭開發(fā)的一種材料，在眾多應(yīng)用中經(jīng)受了反復(fù)測試，其中包括一家歐美汽車制造商生產(chǎn)的電動汽車用線束連接器。
“和采用紅磷進(jìn)行防火保護(hù)的聚酰胺相比，我們的無鹵阻燃聚合物也可染成橙色（RAL 2003）、黃色等鮮艷的顏色。”致力于研究在電子電器部件中使用塑料的朗盛專家Bernhard Stoll說道，“這種化合物和顏色均具有較高的熱穩(wěn)定性，這意味著不同（顏色）的接頭在汽車整個生命周期內(nèi)都能輕松可靠地區(qū)分開來。”這些接頭由位于德國海爾布隆的Amphenol-Tuchel Electronics GmbH制造。
Amphenol-Tuchel Electronics GmbH是總部位于美國的一家全球領(lǐng)先的電氣連接器制造商安費諾的子公司。
朗盛的聚酰胺6化合物具有優(yōu)異的阻燃性能。在美國測試機構(gòu)Underwriters Laboratories Inc.的UL 94阻燃性測試中，這種化合物達(dá)到了V-0級（測試體厚度：0.75 mm）。“我們的化合物在‘黃卡’中被UL列入‘全部顏色’，也包括黃色、橙色和藍(lán)色。這意味著加工商無需為他們的產(chǎn)品著色，也無需讓他們的產(chǎn)品進(jìn)行耗時的UL認(rèn)證。他們只需使用我們的預(yù)著色化合物，由此可以降低成本。”Stoll說道。
線束連接器分布在汽車的整個長度和寬度范圍內(nèi)，捆綁各種不同的車載供電線，這些供電線用于電源轉(zhuǎn)換器、電池充電系統(tǒng)、電力驅(qū)動裝置、信息娛樂系統(tǒng)等電子電器功能部件。電纜總長度可達(dá)數(shù)公里，這是電纜線束重量較大的一個原因。電纜線束的復(fù)雜度使其成為價格極高的部件，因此接頭在安裝過程中絕不能斷裂。“我們的化合物極其堅固，這意味著接頭可以輕松承受碰撞或掉落。”Stoll說道。這種熱塑性塑料可以高度耐受化學(xué)品，這意味著與電介質(zhì)或冷卻劑接觸時其強度和剛度幾乎不會受到影響。它還具有優(yōu)異的耐電痕性，CTI（相對電痕指數(shù)，IEC 60112）值達(dá)到600（橙色）。
Durethan BKV30FN04可用于電動移動出行以及信號傳輸技術(shù)和工業(yè)工程領(lǐng)域的接頭。“在較寬的加工窗口內(nèi)，我們的化合物被證明適用于穩(wěn)定的注塑成型。這種材料的阻燃添加劑幾乎不會在模具上留下沉積物，這有助于確保較長的工具壽命和高效的生產(chǎn)。”Stoll說道。在職業(yè)衛(wèi)生方面，和其他采用紅磷進(jìn)行防火保護(hù)的聚合物相比，聚酰胺6更加易于操作。
LG化學(xué)推出一款新型阻燃工程塑料（©LGChem）
美國保險商實驗室公司（Underwriters Laboratories Inc.）測試機構(gòu)的UL 94可燃性測試證明了該化合物的阻燃水平。這款聚酰胺通過了測試，在測試樣本厚度為0.75毫米的情況下，最高分類為V-0。由于墻盒屬于 "無人看管的家用電器"，所使用的塑料必須符合國際標(biāo)準(zhǔn)IEC/EN 60335-1。特別是，它們必須證明它們在灼熱絲測試中是阻燃的。Durethan BKV20FN01在測試樣本厚度為0.75毫米及以上的情況下通過了775℃的GWIT測試（灼熱絲點火溫度，IEC 60695-2-13）。在GWFI測試（灼熱絲可燃性指數(shù)，IEC 60695-2-12）中，該熱塑性塑料達(dá)到了塑料的最高值960℃（0.75毫米的測試樣本厚度）。
延緩動力電池?zé)崾Э?/span>
2022年四月底，外媒報道韓國最大的綜合化學(xué)公司LG化學(xué)（LG Chem）研發(fā)出一種高功能阻燃工程塑料材料，可以延緩電動汽車電池的熱失控，專門用于電動汽車電池包。該研究自2009年開始，將于2023年建立量產(chǎn)體系，實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
LG化學(xué)此次開發(fā)的新型特殊阻燃材料由聚苯醚（PPO）、聚酰胺或通常稱為尼龍的高溫?zé)崴苄运芰虾途蹖Ρ蕉姿岫《减?（PBT）制成。該阻燃塑料材料是LG化學(xué)利用獨家技術(shù)和制造工藝開發(fā)的，具有阻燃性能，可實施注塑加工。與普通阻燃塑料相比，這種新型材料具有出色的耐熱性，在用于電動汽車電池蓋時，可以在更長的時間內(nèi)隔熱。該材料還具有極好的尺寸穩(wěn)定性，可以在溫度變化的情況下繼續(xù)保持其形狀。
LG 化學(xué)方面表示，其阻燃工程塑料材料即使在 1000 ℃或更高的溫度下也可以幫助防止由熱失控引起的火焰?zhèn)鞑ィ瑫r間超過 400 秒，是一般阻燃塑料的 45 倍多。展望
大部分塑料在阻燃方面的性能不盡理想，所以將塑料應(yīng)用于汽車零部件時，首要要考慮的問題就是安全性，必須保障塑料的阻燃防火性能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。展望未來阻燃塑料的發(fā)展方向，除了需要足夠的機械性能和阻燃性能，還要滿足材料在電氣、加工、環(huán)保方面的要求。
來源：榮格塑料工業(yè)
關(guān)于我們 聯(lián)系我們 營業(yè)執(zhí)照 全國服務(wù)電話：400-818-0021 嘉峪檢測版權(quán)所有 備案號：京ICP備14047019號-2 
京公網(wǎng)安備11010802046783號
