塑料原材料的发展趋势
在环保法规,双积分政策及补贴等推动下新能源动汽车正不断推动传统汽车行业发生翻天覆地的变化。因此从外围充电设备、线束、连接器、传感器,到电池包,对塑料原材料供应商也提供了更大的空间,也提出更多更高的要求。其中阻燃及耐电化腐蚀的电中性材料正逐渐成为各主机厂和相关Tier1关注的重点。
1.AKRO安科罗 EN 电中性材料
温度加速磨损
汽车中使用的模块通常暴露于高温的操作环境中。在发动机舱中,发动机、排气系统和冷却水管的热量都会导致温度升高。在车内,高温则是由照在车身上和穿过玻璃的太阳辐射造成的。现代化车辆功能的多样性意味着部件的安装必须更加紧凑。由于热量难以从模块中散发出来,反而会导致温度进一步升高。许多电子元器件的工作温度高于 80°C,而这已经是普遍现象。人们已发现,通常情况下,高温环境会使安装在车上的元件和模块的使用寿命缩短,很有可能该零件在车辆准备报废之前就失效了。
对于失效模块的分析显示,导致失效的主要原因是 IC 接触点的腐蚀。当两种物质(特别是不同材质的金属)通过电解质(如:水或潮湿的空气)进行电流连接时,会发生接触腐蚀。因此,惰性低的金属形成阳极,惰性高的金属形成阴极,该极化使阳极溶解加速。锌(牺牲阳极)用于保护钢结构(例如地面油罐和远洋船舶),这是该技术众所周知且被广泛使用的应用(图1)。
图1:电化学腐蚀图示
卤素促进电化学腐蚀
在汽车行业中,控制系统及其连接器的外壳和部件通常由聚酰胺制成。聚酰胺材料因其使用寿命长,并且具有良好的韧性和强度、耐热性和耐介质性而被选用。一直以来,聚酰胺的热老化是稳定的,因此,用铜或碘化钾制成的系统已经成功应用多年。然而,卤素稳定剂具有决定性的弱点,卤素特别是碘和溴,被认为对金属材料的化合作用有害。近年来也引入了其他稳定剂,这些稳定剂可以有效防止在高达 150℃ 的温度下,由热氧化引起的聚酰胺降解。
在汽车领域和其他普通工业中,大部分电气元器件的损坏一般是由电化学腐蚀引起的。因此,在发生的反应中,碘或溴离子与金属间发生复杂的相互作用。这些离子大多来自于塑料中的稳定剂,电场直接将它们引向破坏的方向。稳定剂中的铜可能导致接触腐蚀,并腐蚀由镁和锌制成的部件。如果在塑料和金属之间也发生这种反应,相应的汽车功能可能会失效。
除了铜卤素化合物之外,金属盐类也经常被用作电子元器件中的稳定剂。这些化合物也可以分解成离子,然后被输送到电场中的相应磁极,在那里可以看到相应的沉积物(图 2)。
图2:金属盐类沉淀物
电中性化合物的开发
有效预防这种故障是汽车制造商及其供应商面临的巨大挑战之一。由于车辆使用的电子零件数量日渐增加,低成本电动机的并行开发,该问题在未来几年将更受重视。德国下齐森的 AKRO-PLASTIC GmbH 公司(安科罗工程塑料)已经解决了这一问题,并开发出了一系列新的电中性聚酰胺产品,该材料含有热稳定剂和润滑剂,不含卤素和金属盐类。该产品系列因其电中性以“EN”作为后缀命名。
另外,该系列也有不同比例的增强的牌号,其玻璃纤维增强可高达 70% 。因其不同的客户指定的级别不同,也使产品组合得以丰富。在新配方开发中,其主要特点是材料中不含碘和溴,为此开发的高分辨率分析方法,可以确认溴或碘含量小于1ppm。所生产每批材料的记录结果都可以提供给客户。
在“EN”产品系列的每一张验收测试证明上,AKRO-PLASTIC 安科罗都规定溴和碘的含量须小于 1 ppm。目前,这是日常操作中最高的分辨率分析。市场上元素分析的标准方法通常只有 > 10 ppm 的分辨率。而AKRO-PLASTIC 安科罗则在生产过程中不断采用新的方法,在该方法开发的期间,意外的发现一些添加剂和聚合物中含有卤素,但公司必须选用无卤素原材料。为了保持生产和质量的稳定,所以我们对某些原材料的来料检验实施新的分析方法和监控。
除了对材料和测量方法的开发,在这种特殊的材料制造过程中也存在潜在的污染来源,化合物中的不良物质可能导致加工过程中的交叉污染。
用于挤出线的冷却水也可能是一个污染源。AKRO-PLASTIC 安科罗发现冷却水中含有的碘化亚铜或者碘化钾也会污染被定义为电中性的产品。由此,AKRO-PLASTIC 安科罗电中性化合物的系列生产仅限于在指定的机器和辅助设备上完成。所以,如今产品生产保证绝对安全,产品分析结果总是显示碘或溴的含量低于 1 ppm,符合要求 。
2.AKRO安科罗FR阻燃材料
阻燃规格种类
AKRO安科罗FR阻燃材料采用无卤无红磷阻燃体系,并且CTI均达到600V。产品线覆盖了从PA6,PA66,PA66/6,PPA到PARA。
图3:AKRO安科罗阻燃产品规格
橘黄色配色方案
AKRO安科罗的兄弟公司AF-Color是德国色母粒的供应商,除了提供功能性色母,例如化学发泡色母,激光打码,激光焊接色母外,还提供给客户多元化的配色服务,其中就包括了新能源汽车中广泛使用的橘黄色。橘黄色意味着600伏的高压,经过测试,即使在120℃环境下,工作1000个小时,其颜色变化也非常有限,保证了维修人员,即使在汽车使用寿命末期,仍然能够清晰的辨识出高压零件。
图4:AKRO安科罗RAL橘黄色色母方案
3.AKRO安科罗EN-FR电中性阻燃材料
AKRO安科罗将EN-FR结合在一起,开发出了无卤无红磷UL94 V0阻燃等级的电中性材料,配合安科罗AKRO-PLASTIC ICX创新改性与挤出技术,这些规格覆盖了从尼龙6,尼龙66,尼龙610,尼龙612和PPA,同时这些规格的最高玻纤含量可以达到70%。
AKRO 安科罗 EN-FR 材料引领电动汽车材料解决方案的未来,在汽车的整个生命周期中,为电池,电路系统以及传感器保驾护航。
期待在不远的未来,ARKO 安科罗 EN-FR 系列材料能在新能源和环保的大趋势下,为推动全球汽车行业的发展保驾护航,提供品质和定制化的双重保证!
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关于AKRO-PLASTIC 安科罗
开德阜工程塑料(苏州)有限公司于2005年在苏州成立,是德国AKRO-PLASTIC GmbH的分公司。2010年,公司迁至江苏吴江的新建工厂,生产以 AKROMID® 为商标的 PA 6,PA 6.6,PPA , 以 AKROLOY® 为商标的 PA 6.6/PPA 合金材料,以及配色产品。苏州工厂的年设计产能为 20,000吨。该工厂所采用的ICX®创新改性与挤出技术,是AKRO-PLASTIC安科罗与其姊妹公司挤出机制造商FEDDEM共同开发出的一项不受生产场地,生产时间影响,能够保障不同批次之间的产品品质一致性的技术。该技术由同种设备、外设技术及统一工艺流程组成,以确保产品的优异品质。
AKRO-PLASTIC 安科罗凭借其在工程塑料领域的综合技术实力和协同能力为客户创造价值:更灵活的满足客户在产品多样化,生产本地化及应用定制化等多方面的需求。
更多AKRO-PLASTIC公司信息可以登录公司网站:www.akro-plastic.com。感谢您的关注!
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