聚酰胺PA作为工程塑料的最大品类,广泛应用于汽车、电子电器、家电、新能源等领域,从事PA改性业务的企业众多。 近两年来,聚酰胺行业有哪些新产品,取得了哪些应用成果,取得了哪些突破?
1.无卤阻燃增强PA66
男高音埃佩斯公司泰科开普推出三款新型无卤阻燃玻璃纤维增强PA66化合物,均达到UL94V 0等级。 与标准玻璃纤维增强阻燃剂 PA66 相比,它们具有高注射流量、出色的表面光洁度和更好的性能保持性。
CreamId 牌号 A3H7G3、C3H2G4 和 C3H2G6 的玻璃纤维含量分别为 % 和 30%。 其无卤阻燃配方符合欧洲RoHS和WEEE指令以及内部OEM要求。
Tenore Epace推荐将这些化合物用于电气和电动工具、手持电子设备、电动汽车充电基础设施组件和某些引擎盖下汽车组件的外壳。
Tenorl Epace利用半芳香族尼龙来增强这些化合物在受潮时的拉伸性能和刚度保持性。 A3H7G3 产品目前用于汽车发动机罩,以满足 OEM 对热老化后 170 年性能保持的要求。
2.增强型 PA66 用作发动机和电机支架的铝的塑料替代品。
旭化成用 PA66 树脂更换铸铝支架。 旭化成使用聚酰胺(PA66)制成的Leona GF增强级“14G50”开发并设计了发动机支架和电动机支架。 具有优良的耐热性、高强度、高刚性和抗疲劳性。 根据刚度和强度要求进行设计,通过成型技术准确掌握玻璃纤维取向和焊接线的位置,并进行反映该信息的应力分析,评价其力学性能。
3.PA12 为电池母线排提供最高级别的防火保护。
赢创赢创展示了用于电导体绝缘的新型 Vesta MID 系列 PA12 化合物 Vestamid LX9050OR。 通过使用符合 IEC 60754 的无卤阻燃剂,VestamidlX9050OR 符合 UL94 可燃性等级 V 0。
在电动汽车的高压电池中,由铜或铝制成的母线排将需要更安全的保护,以防止高达 1kV 及以上的电气故障以及相关的火灾风险。 根据汽车行业的要求,赢创专门开发了新型PA12化合物,其中含有无卤阻燃添加剂,以实现最高的可燃性等级V 0。 0.5~0.涂层厚度为7mm,可满足电动汽车对30 150mm2母线型材的绝缘要求。
铜母线。 由铜或铝制成的母线排通过共挤涂覆,Vestamidlx 9050or具有良好的加工性能,可提供更高的挤压速度,并且对金属芯具有出色的附着力,而无需额外的附着力促进剂。 由于该化合物的高弹性,涂层母线排在挤出后可以很好地成型,甚至可以在小半径内弯曲,而不会失去维斯塔米德绝缘的保护作用。
该化合物也适用于注塑成型。 由于使用了无卤阻燃剂,因此也可用于制造汽车电气或电气工业中的其他部件。 新开发的可燃性等级V 0补充了赢创现有的RAL信号橙PA12产品系列(具有V 2和HB分类)。
4.用于电动跑车部件的导热 PA6
导热塑料在电动汽车充电系统的热管理中显示出巨大的应用潜力。 一个例子是德国南部一家跑车制造商的全电动汽车充电控制器。 控制器包含:朗盛该公司的冷却元件由Durethan BTC965FM30制成,这是一种导热和电绝缘的PA6材料,可在为电池充电时消散控制器插头触点中产生的热量。
交流和直流充电控制器。
除了防止充电控制器过热外,这种结构材料还满足阻燃性、耐漏电起痕性和产品设计的严格要求。 充电控制器将来自充电站的三相或交流电转换为直流电,并控制充电过程。 在此过程中,它们会限制充电电压和电流,以防止电池过度充电。 高达 48A 的电流流过插头触点,在充电过程中产生大量热量。
DurethanBTC965FM30 填充有特殊的导热矿物颗粒,可有效地将热量从源头传导出去。 这些导热颗粒允许化合物在熔体流动方向(平面内)存在并垂直于熔体流动方向。 导热系数高达3W(m·k)。
此外,该材料已通过UL94阻燃测试,最佳分类为V 0(0.)。75mm)。其高耐漏电起痕性也有助于提高安全性,其漏电起痕指数 (CTI) 为 600V。 尽管导热填料含量很高(按质量计为68%),但PA6具有良好的流动性。 这种导热热塑性塑料的潜在应用包括电动汽车电池组件,如插头、散热器、热交换器和电力电子设备的安装板。
5.汽车电池充电器盖由PA6制成。
朗盛高度增强的 PA6 已被证明适用于更大规模的电动汽车应用。 德国汽车制造商生产的全电动小型车使用的车载电池充电器的盖子由杜力顿制造BKV50H30 和 50%(质量分数)的短玻璃纤维。 Leopoldkostal 是一家由盖板和充电器组成的系统制造商,是汽车、工业和太阳能电气和电气连接器系统的全球系统领导者。
这种大规模应用表明,PA6化合物不一定必须经过水解稳定才能用于电动汽车中乙二醇水冷却剂的冷却应用。 技术客户经理Bernhard Helbich说:“.未来,这种类型的PA6产品将在电动汽车盖板和其他热管理组件的量产中变得非常普遍。 对于冷却系统中的流体连接器或控制单元等应用尤其如此。
长期以来,内燃机冷却回路中的塑料部件一直使用 PA66 制造,因为它对水-乙二醇混合物等热冷却剂具有很高的耐受性。 然而,全电动动力总成的热管理要求正在向较低的温度转变。 对于全电动汽车来说,PA6化合物对水-乙二醇混合物的长期耐热性足以满足大多数零件的需要,即使在某些情况下应力时间明显更长。
因此,在车辆运行期间,新盖板可以永久承受高达 400 °C 的温度,并能够承受高达 1 MPa 的突发载荷。 对试样的长期测试也表明,即使在水乙二醇混合物中,在110和0在15 MPa的压力下将15 MPa贮存15 h后,化合物的力学性能几乎没有降低。
因此,该材料符合德国一家大型汽车制造商对电动汽车水冷部件的技术要求。 盖子长约29厘米,宽约11厘米2cm,具有相当大的法兰尺寸。 盖板与密封件一起拧在充电器的铝制外壳上。
PA6 化合物表现出的高强度和刚度确保盖子满足严格的密封要求。 封面还显示了 DurethanBKV50H30 其他材料优势。 它易于加工,可以以高注射速度注塑成型,这有利于缩短循环时间,因此经济实惠。
此外,热稳定性 durethanbkv50h30不含铜,不会对冷却回路中的金属部件造成电偶腐蚀。 该化合物的另一个优点是它可以耐受车辆运行中常用的介质,例如燃料、油脂、电池电解液和道路盐。
6.PA6用于汽车前端载体。
中国汽车制造商吉利未来将使用它朗盛PA6作为其车辆的前端 (FE) 载体。 该组件的设计理念是一种混合设计解决方案,超越了传统的方形矩形有限元结构。 虽然下部冷却器安装在金属板中,但复杂的上部结构使用高填充和热稳定性的杜力顿BKV50H20EF,这种材料是刚性和高强度硬质部件的理想选择。 上部的全塑料设计满足了这种多部件组件的广泛要求。 使用高模量热塑性材料也提供了一种具有成本效益的解决方案。
7.辐照工程塑料代替高性能塑料用于汽车。
过去,汽车内饰是汽车塑料的主要应用领域。 然而,随着塑料的发展,塑料的重点放在转向传动系统周边、电池和车身上。 然而,这些位置的温度和机械负荷通常要高得多。
因此,他们的材料必须满足新的要求:在某些应用中,它们必须承受超过 150 °C 的温度在电动汽车中,它们必须提供良好的绝缘性;它们必须在车辆的整个生命周期内经久耐用且耐老化;它们必须具有较高的机械强度和韧性;除此之外,在纤维复合塑料(FCP)的情况下,聚合物基体和纤维之间的附着力必须特别好。
汽车制造商和零部件**经常使用高性能塑料,如聚砜(PSU、PES、PPSU)、聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)来满足这些需求。 然而这些高性能塑料的成本很昂贵;与工程塑料相比,它们在高温下加工——典型的注射温度为 300 400 °C,模具温度为 125 210 °C因此,加工过程的成本和能耗也较高;还需要特殊的注塑机和模具。
摆脱这种困境的一个方法是:PA和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等工程塑料的辐照改性。。与高性能塑料相比,材料成本可降低2至10倍。
例如,在注塑成型过程中,可辐照交联PA的加工温度至少比高性能塑料低100度,模具温度在60%至100%之间。 通过或射线高能照射,高分子分子中的化学键反应产生自由基,当相邻的自由基相互反应时,形成共价键,从而形成三维高度稳定的网络。 工程塑料的性能提高到更高的水平。
辐照交联是在零件成型后完成的。制造商仍然像以前一样进行注塑、挤出或吹塑成型,而无需购买新机器或模具。 综上所述,不仅材料成本高,而且辐照工程塑料件的加工成本也低于高性能塑料件。
但并非所有塑料都适合辐照交联,许多用于电动汽车的工程塑料都需要交联剂,包括PA6、PA11、PA12、PA66、PBT和聚氨酯基热塑性弹性体。 辐射交联在室温下进行,辐照结果易于重现。
电子辐照提高了PA的热稳定性。 例如,辐照PA66的玻璃化转变温度从81提高到97;非交联PA66的储能模量在240左右迅速下降,辐照PA66的储能模量在此温度下增加120倍,残余刚度在360时几乎不变。 辐照也会改变PA的机械性能,玻璃纤维增强PA也会改变,如表1所示。
表1 PA66和PA6 GF30在未辐照和辐照后的力学性能。
交联工程塑料可用于电动汽车的不同用途,如电缆、固定件、接头、齿轮、连接器、盖板等。 其中一些部件,如齿轮、固定装置和连接器,也用于配备内燃机的车辆,并已批量生产。 电动汽车的其他应用仍处于开发阶段,这些材料特别适用于电池外壳以及电池附近的隔板和电源线。
8.生物基高性能脂肪族PA46
帝斯曼Engineered Materials 的 Stanyl PA46 产品组合中增加了一种新的 100% 生物基高性能脂肪族 PA46。 据报道,特定的 Stanyl B MB(生物基质量平衡)具有与原始对应物相同的高性能。 其优异的高温机械性能(熔化温度为290°C)、优异的流动性和加工性以及出色的耐磨性和耐摩擦性使其成为汽车、电子、电气和消费品行业的高温应用的理想选择,例如USB连接器、汽车和工业执行器齿轮、动力总成正时链条、轴承保持架和食品接触输送机。
它使用尽可能高水平的生物质废物原料,使帝斯曼能够将该产品线的碳足迹减半,进而将客户基于 Stanyl BMB 的产品的碳足迹减半。 根据帝斯曼的数据,2015 年至 2020 年间,全球生物基产品的产量大约翻了一番,但材料行业迫切需要加速向可持续原料的转变。
Stanylb MB 是一种完全通过可持续性和碳认证 (ISCC) 的质量平衡解决方案,已被证明具有与传统 Stanyl 完全相同的特性、性能和质量,但碳足迹比化石基低 50%。 根据帝斯曼的说法,这意味着每生产 1 吨可减少 3 个3吨二氧化碳相当于为42万部智能手机充电。
9.92% 生物基玻璃纤维增强 PA6
朗盛推出首款ScopeBlue系列材料,92%生物基玻璃纤维增强PA6-DurethanBlue BKV 60H20ef,由至少 50% 的回收(**或生物基)原材料组成,或其碳足迹比传统产品至少低 50%。
生产Durethanblue BKV 60H20EF PA6 中使用的原材料之一是来自可持续**的环己烷,即生物基、生物基或化学生产的环己烷。 该材料还用 60% wt% 的玻璃纤维增强,包括工业玻璃废料而不是矿物原料。 朗盛使用的替代原料在化学性质上与化石等价物相同,因此Durethanblue BKV60H20EF具有与原始材料相同的特性,可以使用完全相同的生产工具和设备轻松加工,而无需转换。
朗盛特性材料(HPM)全球产品管理负责人Guentermargraf表示:“这种高强度、高刚性结构材料可以部署在传统上使用纯化石基等效物进行大规模生产的任何地方,因此在汽车制造中用于生产汽车前端、制动踏板和油箱油底壳。 我们目前正在努力将这种化合物中可持续原材料的含量提高到100%。 ”
10.基于报废渔网尼龙的长纤维复合材料。
普立万公司(**ient) 提供一种基于报废渔网 PA6 的长纤维增强复合材料。 据普立万长纤维技术公司总经理Ericwollan介绍,这是计划中第一个基于再生树脂的长纤维复合材料。 世界上有标准的黑色配方,其典型含量为长玻璃纤维、长碳纤维或它们的组合。 产品中消费后树脂含量的水平各不相同,这使得最终产品能够满足不同的性能和可持续性要求。
报废的渔网。 Complēt R 的潜在市场应用包括使用更节能的下一代车辆、有利于绿色建筑评级系统的 LEED 认证办公家具,以及用于户外休闲的轻型冒险装备。 据说这种新材料具有与使用原生 PA6 树脂制成的标准 PA6 长纤维复合材料配方相当的刚度、强度和韧性。 使用这些复合材料作为金属替代品还可以显著减轻质量,同时节省一步注塑成型的时间和成本。
11.基于最佳成分的高性能玻璃纤维增强 PA6 和 PA66
索尔维该公司推出了 PA6 和 PA66 系列的 Omnix Recycle HPPA,其成分至少为 33%**,由 70% 的工业**塑料消费塑料 (PIR PCR) 再生树脂组成,安全性高且工艺受控。
遵循公司的“一个地球”路线图,Omnix Recycle HPPA 技术不断改善其产品组合的环境足迹和循环性,与原生高性能尼龙相比,具有更低的吸水率、更好的流动性和一流的表面外观。 据报道,与原生高性能聚酰胺 (HPPA) 相比,OmnixRecycle 的成分可显着减少碳足迹,从而将全球变暖潜能值 (GWP) 降低 30%。
OmniX Recycle HPPA 与其他 HPPA 的比较。
同时,它是替代性能较差的尼龙和金属的理想选择。 在家用电器应用中,它比标准PA6和PA66具有更高的耐用性。 这有助于原始设备制造商 (OEM) 减少产品破损和产品损坏退货,同时满足消费者在产品选择中对长使用寿命和低环境影响的需求。 由于其出色的表面外观,新的HPPA不需要涂漆,这增加了其整体可持续性优势。
Omnixre Cycle 可以在标准注塑设备上进行加工,包括使用水加热模具。 索尔维包装业务部和可持续发展部全球营销经理和可持续发展经理Claireguerrero表示:“作为索尔维首款采用50%玻璃纤维增强的HPPA,Omni Recycle是家用电器聚酰胺市场的真正突破。 它结合了天然半芳香族HPPA的优异机械性能,具有更好的流动性、更低的吸水率和一流的表面外观。
此外,其独特的性能和可持续性为品牌所有者和制造商提供了有吸引力的材料解决方案,这些品牌所有者和制造商希望在不影响尺寸稳定性、高刚度、抗冲击性和可加工性的情况下增加其产品的**成分。 ”
12.Genomatica 和旭化成合作开发了可再生资源 PA66
生物科技公司芝诺梅蒂卡公司 (Genomati ca) 与旭化成旭化成将可再生能源商业化** PA66。 作为许多类型尼龙的关键成分,传统的六亚甲基二胺(HMD,也称为HMDA)由**或天然气等化石燃料制成,而HMD是一种使用Genomatica技术制造的可再生资源,来自植物糖等可再生原料,可以提高由它制成的许多材料的可持续性。
六亚甲基二胺(HMD)。
由于Genomatica成功生产了大量基于植物的HMD,旭化成打算应用GenoMatica的工艺技术,为高温汽车零部件、电子产品或用于生产安全气囊的纱线等产品创造更具可持续性的材料。 旭化成将优先获得早期可再生资源HMD,并利用旭化成在成功开发尼龙应用方面的丰富经验进行尼龙应用测试。
旭化成希望获得Genomatica的GenohMD工艺技术的许可,以将生物基PA66商业化。 Genomatica 开发完整的集成工艺和制造工厂设计,使用生物技术、发酵和可再生原料来制备广泛使用的成分和碳足迹更低的材料。 旭化成预计Genomatica的创新将帮助公司实现到2024年实现碳中和的目标。
13.医用级 PA6、PA6 66 和 PET
帝斯曼工程材料 (DSM) 在其医疗产品组合中增加了四种新的医用级工程材料,以支持世界各地的医疗设备制造商提高患者护理质量。 这些材料符合或超过重要的全球标准,如 FDA 食品接触合规性、ISO 10993 和美国药典 (USP) VI 级标准。
Akulon 的 Care PA6 是用于注塑成型的未填充 PA6,而 K1G6 是用于注塑成型的 30% 玻璃纤维增强 PA6。 这两种产品在注塑成型和挤出成型方面都具有出色的效果。 这些牌号采用清洁聚合技术,以确保低挥发性有机化合物 (VOC) 水平。 其应用包括导管、静脉输液袋、胰岛素笔和自动注射器、手术机器人和高级伤口护理。
Novamid Caren30PA6 66是一种未填充的PA6 66共聚物,用于薄膜挤出。 它具有出色的氧气和二氧化碳阻隔性能,并针对静脉输液袋和医疗包装等薄膜应用进行了优化。
Arnitecarea1U 是一种用于注塑成型的未填充 PET。 据说它是纯度最高的医用级PET,具有低吸水率、优异的耐磨性和颜色稳定性,以及低可萃取物浸出物和高尺寸稳定性。 应用包括导管、胰岛素笔和自动注射器以及手术机器人。
14.水泵采用玻璃PA66加固
威洛该公司(威乐)选择了一种30%的玻璃纤维增强PA66注塑化合物,该化合物具有热稳定性和耐乙二醇性,据说在与水永久接触时保持稳定,可用于建筑服务、水管理和工业应用的优质泵和泵系统。
材料是比利时道默化学Technyl的一部分,Technyl是该公司(Domino Chemicals)生产的一种先进的尼龙化合物。 两家公司表示,在推动城市化大趋势方面,他们有一个共同的目标:都致力于使复杂的技术变得用户友好、易于使用、节能和高性能。
据说威乐的产品结合了顶级性能、德国工程和世界一流的材料,旨在为加热和冷却系统提供最高效率。 在供暖领域,道默化学提供了多种专为循环泵应用开发的选项。 据 Domo 客户经理 Manuel Rossi 介绍,Wilo 的首选材料是 Technyl A218 V30 Black 34NG,用于生产用于供暖系统的 WilloPara MSL 6-43 SC 循环泵。
威乐循环泵。
第二等级是Technyl A218WV30Blackfa,被批准用于饮用水接触应用。 这两个牌号在乙二醇老化方面表现同样出色,Technyl A218V30BLACK34NG略胜一筹。
15.用于PCR和PIR的可持续尼龙**。
兰蒂奇集团(RadiciGroup)是一家全球性的化学品、塑料和合成纤维制造商,推出了新的可持续尼龙系列Renycle。 该系列包括从消费后**(PCR)尼龙中获得的PA6树脂和从后工业**(PIR)尼龙中获得的PA66材料。 该公司的可持续 Renycle 尼龙系列现已在 MatMatch** 平台上展出,可帮助设计师和工程师找到满足其设计需求的最佳材料。 内容在【塑料仓网】小程序中为**。