聚醯胺PA作為工程塑料的最大品類,廣泛應用於汽車、電子電器、家電、新能源等領域,從事PA改性業務的企業眾多。 近兩年來,聚醯胺行業有哪些新產品,取得了哪些應用成果,取得了哪些突破?
1.無滷阻燃增強PA66
男高音埃佩斯公司泰科開普推出三款新型無滷阻燃玻璃纖維增強PA66化合物,均達到UL94V 0等級。 與標準玻璃纖維增強阻燃劑 PA66 相比,它們具有高注射流量、出色的表面光潔度和更好的效能保持性。
CreamId 牌號 A3H7G3、C3H2G4 和 C3H2G6 的玻璃纖維含量分別為 % 和 30%。 其無滷阻燃配方符合歐洲RoHS和WEEE指令以及內部OEM要求。
Tenore Epace推薦將這些化合物用於電氣和電動工具、手持電子裝置、電動汽車充電基礎設施元件和某些引擎蓋下汽車元件的外殼。
Tenorl Epace利用半芳香族尼龍來增強這些化合物在受潮時的拉伸效能和剛度保持性。 A3H7G3 產品目前用於汽車發動機罩,以滿足 OEM 對熱老化後 170 年效能保持的要求。
2.增強型 PA66 用作發動機和電機支架的鋁的塑料替代品。
旭化成用 PA66 樹脂更換鑄鋁支架。 旭化成使用聚醯胺(PA66)製成的Leona GF增強級“14G50”開發並設計了發動機支架和電動機支架。 具有優良的耐熱性、高強度、高剛性和抗疲勞性。 根據剛度和強度要求進行設計,通過成型技術準確掌握玻璃纖維取向和焊接線的位置,並進行反映該資訊的應力分析,評價其力學效能。
3.PA12 為電池母線排提供最高階別的防火保護。
贏創贏創展示了用於電導體絕緣的新型 Vesta MID 系列 PA12 化合物 Vestamid LX9050OR。 通過使用符合 IEC 60754 的無滷阻燃劑,VestamidlX9050OR 符合 UL94 可燃性等級 V 0。
在電動汽車的高壓電池中,由銅或鋁製成的母線排將需要更安全的保護,以防止高達 1kV 及以上的電氣故障以及相關的火災風險。 根據汽車行業的要求,贏創專門開發了新型PA12化合物,其中含有無滷阻燃新增劑,以實現最高的可燃性等級V 0。 0.5~0.塗層厚度為7mm,可滿足電動汽車對30 150mm2母線型材的絕緣要求。
銅母線。 由銅或鋁製成的母線排通過共擠塗覆,Vestamidlx 9050or具有良好的加工效能,可提供更高的擠壓速度,並且對金屬芯具有出色的附著力,而無需額外的附著力促進劑。 由於該化合物的高彈性,塗層母線排在擠出後可以很好地成型,甚至可以在小半徑內彎曲,而不會失去維斯塔公尺德絕緣的保護作用。
該化合物也適用於注塑成型。 由於使用了無滷阻燃劑,因此也可用於製造汽車電氣或電氣工業中的其他部件。 新開發的可燃性等級V 0補充了贏創現有的RAL訊號橙PA12產品系列(具有V 2和HB分類)。
4.用於電動跑車部件的導熱 PA6
導熱塑料在電動汽車充電系統的熱管理中顯示出巨大的應用潛力。 乙個例子是德國南部一家跑車製造商的全電動汽車充電控制器。 控制器包含:朗盛該公司的冷卻元件由Durethan BTC965FM30製成,這是一種導熱和電絕緣的PA6材料,可在為電池充電時消散控制器插頭觸點中產生的熱量。
交流和直流充電控制器。
除了防止充電控制器過熱外,這種結構材料還滿足阻燃性、耐漏電起痕性和產品設計的嚴格要求。 充電控制器將來自充電站的三相或交流電轉換為直流電,並控制充電過程。 在此過程中,它們會限制充電電壓和電流,以防止電池過度充電。 高達 48A 的電流流過插頭觸點,在充電過程中產生大量熱量。
DurethanBTC965FM30 填充有特殊的導熱礦物顆粒,可有效地將熱量從源頭傳導出去。 這些導熱顆粒允許化合物在熔體流動方向(平面內)存在並垂直於熔體流動方向。 導熱係數高達3W(m·k)。
此外,該材料已通過UL94阻燃測試,最佳分類為V 0(0.)。75mm)。其高耐漏電起痕性也有助於提高安全性,其漏電起痕指數 (CTI) 為 600V。 儘管導熱填料含量很高(按質量計為68%),但PA6具有良好的流動性。 這種導熱熱塑性塑料的潛在應用包括電動汽車電池組件,如插頭、散熱器、熱交換器和電力電子裝置的安裝板。
5.汽車電池充電器蓋由PA6製成。
朗盛高度增強的 PA6 已被證明適用於更大規模的電動汽車應用。 德國汽車製造商生產的全電動小型車使用的車載電池充電器的蓋子由杜力頓製造BKV50H30 和 50%(質量分數)的短玻璃纖維。 Leopoldkostal 是一家由蓋板和充電器組成的系統製造商,是汽車、工業和太陽能電氣和電氣聯結器系統的全球系統領導者。
這種大規模應用表明,PA6化合物不一定必須經過水解穩定才能用於電動汽車中乙二醇水冷卻劑的冷卻應用。 技術客戶經理Bernhard Helbich說:“.未來,這種型別的PA6產品將在電動汽車蓋板和其他熱管理元件的量產中變得非常普遍。 對於冷卻系統中的流體聯結器或控制單元等應用尤其如此。
長期以來,內燃機冷卻迴路中的塑料部件一直使用 PA66 製造,因為它對水-乙二醇混合物等熱冷卻劑具有很高的耐受性。 然而,全電動動力總成的熱管理要求正在向較低的溫度轉變。 對於全電動汽車來說,PA6化合物對水-乙二醇混合物的長期耐熱性足以滿足大多數零件的需要,即使在某些情況下應力時間明顯更長。
因此,在車輛執行期間,新蓋板可以永久承受高達 400 °C 的溫度,並能夠承受高達 1 MPa 的突發載荷。 對試樣的長期測試也表明,即使在水乙二醇混合物中,在110和0在15 MPa的壓力下將15 MPa貯存15 h後,化合物的力學效能幾乎沒有降低。
因此,該材料符合德國一家大型汽車製造商對電動汽車水冷部件的技術要求。 蓋子長約29厘公尺,寬約11厘公尺2cm,具有相當大的法蘭尺寸。 蓋板與密封件一起擰在充電器的鋁製外殼上。
PA6 化合物表現出的高強度和剛度確保蓋子滿足嚴格的密封要求。 封面還顯示了 DurethanBKV50H30 其他材料優勢。 它易於加工,可以以高注射速度注塑成型,這有利於縮短迴圈時間,因此經濟實惠。
此外,熱穩定性 durethanbkv50h30不含銅,不會對冷卻迴路中的金屬部件造成電偶腐蝕。 該化合物的另乙個優點是它可以耐受車輛執行中常用的介質,例如燃料、油脂、電池電解液和道路鹽。
6.PA6用於汽車前端載體。
中國汽車製造商吉利未來將使用它朗盛PA6作為其車輛的前端 (FE) 載體。 該元件的設計理念是一種混合設計解決方案,超越了傳統的方形矩形有限元結構。 雖然下部冷卻器安裝在金屬板中,但複雜的上部結構使用高填充和熱穩定性的杜力頓BKV50H20EF,這種材料是剛性和高強度硬質部件的理想選擇。 上部的全塑料設計滿足了這種多部件元件的廣泛要求。 使用高模量熱塑性材料也提供了一種具有成本效益的解決方案。
7.輻照工程塑料代替高效能塑料用於汽車。
過去,汽車內飾是汽車塑料的主要應用領域。 然而,隨著塑料的發展,塑料的重點放在轉向傳動系統周邊、電池和車身上。 然而,這些位置的溫度和機械負荷通常要高得多。
因此,他們的材料必須滿足新的要求:在某些應用中,它們必須承受超過 150 °C 的溫度在電動汽車中,它們必須提供良好的絕緣性;它們必須在車輛的整個生命週期內經久耐用且耐老化;它們必須具有較高的機械強度和韌性;除此之外,在纖維復合塑料(FCP)的情況下,聚合物基體和纖維之間的附著力必須特別好。
汽車製造商和零部件**經常使用高效能塑料,如聚碸(PSU、PES、PPSU)、聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)來滿足這些需求。 然而這些高效能塑料的成本很昂貴;與工程塑料相比,它們在高溫下加工——典型的注射溫度為 300 400 °C,模具溫度為 125 210 °C因此,加工過程的成本和能耗也較高;還需要特殊的注塑機和模具。
擺脫這種困境的乙個方法是:PA和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等工程塑料的輻照改性。。與高效能塑料相比,材料成本可降低2至10倍。
例如,在注塑成型過程中,可輻照交聯PA的加工溫度至少比高效能塑料低100度,模具溫度在60%至100%之間。 通過或射線高能照射,高分子分子中的化學鍵反應產生自由基,當相鄰的自由基相互反應時,形成共價鍵,從而形成三維高度穩定的網路。 工程塑料的效能提高到更高的水平。
輻照交聯是在零件成型後完成的。製造商仍然像以前一樣進行注塑、擠出或吹塑成型,而無需購買新機器或模具。 綜上所述,不僅材料成本高,而且輻照工程塑料件的加工成本也低於高效能塑料件。
但並非所有塑料都適合輻照交聯,許多用於電動汽車的工程塑料都需要交聯劑,包括PA6、PA11、PA12、PA66、PBT和聚氨酯基熱塑性彈性體。 輻射交聯在室溫下進行,輻照結果易於重現。
電子輻照提高了PA的熱穩定性。 例如,輻照PA66的玻璃化轉變溫度從81提高到97;非交聯PA66的儲能模量在240左右迅速下降,輻照PA66的儲能模量在此溫度下增加120倍,殘餘剛度在360時幾乎不變。 輻照也會改變PA的機械效能,玻璃纖維增強PA也會改變,如表1所示。
表1 PA66和PA6 GF30在未輻照和輻照後的力學效能。
交聯工程塑料可用於電動汽車的不同用途,如電纜、固定件、接頭、齒輪、聯結器、蓋板等。 其中一些部件,如齒輪、固定裝置和聯結器,也用於配備內燃機的車輛,並已批量生產。 電動汽車的其他應用仍處於開發階段,這些材料特別適用於電池外殼以及電池附近的隔板和電源線。
8.生物基高效能脂肪族PA46
帝斯曼Engineered Materials 的 Stanyl PA46 產品組合中增加了一種新的 100% 生物基高效能脂肪族 PA46。 據報道,特定的 Stanyl B MB(生物基質量平衡)具有與原始對應物相同的高效能。 其優異的高溫機械效能(熔化溫度為290°C)、優異的流動性和加工性以及出色的耐磨性和耐摩擦性使其成為汽車、電子、電氣和消費品行業的高溫應用的理想選擇,例如USB聯結器、汽車和工業執行器齒輪、動力總成正時鏈條、軸承保持架和食品接觸輸送機。
它使用盡可能高水平的生物質廢物原料,使帝斯曼能夠將該產品線的碳足跡減半,進而將客戶基於 Stanyl BMB 的產品的碳足跡減半。 根據帝斯曼的資料,2015 年至 2020 年間,全球生物基產品的產量大約翻了一番,但材料行業迫切需要加速向可持續原料的轉變。
Stanylb MB 是一種完全通過可持續性和碳認證 (ISCC) 的質量平衡解決方案,已被證明具有與傳統 Stanyl 完全相同的特性、效能和質量,但碳足跡比化石基低 50%。 根據帝斯曼的說法,這意味著每生產 1 噸可減少 3 個3噸二氧化碳相當於為42萬部智慧型手機充電。
9.92% 生物基玻璃纖維增強 PA6
朗盛推出首款ScopeBlue系列材料,92%生物基玻璃纖維增強PA6-DurethanBlue BKV 60H20ef,由至少 50% 的回收(**或生物基)原材料組成,或其碳足跡比傳統產品至少低 50%。
生產Durethanblue BKV 60H20EF PA6 中使用的原材料之一是來自可持續**的環己烷,即生物基、生物基或化學生產的環己烷。 該材料還用 60% wt% 的玻璃纖維增強,包括工業玻璃廢料而不是礦物原料。 朗盛使用的替代原料在化學性質上與化石等價物相同,因此Durethanblue BKV60H20EF具有與原始材料相同的特性,可以使用完全相同的生產工具和裝置輕鬆加工,而無需轉換。
朗盛特性材料(HPM)全球產品管理負責人Guentermargraf表示:“這種高強度、高剛性結構材料可以部署在傳統上使用純化石基等效物進行大規模生產的任何地方,因此在汽車製造中用於生產汽車前端、制動踏板和油箱油底殼。 我們目前正在努力將這種化合物中可持續原材料的含量提高到100%。 ”
10.基於報廢漁網尼龍的長纖維複合材料。
普立萬公司(**ient) 提供一種基於報廢漁網 PA6 的長纖維增強複合材料。 據普立萬長纖維技術公司總經理Ericwollan介紹,這是計畫中第乙個基於再生樹脂的長纖維複合材料。 世界上有標準的黑色配方,其典型含量為長玻璃纖維、長碳纖維或它們的組合。 產品中消費後樹脂含量的水平各不相同,這使得最終產品能夠滿足不同的效能和可持續性要求。
報廢的漁網。 Complēt R 的潛在市場應用包括使用更節能的下一代車輛、有利於綠色建築評級系統的 LEED 認證辦公家具,以及用於戶外休閒的輕型冒險裝備。 據說這種新材料具有與使用原生 PA6 樹脂製成的標準 PA6 長纖維複合材料配方相當的剛度、強度和韌性。 使用這些複合材料作為金屬替代品還可以顯著減輕質量,同時節省一步注塑成型的時間和成本。
11.基於最佳成分的高效能玻璃纖維增強 PA6 和 PA66
索爾維該公司推出了 PA6 和 PA66 系列的 Omnix Recycle HPPA,其成分至少為 33%**,由 70% 的工業**塑料消費塑料 (PIR PCR) 再生樹脂組成,安全性高且工藝受控。
遵循公司的“乙個地球”路線圖,Omnix Recycle HPPA 技術不斷改善其產品組合的環境足跡和迴圈性,與原生高效能尼龍相比,具有更低的吸水率、更好的流動性和一流的表面外觀。 據報道,與原生高效能聚醯胺 (HPPA) 相比,OmnixRecycle 的成分可顯著減少碳足跡,從而將全球變暖潛能值 (GWP) 降低 30%。
OmniX Recycle HPPA 與其他 HPPA 的比較。
同時,它是替代效能較差的尼龍和金屬的理想選擇。 在家用電器應用中,它比標準PA6和PA66具有更高的耐用性。 這有助於原始裝置製造商 (OEM) 減少產品破損和產品損壞退貨,同時滿足消費者在產品選擇中對長使用壽命和低環境影響的需求。 由於其出色的表面外觀,新的HPPA不需要塗漆,這增加了其整體可持續性優勢。
Omnixre Cycle 可以在標準注塑裝置上進行加工,包括使用水加熱模具。 索爾維包裝業務部和可持續發展部全球營銷經理和可持續發展經理Claireguerrero表示:“作為索爾維首款採用50%玻璃纖維增強的HPPA,Omni Recycle是家用電器聚醯胺市場的真正突破。 它結合了天然半芳香族HPPA的優異機械效能,具有更好的流動性、更低的吸水率和一流的表面外觀。
此外,其獨特的效能和可持續性為品牌所有者和製造商提供了有吸引力的材料解決方案,這些品牌所有者和製造商希望在不影響尺寸穩定性、高剛度、抗衝擊性和可加工性的情況下增加其產品的**成分。 ”
12.Genomatica 和旭化成合作開發了可再生資源 PA66
生物科技公司芝諾梅蒂卡公司 (Genomati ca) 與旭化成旭化成將可再生能源商業化** PA66。 作為許多型別尼龍的關鍵成分,傳統的六亞甲基二胺(HMD,也稱為HMDA)由**或天然氣等化石燃料製成,而HMD是一種使用Genomatica技術製造的可再生資源,來自植物糖等可再生原料,可以提高由它製成的許多材料的可持續性。
六亞甲基二胺(HMD)。
由於Genomatica成功生產了大量基於植物的HMD,旭化成打算應用GenoMatica的工藝技術,為高溫汽車零部件、電子產品或用於生產安全氣囊的紗線等產品創造更具可持續性的材料。 旭化成將優先獲得早期可再生資源HMD,並利用旭化成在成功開發尼龍應用方面的豐富經驗進行尼龍應用測試。
旭化成希望獲得Genomatica的GenohMD工藝技術的許可,以將生物基PA66商業化。 Genomatica 開發完整的整合工藝和製造工廠設計,使用生物技術、發酵和可再生原料來製備廣泛使用的成分和碳足跡更低的材料。 旭化成預計Genomatica的創新將幫助公司實現到2024年實現碳中和的目標。
13.醫用級 PA6、PA6 66 和 PET
帝斯曼工程材料 (DSM) 在其醫療產品組合中增加了四種新的醫用級工程材料,以支援世界各地的醫療裝置製造商提高患者護理質量。 這些材料符合或超過重要的全球標準,如 FDA 食品接觸合規性、ISO 10993 和美國藥典 (USP) VI 級標準。
Akulon 的 Care PA6 是用於注塑成型的未填充 PA6,而 K1G6 是用於注塑成型的 30% 玻璃纖維增強 PA6。 這兩種產品在注塑成型和擠出成型方面都具有出色的效果。 這些牌號採用清潔聚合技術,以確保低揮發性有機化合物 (VOC) 水平。 其應用包括導管、靜脈輸液袋、胰島素筆和自動注射器、手術機械人和高階傷口護理。
Novamid Caren30PA6 66是一種未填充的PA6 66共聚物,用於薄膜擠出。 它具有出色的氧氣和二氧化碳阻隔效能,並針對靜脈輸液袋和醫療包裝等薄膜應用進行了優化。
Arnitecarea1U 是一種用於注塑成型的未填充 PET。 據說它是純度最高的醫用級PET,具有低吸水率、優異的耐磨性和顏色穩定性,以及低可萃取物浸出物和高尺寸穩定性。 應用包括導管、胰島素筆和自動注射器以及手術機械人。
14.水幫浦採用玻璃PA66加固
威洛該公司(威樂)選擇了一種30%的玻璃纖維增強PA66注塑化合物,該化合物具有熱穩定性和耐乙二醇性,據說在與水永久接觸時保持穩定,可用於建築服務、水管理和工業應用的優質幫浦和幫浦系統。
材料是比利時道默化學Technyl的一部分,Technyl是該公司(Domino Chemicals)生產的一種先進的尼龍化合物。 兩家公司表示,在推動城市化大趨勢方面,他們有乙個共同的目標:都致力於使複雜的技術變得使用者友好、易於使用、節能和高效能。
據說威樂的產品結合了頂級效能、德國工程和世界一流的材料,旨在為加熱和冷卻系統提供最高效率。 在供暖領域,道默化學提供了多種專為迴圈幫浦應用開發的選項。 據 Domo 客戶經理 Manuel Rossi 介紹,Wilo 的首選材料是 Technyl A218 V30 Black 34NG,用於生產用於供暖系統的 WilloPara MSL 6-43 SC 迴圈幫浦。
威樂迴圈幫浦。
第二等級是Technyl A218WV30Blackfa,被批准用於飲用水接觸應用。 這兩個牌號在乙二醇老化方面表現同樣出色,Technyl A218V30BLACK34NG略勝一籌。
15.用於PCR和PIR的可持續尼龍**。
蘭蒂奇集團(RadiciGroup)是一家全球性的化學品、塑料和合成纖維製造商,推出了新的可持續尼龍系列Renycle。 該系列包括從消費後**(PCR)尼龍中獲得的PA6樹脂和從後工業**(PIR)尼龍中獲得的PA66材料。 該公司的可持續 Renycle 尼龍系列現已在 MatMatch** 平台上展出,可幫助設計師和工程師找到滿足其設計需求的最佳材料。 內容在【塑料倉網】小程式中為**。