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聚酰胺在汽车领域再辟新径

2019-09-05 08:55:00来源:CPRJ中国塑料橡胶 阅读量:6299

  【塑料机械网 热点关注】 电动汽车和自动驾驶对车用材料提出了新的挑战,同时也带来了新机遇。由于聚酰胺(PA)拥有优异的性能,已成为在极具挑战性的环境中所用部件的首选材料。这些热塑性工程塑料也越来越受欢迎,在汽车工业中的需求很大。
 
  用于减重、降噪的新型聚酰胺泡沫
 
  在汽车行业,有关二氧化碳排放和噪音的法规越来越严格,因而极大地推动了对创新材料的需求。旭化成(AsahiKASEI)新开发的聚酰胺泡沫为减轻重量、降低噪音的应用场合带来了独特的解决方案。
 
  旭化成是全球为数不多的完全一体化的聚酰胺制造商之一,能够完全从单体到配混料生产聚酰胺6.6。以这些专业技术为基础,公司目前正在开发PA泡沫,这是一种基于聚酰胺的泡沫材料。样品将在10月举行的K 2019展会上展出。
 
  PA泡沫拥有聚酰胺的典型耐热、耐化学品和耐油性能,视乎泡孔的形状,还拥有极高的刚性或降噪特性。
 
  据介绍,泡孔呈圆形的PA泡沫具有很高的刚性,因而是结构部件中铝和金属,以及用于绝缘体、导管、垫片或电动汽辆电池盒等其他轻量部件的材料的替代材料。
 
  至于拥有C形或通心粉形状泡孔的PA泡沫,除了具有聚酰胺的典型特性外,还具有隔音功能,可用于汽车的任何地方,特别是用于发动机机舱内部。用于发动机罩时,不仅有助于减轻重量,而且还可明显降低发动机的辐射噪音。
 
  由于PA泡沫还可以减少来自外部的噪音,因此还可用于车顶和发动机罩,以及座椅和地板结构中。
 
  由于共用汽车不断普及,而且预期会推出自动驾驶技术,所以汽车内部作为放松的舒适空间变得越来越重要。泡沫的这些降噪特性,也有助于增强汽车内部的舒适性。
 
  PA泡沫可以在标准聚苯乙烯模塑设备上以蒸汽模塑工艺加工。此外,还可以明显减少生产过程中的树脂用量,有助于降低总体成本。
 
  目前,该总部位于东京的日本技术集团公司以LEONA聚酰胺系列提供多种类型的聚酰胺,用于轻量化产品和耐UV产品,而其中的SG型号是去年推出的最新成员。
 
  SG材料的特点是拥有优异的强度、刚度和耐冲击性能,而且具有较高的长期抗蠕变性能;同时还具有较好的流动性、尺寸稳定性,较低的翘曲和较低的吸水性。该材料的注塑部件还具有优异的光泽度。因此,其适合作为金属部件的替代材料。
 
  由聚酰胺6制造的转向柱开关壳体
 
  朗盛11个业务部门中的6个将在K 2019展会上展示他们的产品。其中,高性能材料(HPM)业务部将以新型汽车和不断发展的城市化作为展出重点。
 
  聚酰胺6和聚酰胺66在特性方面非常相似。因此,在许多应用场合,聚酰胺66可以由聚酰胺6替代。其中一个例子是用于福特Fiesta、福特Focus和福特Eco Plus等几种车型的转向柱开关壳体。
 
  该元件由Leopold Kostal公司生产。该家家族企业总部位于德国Lüdenscheid,是世界领先的控制元件、感测器和控制装置系统供应商和开发商之一。其最初使用玻璃纤维增强聚酰胺66制造壳体,最近则换用了Durethan BKV30H3.0,这是朗盛生产的一种聚酰胺6配混料,玻璃纤维增强材料的重量为30%。
 
  HPM业务部表示,更换材料后可直接采用最初为聚酰胺66开发的标准模具加工,无需进行任何更改。
 
  据介绍,壳体由泡沫聚酰胺6注塑成型。这种发泡工艺有几个优点,与密实元件相比,其可以节省材料,减轻重量,但机械性能的降低合理。材料采用发泡注塑成型,可减轻重量近10%。
 
  此外,发泡尤其可明显减小翘曲,降低收缩率,利于部件的尺寸精度。该部件承载多种方向盘功能,例如转向灯和挡风玻璃刮水器开关,因而几何形状非常复杂。高尺寸精度可确保开关在汽车整个使用寿命期内能可靠地工作,并且可以平稳地操作。
 
  发泡工艺的另一个优点是可以明显降低模腔压力。因此,该部件可以在较小的注塑机上以较低的合模力生产。与密实模塑部件相比,这样还可以缩短循环时间,最终实现成本优势。
 
  同时,聚酰胺6配混料Durethan BG60XXF则是连接器和开关的理想解决方案。这是一种低翘曲塑料,已用于生产意大利电子元件制造商Bticino公司Living Now产品系列中的开关支架。采用这种材料后,该部件满足了平面度、尺寸公差和刚性极高的标准要求。
 
  特种聚酰胺牌号提高电动汽车安全性
 
  为了减少高压部件的重量和所需的安装空间,阻燃塑料是不可或缺的材料。巴斯夫公司的特种聚酰胺牌号可用作无卤阻燃材料,使车辆内外的高压部件完全达到所需的性能。
 
  这些工程塑料在阻燃性、颜色稳定性、机械性能和电绝缘性方面能满足最高要求。同时,这些材料固有的绝缘性能提高了车辆的安全性。
 
  巴斯夫拥有多种聚酰胺6和聚酰胺66牌号,能保证控制设备和感测器中微电子器件的可靠性,有助于防止电路腐蚀损坏。巴斯夫公司的各种Ultramid EQ牌号(EQ:电子级质量)纯净,几乎不含电活性或腐蚀性物质,如卤化物。最重要的是,这种材料还具有优异的耐热老化性能。
 
  当今的电子驱动系统仍然是金属行业的重要应用。到目前为止,电子马达和电力电子元件制造商一直在使用由钢或压铸铝制成的外壳。
 
  由于许多部件现在都采用主动冷却方式,这意味着不再需要通过外壳散热,所以塑料解决方案现在可以用于轻质结构,例如阻燃Ultramid牌号A3U42G6和B3U50G6。
 
  封装高压电气元件的外壳必须拥有电气遮罩特性,以防止对周围区域产生不利影响。在塑料外壳部件涂覆金属涂层是巴斯夫正在研究的可能解决方案之一。以这种方式涂覆可以实现良好的磁场遮罩功能。此外,工程塑料还具有将其他功能集成到元件中的优势。
 
  巴斯夫公司表示,在与客户进行的样件小批量试制项目中,已经能够证明使用这种工艺生产的塑料外壳比同等的压铸铝外壳更轻、更经济。
 
  此外,由于电动汽车、小型化和高速电子设备提出了更高要求,所以塑料面临的挑战急剧增大,巴斯夫现在还提供基于四种聚邻苯二甲酰胺(PPA)聚合物的Ultramid Advanced产品系列,其中包括约50种配混料牌号。
 
  这些定制产品包括了可以方便、稳定地加工的注塑和挤出牌号;含或不含阻燃剂、无色及可激光标记的黑色、含有短玻璃纤维、长玻璃纤维和碳纤维增强材料,以及各种热稳定剂的牌号。
 
  由于拥有部分芳族化学结构,所以各类Ultramid Advanced材料在高温条件下具有优异的机械性能。它们具有疏水性,因而能够耐受潮湿环境,可与具有挑战性的介质接触,同时保持其强度。由于吸水率低,所以塑料部件在潮湿环境中的尺寸稳定性高。它们还能够在电子电气行业使用越来越多的无铅焊接工艺中保持强度。

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