为应对气候变化问题,各种减重项目刻不容缓,以塑代钢更是交通运输工业的重要发展趋势,各原料供货商都落墨于此,240℃、250℃、280℃,聚醯胺、聚碳酸酯、三聚氰胺泡沫、PBT等各种耐热塑料不断挑战极限,实现“不可能的任务”。
有机添加剂 无接触腐蚀
朗盛(Lanxess)为其Durethan聚酰胺(PA)开发了另一种高技术热稳定体系—XTS3(Xtreme高温稳定剂),应用于电器和电子行业,以及发动罩下场合,尤其是油循环系统。
与朗盛在市场的XTS1体系一样,XTS3可以将PA6和PA66的连续工作温度提高约60℃,达到约200℃。其热稳定性能不是基于无机添加剂体系,而是基于不含金属和卤化物的有机添加剂体系。加入这种稳定体系的Durethan材料牌号适用于制造高温下使用,以及与金属部件直接接触的塑料部件。不含金属和不含盐的稳定体系可保证无接触腐蚀。
首先采用新稳定体系的是朗盛两种30%短玻璃纤维增强的PA6和PA66牌号—Durethan BKV 30 XTS3和AKV 30 XTS3,应用范围包括在发动机机舱中的油滤清器壳体、油盘、变速器控制系统壳体,以及与油接触的传感器;在电器/电子行业的应用包括插塞接头、插头带和壳体部件。除长期热稳定性外,两种配混料还具有优异的性价比和较高的工艺稳定性。在许多应用场合,它们可以替代价格昂贵的热稳定特种塑料,如聚苯硫醚(PPS)、半芳香聚酰胺和PA46。
根据朗盛的热空气老化试验,两种聚酰胺在高温条件下具有长期稳定性,且不易变脆。即使在200℃下放置2,000小时后,PA6牌号的拉伸断裂应力也没有明显下降,PA66牌号仅降低了15%。在这些条件下,断裂应变仍高于2%(PA6)和1.8%(PA66)。相比之下,在相同条件下,采用市场上常用无铜热稳定体系的同等PA6牌号拉伸断裂应力下降50%。对于相应的PA66牌号,观察到仅老化1,000小时后,拉伸断裂应力就下降到其初始值的50%。
两种新型聚酰胺在单一稳定的生产工艺中易于加工,工艺条件范围较宽,对湿气不敏感,并具有高流动性。这些材料为注塑制造商提高了加工灵活性。例如,可在较低温度下生产,缩短周期时间,降低能源成本。与类似标准聚酰胺相比,采用相同的注塑压力,模塑制品制造商可采用较长的流道,可使用较简单的模具。
抵受超过250℃高温的大灯模块
LED、HID和卤素照明系统常常在一个大灯总成中组合使用,具有优异的性能,但同时对所用材料和设计也有更多的限制。阳光进入多个LED/HID透镜后会使局部温度升高到超过235℃。强阳光照射会引起功能组件和美学组件的热变形和渗气。在这些苛刻条件下,大灯总成中的组件,如边框、透镜架或框架会发生渗气、变形、损坏现象,甚至会熔化。
为了解决这一问题,照明系统供应商ZKW集团采用帝斯曼(DSM)的耐热Arnite XL-T聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为Audi Q7开发了一种新型轻量LED大灯模块。
Arnite XL-T的热变形温度(HDT)高达250℃,具有较低渗气率和良好的黑色带纹理表面外观,扩展了大灯LED/HID模块结构的自由度。帝斯曼介绍,利用一种专有技术已使其导热性超过了高耐热热塑性塑料,如聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)和聚邻苯二甲酰胺(PPA),同时不存在价格偏高或其他问题,如关键加工性能和吸水性方面的问题。
高耐热泡沫助引擎吸音
巴斯夫(BASF)的吸声Basotect TG三聚氰胺泡沫,现已应用于北美生产的捷达、高尔夫、帕萨特、途观和甲壳虫车型的大众EA888发动机作为吸声层。
为满足不断提高的北美汽车燃油效率和排放标准要求,在当今汽车制造中采用更小、性能更好的直喷发动机。这些发动机会产生更高的温度和更大的噪声,影响驾驶舒适性。在发动机罩中使用Basotect有助于解决这方面的挑战:其在发动机机舱的高温环境中具有优异的吸音性能、阻燃性能,并能减轻重量。
Basotect可赋予发动机罩阻燃性,防止其持续燃烧。这些阻燃性能有助于满足UL 94 V-0阻燃级要求。泡沫可以耐受高达240℃的温度,同时保持其NVH特性。Basotect TG泡沫密度仅为9公斤/立方米,要比罩下所用的传统隔热材料重量轻得多,这是极受欢迎的特点。由于泡沫具有开孔、精细泡沫结构,所以在中、高频范围内的吸声特性非常好。
满足涡轮增压器的材料
在EMS Grivory的产品组合之一,就工作温度而论,在热稳定PA 6/PA 66牌号(Grilon TSG-W和TSG-W2)和高热稳定性聚邻苯二甲酰胺(Grivory HT2VS-HH)之间存在空白,故此,公司近来推出了新型高热稳定性Grilon TSG-W3产品,填补了150-250℃温度范围的产品种类。
汽车气缸容量较小的发动机及效率不断提高的涡轮增压器已将增压空气的温度提高到210℃,3.3 bar压力下最高温度更达230℃,Grilon TSG-W3正是这发展趋势下的产物。该物料在230℃下老化3,000小时后仍可保持75%的拉伸强度性能值。这表明,即使在230℃下,其耐热老化性能也相当于高热稳定性聚邻苯二甲酰胺。其优异的表面质量相当于Grilon TSG- W2。这样就可降低增压空气系统的压力损失,不再需要密封段后处理装置。Grilon TSG-W3设计用于增压空气系统中,如增压空气冷却器端盖、增压空气导管、共振器或连接器。