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电动汽车用阻燃材料有哪些?
来源: | 作者:中海德 | 发布时间: 2023-04-14 | 950 次浏览 | 分享到:

PC/ABS兼备二者优点,具有更好的HDT和稳定性,加工性能也更好,目前已是产量大、技术成熟的塑料合金,也是目前在汽车零部件领域应用广泛的材料之一。诸如汽车仪表板、蓄电池组、车身、内饰等部位,都用到了PC/ABS材料。

不过要注意的是,在某些指标上还是有“1+1<2”的情况:PC本身是一种自熄材料,UL94可达V2级,但PC/ABS的阻燃性能有所下降,需要补足。

目前常用的除了卤系和磷系,值得关注的发展方向还有纳米阻燃剂,诸如纳米级的三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁以及纳米层状双氢氧化物等等。

阻燃PC

PC作为五大工程塑料之一,在汽车零部件上的应用也相当成熟,诸如汽车仪表板、车灯系统、加热板、除霜器甚至是一些PC合金制作的保险杠等等。

 

如我们刚才所言,PC本身具有一定阻燃性,相较于其它高分子材料(如PE、PP等)拥有一定优势,LOI可到21-24%。然而对汽车零部件阻燃要求相对较高的应用领域,其阻燃性能还是难以胜任,仍还需要对其进行阻燃改性。

溴系阻燃剂能明显提高PC的阻燃性能,常用的有十溴二苯醚(DBDPO)、四溴双酚A(TBB-PA)等。但含溴的阻燃材料在高温下容易分解产生腐蚀性气体,使汽车零部件受损。

此外,溴系阻燃剂的添加会严重影响PC的透明性,同时也不符合欧盟无卤化、环保政策的要求。当前,工业化的PC产品中使用多的磷系阻燃剂主要是TPP、RDP和BDP。

其中,TPP常温下为固态,热稳定性较差,在PC加工温度下容易挥发,仅发挥气相阻燃作用。RDP和BDP常温下为液体,具有较好的热稳定性,可同时发挥气相和固相阻燃作用,同时BDP与PC有较好的相容性,可起到增速硬化的作用,所以PC+BDP体系成为使用较多的一种体系,BDP添加比例大约为10%。

此外,含硅化合物作为新一代环保型阻燃剂,因其高效、低毒、无污染等特性,以及对PC加工性能和物理性能影响较小也逐渐受到关注,如聚硅烷、聚硅氧烷等。

汽车零部件用PC在选用阻燃剂时也在向无卤环保靠近,通过添加多种助剂或者制备复合型阻燃剂等途径,提升PC的综合性能。此外,PC通过与ABS、PBT等组成复合材料也是提升PC加工性能和阻燃性能的不二选择。

其他阻燃材料

PP、PU、ABS和PC是目前主要应用于汽车零部件生产的阻燃高分子材料。此外,将两种或以上高分子材料熔融共混制备的复合材料也是目前使用较多的一种材料,如PC/ABS,PC/PBT,PC/FR复合材料等。

具体到案例上来说,Polymaker公司推出三款基于PC的3D打印材料,将其用于车用零部件的生产,三款产品分别为Polymaker PC-ABS、Polymaker PC-PBT、PolyMax PC-FR,这三款产品各有特色,在耐热性、耐冲击、易加工以及阻燃性能方面,均具有较好的表现。

Polymaker PC-PBT在科思创Makroblend®系列产品基础上进行改进,提升了材料综合性能。同样PolyMax PC-FR是在科思创Makrolon®产品上对阻燃性能做了较大改进,使材料UL94达到V0级,将该材料用于新能源汽车电池外壳。

阻燃理论研究

相关研究人员应根据汽车零部件应用领域的特性,把材料阻燃研究的方法、机理以及标准应用到车用高分子材料阻燃性能研究上来,探索如何提升汽车零部件用高分子材料的阻燃性能。

配套汽车零部件高分子材料用的阻燃剂,未来应是朝着无卤化及高性能化方向发展,而高性能阻燃剂研究重点将朝着复配协效阻燃技术、无卤化阻燃、膨胀型阻燃、超细化、纳米化技术、高效表面化学修饰技术以及多功能化技术等方向发展。

 

目前国内改性塑料仍有较高的技术门槛,不仅仅在强度、硬度、韧性等基础要求的标准再提高,同时在电学性能、卫生安全性能以及环境友好性能等方面也不断提出新的要求,汽车零部件用高分子材料也将向着性能高端化、功能定制化方向发展。

光有高性能阻燃剂还不够,还需要在各项特殊性能上有所提高,才能提升汽车零部件用阻燃高分子的综合性能。

目前,还没有比较健全的汽车阻燃领域的法律法规以及测试方法,为更好地服务及推动汽车零部件阻燃行业的发展,制定出更有效的汽车零部件用阻燃高分子材料测试方法和产品法规将有重要意义。

来源:网络

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