Der Absatz von New-Energy-Fahrzeugen ist deutlich gestiegen.

Machen Sie das Konzept des „Autos leicht“

wieder heiß.

Eine Vielzahl modifizierter Kunststoffe, Verbundwerkstoffe und Leichtlegierungsmaterialien werden immer ausgereifter, nicht nur im herkömmlichen Automobilmotor, sondern auch in der Leistungsbatterie von Fahrzeugen mit neuer Energie gibt es eine Vielzahl von Kunststoffanwendungen.

Doch beim Sicherheitsaspekt Flammschutz sind diese Kunststoffe nicht gut aufgestellt.

Flammschutzmittel und verwandte Industrien sowie „Automobil-Leichtbau“ werden zum Hotspot der Automobilindustrie.

Entwicklungsrichtung flammhemmender Kunststoffe für Autoteile

Derzeit werden in Automobilteilen am häufigsten PP-, PA-, PU-, PC- und ABS-Materialien sowie eine Vielzahl modifizierter Materialien und daraus zusammengesetzter Verbundwerkstoffe verwendet.

Im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstofffahrzeugen verfügen Fahrzeuge mit neuer Energie über zusätzliche Batteriemodule, Ladesäulen, Ladepistolen und andere Komponenten.

➡️ Die Menge an technischen Kunststoffen, die für das Batteriemodul eines einzelnen New-Energy-Fahrzeugs verwendet werden, beträgt etwa 30 kg. Die Kunststoffschale von Fahrzeugen mit neuer Energie besteht hauptsächlich aus modifiziertem PP, modifiziertem PPS, PPO und anderen hochtemperaturbeständigen Kunststoffen.

➡️ Ladesäulen erfordern aufgrund hoher Nutzungsstandards und rauer Betriebsumgebung technische Kunststoffe. Jeder Ladestapel benötigt etwa 6 kg technischen Kunststoff. Derzeit werden häufig PBT, PA und PC verwendet.

Bei der Herstellung flammhemmender Kunststoffe erhöhen die meisten von ihnen ihren Grenzsauerstoffindex (LOI) auf etwa 25–35 %, um so den Gesamtsicherheitsindex von Fahrzeugen effektiv zu verbessern. Darüber hinaus werden mit der aktuellen Kombination aus Elektrifizierung und CO2-Neutralität die Verwendung von Kunststoffen und verschiedenen Flammschutzmitteln, die Halogene enthalten, stärker eingeschränkt.

Daher erfordert die zukünftige Entwicklungsrichtung flammhemmender Kunststoffe neben der Notwendigkeit ausreichender mechanischer Eigenschaften, um den Leichtbauanforderungen gerecht zu werden, in Elektrofahrzeugen und anderen Bereichen auch Materialien, die den elektrischen, Verarbeitungs- und Umweltschutzanforderungen Rechnung tragen

Flammschutzmittel werden sich in Richtung von Halogenfreiheit und hoher Leistung entwickeln, während sich der Forschungsschwerpunkt von Hochleistungsflammschutzmitteln in Richtung von Flammschutzmitteln mit komplexen Co-Effekten, halogenfreien Flammschutzmitteln, Expansionsflammschutzmitteln, Superveredelung und Nano entwickeln wird Technologie, hocheffiziente chemische Oberflächenmodifizierungstechnologie und Multifunktionstechnologie.

Anwendung flammhemmender Materialien in Automobilteilen

Als flammhemmende Kunststoffe kommen derzeit vor allem PP, PU, ​​ABS und PC zum Einsatz. Entsprechend den besonderen Anforderungen von Automobilteilen werden auch Verbundwerkstoffe (Legierungen), PA, PBT und PMMA entsprechend eingesetzt.

Flammhemmendes PP

PP ist das Kunststoffpolymermaterial mit der größten Menge an Kunststoffen für die Automobilindustrie, weist eine ausgezeichnete chemische Korrosionsbeständigkeit auf und der Verarbeitungsprozess ist einfach und kostengünstig. Weit verbreitet in Automobil-Instrumententafeln, Batteriegehäusen, Türschutzvorrichtungen, Pfosten, Sitzschutzvorrichtungen, Stoßstangen usw.

Allerdings ist die Flammhemmung von PP ohne Zusatz von Flammschutzmitteln sehr schlecht und der LOI beträgt nur 17,8 %, was sehr leicht zu verbrennen ist. Die Forschung zu flammhemmendem PP für Automobile konzentriert sich hauptsächlich auf die Modifizierung der PP-Matrix und die Entwicklung von PP-Verbundwerkstoffen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und flammhemmender Wirkung durch Zugabe von wenig toxischen und halogenfreien Flammschutzmitteln.

Mit der Umsetzung strenger Umweltrichtlinien sind halogenfreie Flammschutzmittel für Polymermaterialien der allgemeine Trend.

In Kombination mit bestimmten Fällen gab es Beispiele für LGF-verstärkte, halogenfreie, flammhemmende Polypropylen-Batterietanks, die unter Verwendung von PP als Matrix, Langglasfasern (LGF) als Füllmaterial und der Zugabe von halogenfreien Expansionsflammhemmmitteln der Phosphor- und Stickstoffreihe hergestellt wurden. MCA usw.

Im Herstellungsprozess wurde die doppelte Masterbatch-Herstellungsmethode verwendet, um LGF-Masterbatch bzw. halogenfreies flammhemmendes Masterbatch herzustellen, und dann wurden die beiden gleichmäßig gemischt und direkt eingespritzt, um flammhemmende PP-Produkte herzustellen.

Das Doppel-Masterbatch-Herstellungsverfahren vermeidet die Verschlechterung von Flammschutzmitteln und mechanischen Eigenschaften, die durch kurze Glasfaserlängen verursacht werden, die durch hohe Schertemperaturen verursacht werden, die durch übermäßige Scherung im Herstellungsprozess von Langglasfaser-Masterbatches verursacht werden.

In der halogenfreien Modifizierungstechnologie von flammhemmendem PP gilt IFR aufgrund seiner Vorteile einer minimalen Auswirkung auf die Verarbeitungsfließfähigkeit und geringer Dichte sowie einer hervorragenden flammhemmenden Effizienz als eine der vielversprechendsten Entwicklungsrichtungen von halogenfreiem flammhemmendem PP. weniger Verbrauch, wenig Rauch und ungiftig.

Flammhemmendes ABS

ABS war vor dem Aufstieg der Automobilindustrie auch einer der weltweit größten Polymerwerkstoffe für Haushaltsgeräte.

Unvollständigen Statistiken zufolge stammen etwa 80 % des ABS-Verbrauchs in China aus dem Bereich Haushaltsgeräte, was vor allem auf die überlegene Oberflächenbeschichtungsleistung, Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit von ABS zurückzuführen ist.

Es sind auch diese Eigenschaften, die ABS zu einem Standardprodukt im Bereich der Automobillackierung machen. Die Molekülstruktur von ABS-Harz enthält jedoch nur C-, H- und O-Elemente, so dass es keine flammhemmenden Eigenschaften aufweist, seine Stabilität bei hohen Temperaturen sehr schlecht ist und es leicht brennt. Gleichzeitig entsteht beim Verbrennungsprozess ein stechender Geruch und schwarzer Rauch, der nicht direkt in Autoteilen verwendet werden kann.

Derzeit liegt die Hauptanwendungsrichtung von ABS in der Flammschutz- oder Hochtemperaturbeständigkeitsmodifikation oder in der Mischung mit PC zu PC/ABS-Verbundwerkstoffen

Bei ABS ist die Flammschutzwirkung von halogenierten Flammschutzmitteln relativ hoch und die Flammschutzwirkung von Brom ist besser als die von Chlor. Obwohl Halogen-Flammschutzmittel kostengünstig und wirksam sind, stehen sie bekanntermaßen in Zukunft unter großem Druck durch politische Maßnahmen und Umweltvorschriften.

Daher ist die flammhemmende Modifikation von ABS nach wie vor eine wichtige Forschungs- und Entwicklungsrichtung.

Allerdings sind bromierte Flammschutzmittel immer noch die beliebteste Wahl für Anwendungen mit strengen Flammschutzstandards. Es wird berichtet, dass etwa 70 % des in elektronischen und elektrischen Produkten verwendeten ABS bromhaltige Flammschutzmittel sind.

PC/ABS bietet die Vorteile beider: bessere HDT und Stabilität sowie bessere Verarbeitungsleistung. Derzeit ist es die Kunststofflegierung mit der größten Produktion und der ausgereiftesten Technologie und außerdem eines der am häufigsten verwendeten Materialien im Bereich Autoteile. Wie die Instrumententafel, die Batterie, die Karosserie, der Innenraum und andere Teile bestehen alle aus PC/ABS-Materialien.

Es ist jedoch zu beachten, dass es bei einigen Indikatoren immer noch „1+1 < 2“ gibt: PC selbst ist eine Art selbstverlöschendes Material, UL94 kann V2-Niveau erreichen, aber die Flammschutzleistung von PC/ABS hat abgenommen, was nachgeholt werden muss.

Neben halogenierten und phosphorhaltigen Systemen sind auch nanoskalige Flammschutzmittel wie nanoskaliges Antimontrioxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid und nanoschichtige Dihydroxide von großer Bedeutung.

Flammhemmender PC

Da PC einer der fünf technischen Kunststoffe ist, ist die Anwendung von Automobilteilen ebenfalls recht ausgereift, beispielsweise für Armaturenbretter, Lampensysteme, Heizplatten, Entfroster und sogar einige PC-Legierungen für Stoßstangen usw.

PC selbst hat eine gewisse Flammhemmung, im Vergleich zu anderen Polymermaterialien (wie PE, PP usw.) hat es einen gewissen Vorteil, LOI bis zu 21–24 %. Allerdings ist es immer noch notwendig, die Flammhemmung von Autoteilen in dem Anwendungsbereich zu modifizieren, der eine relativ hohe Flammhemmung erfordert.

Bromierte Flammschutzmittel können offensichtlich die Flammschutzwirkung von PC und dem häufig verwendeten Decabromdiphenylether (DBDPO), Tetrabromdiphenol A (TBB-PA) usw. verbessern. Bromierte flammhemmende Materialien neigen jedoch dazu, sich bei hohen Temperaturen zu zersetzen und ätzende Gase zu erzeugen, die Autoteile beschädigen können.

Darüber hinaus wird der Zusatz von bromierten Flammschutzmitteln die Transparenz von PC erheblich beeinträchtigen und entspricht nicht den Anforderungen der Nichthalogenierungs- und Umweltschutzpolitik der Europäischen Union.

Derzeit sind TPP, RDP und BDP die am häufigsten verwendeten Phosphor-Flammschutzmittel in Industrie-PC-Produkten.

➡️, TPP ist bei Raumtemperatur fest und weist eine schlechte thermische Stabilität auf. Es verflüchtigt sich bei der PC-Verarbeitungstemperatur leicht und spielt nur die Rolle eines Gasphasen-Flammschutzmittels.

➡️RDP und BDP sind bei Raumtemperatur flüssig, haben eine gute thermische Stabilität, können gleichzeitig die Rolle des Flammschutzmittels in der Gasphase und in der Festphase spielen, BDP und PC sind gut kompatibel und können die Rolle des Härters spielen.