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面向新兴电动汽车,聚酰胺成“王牌”材料

来源:雅式橡塑网 日期 :2023-04-23 作者 :本刊编辑部

在汽车轻量化的发展诉求中,“以塑代钢”成为重要趋势之一,其中作为五大工程塑料之一的聚酰胺(PA)材料就凭借着出色的耐高温、耐磨性、耐化学性等性能,被广泛应用于汽车动力总成系统、燃油系统、冷却系统、车身部件、内饰件等。

 

除了轻量化之外,汽车电气化的发展进程也开始按下快速键。基于电气化和智能化的发展特点,新能源汽车对聚酰胺材料的应用要求,越来越体现在阻燃、减重、降噪上。

 

新款PA致力热管理与降噪

 

近期塞拉尼斯(Celanese)推出了多款工程塑料,其中包括Zytel® LCPA长链聚酰胺、Zytel® NVH尼龙树脂等。它们能够提供结构稳定性、耐热性和降噪减震性能,这些都是新能源汽车部件材料应用中所需的关键性能。

 

eCool技术助力冷却管路

 

塞拉尼斯工程材料事业部发布了一项新型eCool技术,该技术是专门为高压电池包内外部多层冷却管路的挤出生产而开发,有助于确保良好的热管理和能量管理,以实现电池运行、安全性和续航里程。

 

电动汽车热管理系统所需要的冷却管路长度可达燃油车的三倍以上。新型eCool技术基于塞拉尼斯Zytel® LCPA长链聚酰胺产品与热塑性烯烃弹性体共挤工艺,相比更厚的三元乙丙橡胶(EPDM)胶管和其他热塑性管路组件,可以大幅减轻冷却管重量,同时对冷却液的化学成分具有阻隔性和抗应力性,还能能够降低成本,提升设计自由度。新型eCool管路解决方案可进行挤出和热成型工艺。

 化工01.jpg

创新多层结构能够提高电动汽车冷却管路的设计自由度。(图片来源塞拉尼斯)

 

新型高阻尼PA减重又减震

 

除了塞拉尼斯Zytel® NVH尼龙树脂,奥升德同样推出了泛达Vydyne® AVS (Anti-Vibration System)新型高阻尼降噪减振聚酰胺解决方案。该方案能够在保持车身结构刚性的同时改善车内噪音,并实现减重。

 化工02.jpg

奥升德悬臂梁自由振动实验。(图片来源奥升德)

 

这种高阻尼聚酰胺能够大幅降低高频空气传播和结构传播的噪音。经奥升德悬臂梁自由振动实验测试,泛达Vydyne®AVS高阻尼聚酰胺的阻尼性能是传统PA66的3倍,是铝合金的20倍。

 

用来抑制NVH的传统解决方案通常不高于300Hz,而电动汽车的声音频率相较传统汽车要高出十倍。在电动汽车电机高频下,相较于传统PA66,AVS能更好地抑制振动。经验证,AVS通过降低悬置位置的振动,令车内平均噪音降低了7dB。也就是说,AVS在不增加汽车重量的情况下能够降低75%-84%的车内噪音,改善驾乘环境。

 

高阻燃性玻纤增强聚酰胺耐火又安全

 

朗盛(LANXESS)的玻璃纤维增强、无卤素阻燃 (HFFR) PA6化合物的新品级Durethan® BKV30FN01和Durethan® BKV30FN04 DUS064,已用于电动汽车壁式电池盖(浅灰色和深灰色)、充电插头(橙色,内部中央前部)和连接器支架(橙色,外部右下方)。

 化工04.jpg

朗盛HFFR PA6电动汽车电池盖、充电插头和连接器支架。(图片来源朗盛)

 

这两种新化合物源自PA6 Durethan® BKV30FN04基础等级,能够在0.4毫米处达到美国保险商实验室的UL 94 V-0等级。然而,许多需要高阻燃性的电气组件的零件厚度大于0.4毫米。这些壁厚的部件可以使用较少的阻燃剂制成,同时仍保持高耐火性。

 

换言之,零件壁越薄,在符合UL V-0分类的化合物中需要的阻燃剂就越多。朗盛的Durethan® BKV30FN01和Durethan® BKV30FN04 DUS064 HFFR PA6牌号在0.75 - 1.5mm及更大的厚度范围内有效,更具体地说,分别在0.75mm和1.5mm时达到UL V-0等级。这些Durethan® BKV FN类型牌号未来发展集中在增加厚壁零件的流动性。

 

PPE/PA混合物吸水率降低60%,用于汽车引擎盖下

 

沙特基础工业(SABIC)已将聚苯醚 (PPE) 和聚酰胺的未填充共聚物混合物NORYL GTX™ 树脂9500商业化。这使其能够在汽车引擎盖下应用中的炎热和潮湿条件下提供出色的尺寸稳定性和机械性能(弯曲模量、拉伸模量和弯曲强度)保持力。汽车引擎盖下的应用包括:发动机罩、接线盒和连接器。

 

据称,碳纤维增强PPE/PA热塑性复合材料不仅用于汽车领域的结构车身部件,还用于工业、航空航天和船舶/船舶应用。

 

更具体地说,NORYL GTX™树脂9500对高温条件 (150℃) 具有良好的性能,并且比PA66的水分低20%,比PA6的吸水率低60%。NORYL GTX™ 树脂9500 PPE/PA的尺寸变化(流动和错流方向)为0.30%,PA66高85%,PA6高170%。                                                                              

 


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