Las ventas de vehículos de nueva energía aumentaron significativamente

Hacer que el concepto de "automóvil ligero"

esté de moda otra vez.

Una variedad de plásticos modificados, materiales compuestos y materiales de aleación ligera son cada vez más maduros, no solo en el motor de automóvil tradicional, sino también en la batería de energía de los vehículos de nueva energía, hay una variedad de aplicaciones plásticas.

Pero estos plásticos no funcionan bien en el tema de seguridad del retardo de llama.

El retardante de llama y sus industrias relacionadas junto con el "automóvil ligero" se convierten en el punto caliente de la industria del automóvil.

Dirección de desarrollo de plásticos ignífugos para autopartes

En la actualidad, los tipos comunes de materiales ignífugos utilizados en piezas de automóviles son materiales PP, PA, PU, ​​PC, ABS, así como una variedad de materiales modificados y materiales compuestos compuestos por ellos.

En comparación con los vehículos de combustible tradicional, los vehículos de nueva energía han agregado módulos de batería, pilas de carga y pistolas de carga y otros componentes.

➡️ La cantidad de plásticos de ingeniería utilizados para el módulo del paquete de baterías de un solo vehículo de nueva energía es de aproximadamente 30 kg. La carcasa de plástico del vehículo de nueva energía utiliza principalmente PP modificado, PPS modificado, PPO y otros plásticos resistentes a altas temperaturas.

➡️ Las pilas de carga requieren plásticos de ingeniería debido a los altos estándares de uso y al duro entorno operativo. Cada pila de carga necesita unos 6 kg de plásticos de ingeniería. En la actualidad, se utilizan habitualmente PBT, PA y PC.

Al preparar plásticos ignífugos, la mayoría de ellos aumentarán su índice de oxígeno límite LOI a aproximadamente un 25-35%, para mejorar efectivamente el índice de seguridad general de los vehículos. Además, con la combinación actual de electrificación y neutralidad de carbono, los plásticos y varios retardantes de llama que contienen halógenos estarán más restringidos.

Por lo tanto, la dirección de desarrollo futuro de los plásticos ignífugos, además de la necesidad de propiedades mecánicas suficientes para satisfacer la demanda de peso ligero, en vehículos eléctricos y otros campos también necesitará materiales para prestar atención a los requisitos eléctricos, de procesamiento y de protección ambiental.

Los retardantes de llama se desarrollarán hacia la dirección de alto rendimiento y libre de halógenos, mientras que el enfoque de investigación de los retardantes de llama de alto rendimiento se desarrollará hacia la dirección de retardantes de llama de co-efecto complejo, retardantes de llama sin halógenos, retardantes de llama de expansión, superrefinamiento, nano tecnología, tecnología de modificación química de superficie de alta eficiencia y tecnología multifuncional.

Aplicación de materiales ignífugos en piezas de automóviles

En la actualidad, los plásticos ignífugos que se utilizan principalmente son PP, PU, ​​ABS y PC. De acuerdo con las necesidades especiales de las piezas de automóviles, también se utilizan compuestos (aleaciones), PA, PBT y PMMA.

PP ignífugo

PP es la mayor cantidad de material de polímero plástico automotriz, tiene una excelente resistencia a la corrosión química y el proceso de procesamiento es simple y de bajo costo. Ampliamente utilizado en paneles de instrumentos de automóviles, carcasas de baterías, protectores de puertas, postes, protectores de asientos, parachoques, etc.

Sin embargo, el retardo de llama del PP sin retardantes de llama añadidos es muy pobre y su LOI es solo del 17,8%, que es muy fácil de quemar. La investigación sobre el PP retardante de llama para automóviles se centra principalmente en la modificación de la matriz de PP y el desarrollo de compuestos de PP con excelentes propiedades mecánicas y efecto retardante de llama mediante la adición de retardantes de llama de baja toxicidad y libres de halógenos.

Con la implementación de una política ambiental estricta, los retardantes de llama libres de halógenos para materiales poliméricos han sido la tendencia general.

En combinación con casos específicos, ha habido ejemplos de tanque de batería de polipropileno retardante de llama libre de halógeno mejorado LGF preparado usando PP como matriz, fibra de vidrio larga (LGF) como material de relleno, añadiendo fósforo y nitrógeno serie retardante de llama de expansión libre de halógeno, MCA, etc

En el proceso de preparación, se utilizó el método de preparación de masterbatch doble para preparar el masterbatch LGF y el masterbatch ignífugo libre de halógenos respectivamente, y luego los dos se mezclaron uniformemente y se inyectaron directamente para producir productos PP ignífugos.

El método de preparación de masterbatch doble evita la degradación de los retardadores de llama y las propiedades mecánicas causadas por la longitud corta de la fibra de vidrio, que son causadas por la alta temperatura de cizallamiento provocada por el cizallamiento excesivo en el proceso de fabricación del masterbatch de fibra de vidrio larga.

En la tecnología de modificación libre de halógenos del PP ignífugo, IFR se considera una de las direcciones de desarrollo más prometedoras del PP ignífugo libre de halógenos debido a sus ventajas de efecto mínimo en la fluidez del procesamiento y baja densidad, excelente eficiencia ignífuga, menos consumo, bajo humo y no tóxico.

ABS ignífugo

El ABS es también uno de los materiales poliméricos para electrodomésticos más grandes del mundo antes del surgimiento de la industria automotriz.

Según estadísticas incompletas, alrededor del 80% del consumo de ABS en China proviene del campo de los electrodomésticos, lo que se debe principalmente al rendimiento superior del revestimiento de superficies, la durabilidad y la anticorrosión del ABS.

Son también estas características las que hacen que el ABS se convierta en un elemento típico en el campo del revestimiento de automóviles. Sin embargo, la estructura molecular de la resina ABS solo contiene elementos C, H y O, por lo que no tiene propiedades ignífugas, su estabilidad en la etapa de alta temperatura es muy pobre y es fácil de quemar. Al mismo tiempo, el proceso de quemado también produce un olor acre y humo negro, que no se puede usar directamente en autopartes.

En la actualidad, la principal dirección de aplicación de ABS es a través de la modificación de resistencia a altas temperaturas o retardante de llama, o mezclado con PC en material compuesto de PC/ABS.

Para ABS, la eficiencia retardante de llama de los retardantes de llama halogenados es relativamente alta, y el efecto retardante de llama del bromo es mejor que el del cloro. Aunque los retardantes de llama halógenos son económicos y efectivos, se sabe que estarán bajo una gran presión de las políticas y regulaciones ambientales en el futuro.

Por lo tanto, la modificación retardante de llama del ABS sigue siendo una importante dirección de investigación y desarrollo.

Sin embargo, los retardantes de llama bromados siguen siendo la opción más popular para aplicaciones con estándares estrictos de retardantes de llama. Se informa que alrededor del 70% del ABS utilizado en productos electrónicos y eléctricos son retardantes de llama de bromo.

PC/ABS tiene las ventajas de ambos, con mejor HDT y estabilidad, y mejor rendimiento de procesamiento. En la actualidad, es la aleación plástica de mayor producción y tecnología más madura, y también uno de los materiales más utilizados en el campo de las autopartes. Como el panel de instrumentos, la batería, la carrocería, el interior y otras partes, todas utilizan materiales PC/ABS.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que todavía hay "1+1 < 2" en algunos indicadores: la PC en sí es un tipo de material autoextinguible, UL94 puede alcanzar el nivel V2, pero el rendimiento ignífugo de PC/ABS ha disminuido, que hay que componer.

Además de los sistemas halogenados y de fósforo, los nanorretardantes de llama, como el trióxido de antimonio a nanoescala, el hidróxido de aluminio, el hidróxido de magnesio y los dihidróxidos en nanocapas, también son motivo de gran preocupación.

PC retardante de llama

PC como uno de los cinco plásticos de ingeniería, la aplicación de piezas de automóviles también es bastante madura, como el tablero de instrumentos del automóvil, el sistema de lámparas, la placa calefactora, el descongelador e incluso alguna aleación de PC hecha de parachoques, etc.

La propia PC tiene un cierto retardante de llama, en comparación con otros materiales poliméricos (como PE, PP, etc.) tiene una cierta ventaja, LOI hasta 21-24%. Sin embargo, todavía es necesario modificar el retardante de llama de las autopartes en el campo de aplicación que requiere un retardante de llama relativamente alto.

Los retardantes de llama bromados obviamente pueden mejorar la retardancia de llama de la PC, y el éter de decabromodifenilo (DBDPO), el tetrabromodifenol A (TBB-PA) de uso común, etc. Pero los materiales retardantes de llama bromados tienden a descomponerse a altas temperaturas y producen gases corrosivos que pueden dañar las piezas de automóviles.

Además, la adición de retardantes de llama bromados afectará seriamente la transparencia de la PC y no cumple con los requisitos de la política de protección ambiental y de no halogenación de la Unión Europea.

En la actualidad, TPP, RDP y BDP son los retardantes de llama de fósforo más utilizados en productos de PC industriales.

➡️, el TPP es sólido a temperatura ambiente y tiene poca estabilidad térmica. Es fácil de volatilizar a la temperatura de procesamiento de la PC y solo desempeña el papel de retardante de llama en fase gaseosa.

➡️RDP y BDP son líquidos a temperatura ambiente, con buena estabilidad térmica, pueden desempeñar el papel de retardante de llama de fase gaseosa y fase sólida al mismo tiempo, BDP y PC tienen buena compatibilidad, pueden desempeñar el papel de endurecimiento.