現(xiàn)代汽車(chē)中的鋰離子電池和電子元器件,如微型計(jì)算機(jī)和控制器,需要恒定的溫度才能達(dá)到最佳的性能。這些部件冷卻后產(chǎn)生的水凝結(jié)會(huì)給電子設(shè)備帶來(lái)問(wèn)題。為了保持汽車(chē)內(nèi)部的最佳溫度,采取了安裝保溫材料和利用空調(diào)空氣等措施。
旭化成化學(xué)全球首次開(kāi)發(fā)出了改性PPE(聚苯醚)發(fā)泡珠?!癝unForce”。SunForce可以通過(guò)內(nèi)部和外部的隔熱來(lái)為這些部件保持適當(dāng)?shù)臏囟取?nbsp;
目前用于汽車(chē)內(nèi)部隔間的阻燃材料通用標(biāo)準(zhǔn)是FMVSS 302(聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn))。FMVSS 302測(cè)試材料的水平燃燒速度。然而,混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的某些部分對(duì)阻燃性的要求卻更加嚴(yán)格。這些部件使用的材料必須符合UL-94V-1/V0(比FMVSS 302更嚴(yán)格的額定值)。SunForce是根據(jù)FMVSS 302標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的,也是UL-94V-0認(rèn)證的。
由發(fā)泡珠粒成型而獲得的發(fā)泡體比樹(shù)脂輕,作為隔熱性材料廣泛用于隔熱及緩沖領(lǐng)域。近年來(lái)已在汽車(chē)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用于保險(xiǎn)杠沖擊吸收材料、汽車(chē)座椅芯材以及地墊加高材料等。而在電子設(shè)備領(lǐng)域,因?yàn)闆](méi)有發(fā)泡珠粒能夠達(dá)到對(duì)樹(shù)脂所要求的“UL94標(biāo)準(zhǔn)V-0級(jí)別”,所以在阻燃性及耐熱性方面,沒(méi)有作為構(gòu)件的應(yīng)用進(jìn)展。
改性聚苯醚熔融粘度較低,注射成型較易,成型后不易產(chǎn)生應(yīng)力龜裂現(xiàn)象,具有耐水和耐熱性,而且價(jià)格較廉,已能和ABS樹(shù)脂競(jìng)爭(zhēng),可用于鋰電池有機(jī)電解液的包裝材料和箱體、底盤(pán)及精密部件等。
旭化成化學(xué)通過(guò)對(duì)阻燃性出色的工程塑料(改性PPE“Zylon”)進(jìn)行改質(zhì),并對(duì)構(gòu)成發(fā)泡珠粒的氣泡的大小實(shí)施控制,結(jié)果首次開(kāi)發(fā)成功了非鹵化成分達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)V-0級(jí)別的發(fā)泡珠粒。比如,10倍發(fā)泡體在厚度達(dá)到5mm以上時(shí)可發(fā)揮出V-0級(jí)別的性能。
10倍發(fā)泡體具有負(fù)荷變形溫度(HDT)約90℃的耐熱性。超過(guò)了施加負(fù)荷時(shí)公認(rèn)耐熱性高的EPP(聚丙烯發(fā)泡珠粒)10倍發(fā)泡體的約60℃。
發(fā)泡珠粒是以細(xì)顆粒大小(約1毫米)制造的,以確保盡可能薄的壁厚可以設(shè)計(jì)成泡沫材料。因此,傳統(tǒng)泡沫難以實(shí)現(xiàn)薄壁成型,并增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的自由度。
對(duì)于SunForce材料做的產(chǎn)品推薦壁厚取決于成型產(chǎn)品的形狀和使用條件,但就珠子填充性能和成型產(chǎn)品強(qiáng)度而言,建議SunForce 7倍發(fā)泡體的厚度為4mm或4mm以上。
該材料可以通過(guò)蒸汽成型加工,與使用金屬模具注塑成型相比,需要的壓力要小得多。將珠粒填充到模具發(fā)生膨脹,并同時(shí)與來(lái)自蒸汽的熱量熔合。低壓蒸汽模塑工藝可搭配使用鋁模具,僅占鋼模具生產(chǎn)成本的10%至20%。
在電子設(shè)備方面,這種材料可用來(lái)替代排熱管及風(fēng)扇支架等內(nèi)部構(gòu)件的材料、以及PC板卡安裝架的金屬材料。
除了阻燃性,SunForce mPPE還具有優(yōu)異的隔熱性能,適用于電動(dòng)汽車(chē)及混合動(dòng)力車(chē)的電池隔熱板、儀表盤(pán)和車(chē)門(mén)面板的基材,以及車(chē)身底板的芯材等。而在住宅設(shè)備領(lǐng)域,則可用于電源罩、熱水器隔熱材料等用途。
做為改性PPO材料市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者,SABIC與中國(guó)的塑料注射成型企業(yè)上海升廣合作,成功采用SABIC的NORYL?PPO和LEXAN?結(jié)構(gòu)發(fā)泡解決方案取代了大型醫(yī)療器械中的金屬部件。
在醫(yī)療器械領(lǐng)域,金屬的替代已成為一大重要趨勢(shì)。首先,金屬會(huì)限制零部件的設(shè)計(jì)自由度,無(wú)法滿足下一代醫(yī)療器械應(yīng)用的需求。其次,金屬制成的零部件一般較重,因而在運(yùn)輸過(guò)程中造成較高的碳排放,且運(yùn)輸成本也更高。此外,金屬零部件在加工時(shí)通常需要進(jìn)行機(jī)械加工和噴漆等昂貴的二次加工。出于對(duì)醫(yī)療成本上漲和全球競(jìng)爭(zhēng)加劇的擔(dān)憂,醫(yī)療器械OEM廠商迫切需要新型材料解決方案來(lái)控制成本,同時(shí)獲得更大的設(shè)計(jì)靈活性。
上海升廣公司總經(jīng)理助理Kevin Deng表示:“由于越來(lái)越多的醫(yī)療器械廠商希望憑借先進(jìn)、創(chuàng)新的技術(shù)來(lái)在變化多端的市場(chǎng)中提高競(jìng)爭(zhēng)力,SABIC的結(jié)構(gòu)發(fā)泡產(chǎn)品在眾多要求嚴(yán)苛的應(yīng)用中已逐漸成為首選材料。醫(yī)療領(lǐng)域的客戶希望獲得優(yōu)質(zhì)的解決方案,憑借廣闊的設(shè)計(jì)空間、低廉的成本、更高的生產(chǎn)效率以及出色的整體性能,這些解決方案為我們提供了更多新選擇,幫助客戶取得成功。”
兩家公司的合作案例證明,SABIC的結(jié)構(gòu)發(fā)泡技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)比金屬材料更大的設(shè)計(jì)自由度,且能減輕高達(dá)50%的重量。與金屬相比,該解決方案減少了常規(guī)的二次操作工序,如機(jī)械加工和涂裝前的酸處理,因而能節(jié)省多達(dá)30%的系統(tǒng)成本。
SABIC的NORYL和LEXAN結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料不僅是金屬的理想替代品,還能突破傳統(tǒng)注塑樹(shù)脂在性能、美觀性和設(shè)計(jì)方面的局限,從而滿足醫(yī)療器械制造商的需求。使用結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料制造影像和麻醉裝置等大型醫(yī)療設(shè)備的零部件可有效減少材料在流動(dòng)性能方面的問(wèn)題,避免出現(xiàn)難看的縮痕和翹曲。
NORYL結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料是一種非鹵化阻燃材料,具有比LEXAN材料更低的密度,更好的流動(dòng)性和耐化學(xué)性。憑借低蠕變和低吸水性的優(yōu)勢(shì),它能實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。而LEXAN材料則比NORYL材料具有更高的耐熱性和沖擊強(qiáng)度,且在較低厚度下能符合UL-94V0阻燃標(biāo)準(zhǔn)。
這兩種材料能夠滿足不同零部件的要求,也可同時(shí)使用,以最大限度地替代金屬。例如,具有低密度和高尺寸穩(wěn)定性的NORYL結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料可用于設(shè)備蓋板和外殼,而LEXAN材料出色的耐久性則能使其勝任機(jī)器基座和結(jié)構(gòu)支撐等應(yīng)用。
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