解决方案
优异的机械和电气性能,具有阻燃性
XYRON™ TF701是一种耐油阻燃 PP+PPE 合金牌号,其阻燃性与阻燃 PS+PPE 牌号相当,同时还具有良好的机械性能、低比重和优异的电气性能。
XYRON™改性PPE树脂具有耐热性、低比重、阻燃性等PPE所具有的优点,是众多车载电池及周边部件的理想选择。但是,用于电池用途的树脂不仅要具有低比重和阻燃性,还必须具有耐各种油性,这一要求要求对现有的基于非结晶性树脂PPE的材料进行改进。
为了满足这一需求,旭化成结合了我们专有的相容剂和阻燃技术,开发出了一种新的解决方案:XYRON™ TF 系列PP 合金牌号。这些是无卤阻燃材料,具有高水平的阻燃性(UL94 V-0,1.5 毫米厚度),同时由于与结晶树脂 PP(聚丙烯)合金化而具有耐油性。
XYRON™ TF701是一种耐油阻燃 PP+PPE 合金牌号,其阻燃性与阻燃 PS+PPE 牌号相当,同时还具有良好的机械性能、低比重和优异的电气性能。
为了表征耐油性,我们测量了临界应变。我们将测试碎片安装在弯曲杆上,该弯曲杆设计用于确保应变连续变化(图 1),用各种油涂覆该碎片,并测量碎片破裂时的最小应变(临界应变)。
表 3 比较了
XYRON™ TF701和现有阻燃 PS/PPE 树脂等级的临界应变,这三种油被涂覆:发动机油、刹车油和润滑油。对于这三种油,TF701 测量的临界应变明显高于现有阻燃 PS/PPE 树脂,因此TF701是可能与这些油接触的部件的正确材料选择。
为了表征注塑成型的可成形性和易加工性,我们使用螺旋流模具进行了流动性测试,结果如下所示。在模具温度为 80°C 和最大注塑压力为 50 MPa 的情况下,在不同料筒温度下进行的测试证实,TF701的流动性优于现有的阻燃 PS+PPE 树脂。这种材料的一个可能应用是制造车载电池的电池隔板;我们证实,通过标准注塑成型,TF701 可以成功形成模仿这种隔板的薄壁组件(尺寸:100 毫米 × 100 毫米 × 0.4 毫米厚)。一般而言,考虑到车载电池的安装空间有限,从节省空间的角度来看,形成更薄的隔板的能力是有利的。
另一个关键要求是尽量减少部件成型时的翘曲,因为易发生严重翘曲的材料可能会产生导致产品组装时出现干扰问题的部件。下图量化了在成型尺寸为 150 毫米 × 150 毫米 × 2 毫米厚的板坯时观察到的翘曲程度。我们发现,与现有的阻燃 PP 材料相比,TF701 的翘曲程度明显较小,因此在部件成型方面更胜一筹。
为了表征耐热老化性能(在 80°C 环境中),我们测量了夏比冲击强度保持率,结果如图 3 所示。TF701 在3,500小时后仍保持了 80% 以上的强度,证明了这种材料适用于需要在高温环境中长期保持物理性能的应用。
我们还测量了夏比冲击强度的保持率,以表征在温暖潮湿环境(85°C,相对湿度 85%)中的老化性能。如图 4 所示,TF701再次表现出较高的物理性能保持率,表明其在温暖潮湿环境中具有出色的坚固性。
众所周知,PP 和其他烯烃基树脂对铜污染的抵抗力较差:在与铜或其他金属接触的环境中,这些材料会发生氧化反应,从而降低其物理性能。为了表征对铜污染的抵抗力,我们测量了用铜箔包裹并在 150°C 下老化的材料测试碎片的拉伸强度保持率。结果如图 5 所示。现有阻燃 PP 材料的拉伸强度在 500 小时后开始迅速下降,而TF701在 1000 小时后仍能保持其拉伸强度的 80% 以上。这表明 TF701 能够在与铜或其他金属接触的环境中长期保持稳定的材料性能。
TF701具有耐铜污染性、低比重、耐电痕化和阻燃性等特点,是车载电池系统的母线盖(用于防止由铜或其他金属制成的母线发生触电和短路的部件)等多种部件的理想选择。
一种隔离电动汽车电池单元的绝缘组件。
要求壁薄、重量轻、阻燃等。
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