Lanxess, producent chemii specjalistycznej, opracował nowe związki politereftalanu butylenu (PBT) do stosowania w zespołach elektrycznych i elektronicznych. Pod nazwą Pocan E firma oferuje obecnie asortyment produktów obejmujący gatunki wzmocnione krótkim włóknem szklanym, które dzięki swojej odporności na prądy pełzające i właściwościom izolacyjnym nadają się szczególnie do zastosowań w e-mobilności i przemyśle elektrycznym/elektronicznym (E/E).
Dzięki rezystancji na prądy pełzające, nowe mieszanki uzyskują najlepszą możliwą ocenę 600 w teście CTI A (Comparative Tracking Index - IEC 60112) i tym samym spełniają wymagania najwyższej klasy izolacji zgodnie z IEC 60664-1. - Wcześniej związki PBT wzmocnione włóknem szklanym o tak wysokiej rezystancji na prądy pełzające nie były łatwo dostępne na rynku. Obecnie wypełniliśmy tę lukę. Udało nam się również zapewnić materiałom dalsze zalety, takie jak zoptymalizowane właściwości mechaniczne, a także doskonałą płynność, odporność na hydrolizę i właściwości opóźniające zapalenie. Ponadto są one odpowiednie do barwienia - na przykład na pomarańczowo - wyjaśnia dr Claudia Schmid-Daehling, która jest odpowiedzialna za rozwój produktów PBT w firmie Lanxess. Łatwość barwienia jest ważna w produkcji różnych elementów, gdzie istotne jest bezpieczeństwo używania. Dotyczy to na przykład jak złącz wysokiego napięcia, które muszą być wyraźnie oznaczone kolorami.
Odporność na prądy pełzające nawet powyżej 600 V
Elementy z tworzyw sztucznych będące częścią komponentów elektrycznych i elektronicznych muszą być coraz bardziej odporne na niepożądane prądy pełzające. Wynika to m.in. z silnych prądów i wysokich napięć w pojazdach elektrycznych, tendencji do miniaturyzacji elementów urządzeń oraz coraz mniejszych odległości pomiędzy metalowymi stykami w złączach i zaciskach.
Prądy pełzające powstają, gdy na powierzchni materiałów izolacyjnych, takich jak tworzywa termoplastyczne, zwłaszcza na skutek zanieczyszczeń, tworzą się ścieżki przewodzące prąd elektryczny. Skutkuje to zwarciami, a w najgorszym przypadku uszkodzeniem urządzenia. Jeśli materiały izolacyjne mają wysoką rezystancję śledzenia, zmniejsza to ryzyko wystąpienia takich wad. Test CTI A zgodnie z IEC 60112 stał się uznaną metodą testowania. Mimo że maksymalna wartość CTI A wynosi 600, tworzywo sztuczne może być stosowane również tam, gdzie występują wyższe napięcia do 1500 V (prąd stały). Przy pomocy wytycznych projektowych zgodnie z normą IEC 60664 / VDE 0110-1 można odpowiednio "przetłumaczyć" wynik testu CTI i zoptymalizować projekt komponentu pod kątem wyższych napięć. - Oznacza to, że nasz nowy asortyment produktów Pocan E może być stosowany również przy znacznie wyższych napięciach znamionowych, które są wymagane na przykład przy szybkim ładowaniu pojazdów elektrycznych - wyjaśnia Schmid-Daehling.
Właściwości izolacyjne w niewielkim stopniu zależne od wilgoci i ciepła
Podstawową zaletą wszystkich nowych materiałów konstrukcyjnych z asortymentu Pocan E jest to, że ich znakomite właściwości izolacji elektrycznej są w niewielkim stopniu zależne od temperatury lub wilgotności w typowych warunkach pracy np. złączek i zacisków wysokiego napięcia. Ponadto powstałe komponenty mogą pochwalić się szczególnie wysoką stabilnością wymiarową, są prawie całkowicie odporne na pęknięcia naprężeniowe i wyróżniają się wyjątkową odpornością chemiczną.
Lepsza płynność i odporność na uderzenia
Do nowych mieszanek o wyniku testu CTI A równym 600 należą Pocan B3215E, Pocan B3217E i Pocan B3235E. Są one wzmocnione odpowiednio 10, 16 i 30 procentami masy krótkich włókien szklanych i oferują znacznie większą płynność niż odpowiadające im materiały standardowe. Ułatwia to wytwarzanie delikatnych i cienkościennych geometrii elementów w procesie formowania wtryskowego. - Ponadto w przypadku Pocan B3215E i B3217E wyniki udarności Izod są o około 40 lub 50 procent lepsze - mówi Schmid-Daehling.
Związki stabilne hydrolitycznie
Dwoma przykładami materiałów PBT, które są jednocześnie stabilizowane hydrolizą i wysoce odporne na prądy pełzające, są Pocan B3233HRE i Pocan B3216XHRE. Ten ostatni jest wzmocniony krótkimi włóknami szklanymi w 16% masy. W testach próbek opartych na rygorystycznych długoterminowych testach hydrolizy amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Samochodowych (SAE/USCAR-2 Rev. 7) osiąga "Klasę 5" - najlepszą możliwą ocenę. "Ponadto jego odporność na uderzenia i wydłużenie przy zerwaniu są znacznie wyższe w porównaniu do odpowiadających im mieszanek standardowych" - wyjaśnia Schmid-Daehling. Pocan B3233HRE, który zawiera 30 procent masy krótkich włókien szklanych, osiąga ocenę "Class 4" w teście hydrolizy USCAR. Kolejną mocną stroną tej mieszanki jest jej dobra płynność, która utrzymuje się nawet w wyższych temperaturach przetwarzania.
Właściwości bezhalogenowe i trudnopalne
Nowy asortyment Pocan E obejmuje również Pocan BFN4231HRE, mieszankę PBT zawierającą 25% masy krótkich włókien szklanych, która jest zarówno trudnopalna, jak i stabilizowana hydrolizą. Bezhalogenowy, trudnopalny materiał konstrukcyjny spełnia wymagania testu palności UL 94 amerykańskiego instytutu badawczego Underwriters Laboratories Inc. uzyskując klasyfikację V-0 przy grubości próbki 0,75 mm. Wysoka odporność na hydrolizę została potwierdzona oceną "Class 3" w testach próbek zgodnie z SAE/USCAR-2 Rev. 7.
Zaletami nowych mieszanek Pocan E są m.in.: zoptymalizowane właściwości mechaniczne, doskonała płynność, odporność na hydrolizę oraz właściwości opóźniające zapalenie. Ponadto są one odpowiednie do barwienia, np. na kolor pomarańczowy, co ma szczególne znaczenie w przypadku elementów, gdzie istotne jest bezpieczeństwo użytkowania. Fot. Lanxess
