Wyspecjalizowane materiały dla wymagających zastosowań

Konstrukcyjne tworzywa sztuczne i wysokowydajne polimery stopniowo odgrywają kluczową rolę w produkcji komponentów dla sektora elektrycznego i elektronicznego (E&E).

Obecnie materiały polimerowe są wykorzystywane do otrzymywania wysoce przewodzących, odpornych na temperaturę, elastycznych, ognioodpornych i ekonomicznych część elektronicznych, pojazdów i urządzeń elektrycznych. Urządzenia optyczne i czujniki medyczne zyskały ostatnio na popularności, co doprowadziło do zwiększonego napływu innowacji z całego świata, również w sektorze materiałów wykorzystywanych do ich produkcji.

Trendy

Przemysł elektryczny i elektroniczny zwraca coraz większą uwagę oraz sam odgrywa kluczową rolę w przejściu na gospodarkę o obiegu zamkniętym. Producenci przełączników, oświetlenia, laptopów i smartfonów dążą do wykorzystywania materiałów nadających się do recyklingu, które pozostawiają mniejszy ślad węglowy. Koncerny chemiczne oferują szereg rozwiązań materiałowych, aby sprostać temu rosnącemu zapotrzebowaniu.

Firma Covestro przeprowadziła badanie rynku w celu zbadania trendów zrównoważonego rozwoju w branży elektrycznej i elektronicznej (E&E). W sumie przebadano 35 firm, od korporacji międzynarodowych po małe i średnie przedsiębiorstwa, które obejmują szeroką część spektrum E&E - zarówno producentów technologii energetyki i automatyki, instalacji elektrycznych, sprzętu AGD i oświetlenia, dostawców technologii bezpieczeństwa, elektroniki użytkowej, technologii komunikacyjnych, sprzętu sieciowego i stacji ładowania elektrycznego. Z przeprowadzonej ankiety wynika, że kwestie dotyczące zrównoważonego rozwoju są niezwykle ważne dla przemysłu E&E w Europie, przy czym dwa pierwsze wyróżniają się w szczególności:

– redukcja emisji gazów cieplarnianych,

– gospodarka odpadami i recykling,

– zarządzanie energią,

– gospodarka wodna.

Redukcja emisji gazów cieplarnianych jest kluczowym celem zrównoważonego rozwoju dla wszystkich firm. Około 1/4 ankietowanych (26%) zamierza w przyszłości produkować w sposób neutralny dla klimatu, a trzy firmy poinformowały, że osiągnęły już neutralność w przypadku emisji CO2 pod względem emisji bezpośrednich w produkcji i emisji pośrednich, np. w zakupionej energii elektrycznej. Działania podejmowane przez firmy w celu zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych obejmują wykorzystywanie zielonej energii elektrycznej do produkcji, oszczędzanie energii dzięki odpowiednim systemom zarządzania, opracowywanie wyrobów zmniejszających emisje CO2 u klienta, zwiększanie wykorzystania żeglugi i kolei oraz lżejsze produkty zmniejszające emisje z transportu podczas dystrybucji.

Kolejnym bardzo ważnym priorytetem dla firm, jest redukcja odpadów i poprawa recyklingu. Respondenci uważają, że można to osiągnąć poprzez zrównoważone projektowanie produktów (projektowanie z myślą o zrównoważonym rozwoju), w tym wykorzystanie materiałów pochodzących z recyklingu, surowców odnawialnych i biotworzyw. Dalsze działania obejmują recykling tworzyw sztucznych, unikanie opakowań i ustanowienie programów odbioru produktów zgodnie z gospodarką o obiegu zamkniętym. Badanie pokazuje, że producenci tworzyw sztucznych mogą wspierać te działania poprzez oferowanie tworzyw konstrukcyjnych, umożliwiających uzyskania założonych celów, szczególnie w zakresie redukcji emisji gazów cieplarnianych, poprzez projektowanie komponentów w sposób przyjazny dla recyklingu, redukcję odpadów i tworzenie cykli materiałowych.

Rynek

Zgodnie z nowym raportem Grand View Research, Inc prognozuje się, że globalny rynek tworzyw sztucznych na rynku elektroniki użytkowej osiągnie 7,70 mld USD do 2028 r (o 3,8% CAGR w latach 2021-2028). Według analityków branża smartfonów i gadżetów elektronicznych jak smartwatche, monitory fitness, okulary, nawigacje itp., będzie napędzać popyt na tworzywa sztuczne w elektronice użytkowej. Rynek smartfonów stwarza możliwości zastosowania różnorodnych materiałów z tworzyw sztucznych, takich jak poliwęglan (PC), akrylonitryl-butadien-styren (ABS) i polimetakrylan metylu (PMMA), ponieważ są one wykorzystywane do produkcji obudów urządzeń elektronicznych, ramek montażowych, wyświetlaczy ramy i poduszek wibracyjnych, które są zarówno lekkie i trwałe. Bliskość dostawców surowców i niskie koszty pracy przyciągają producentów elektroniki użytkowej szczególnie z Chin. Przewiduje się, że obecność kilku kluczowych producentów elektroniki użytkowej stworzy znaczne zapotrzebowanie na tworzywa sztuczne. Ponadto rosnące zainteresowanie urządzeniami elektronicznymi (telefonami komórkowymi, laptopy, smartwatche itp.) w Indiach oraz szybka urbanizacja zwiększy popyt na produkty w całym przemyśle elektronicznym. Żywotność technologii elektroniki użytkowej jest mniejsza, gdyż starsze wersje produktów często są wymieniane przez konsumentów na nowsze. Niestety rozwojowi zaawansowanych technologicznie urządzeń nie towarzyszy odpowiedni system zarządzania wyrzucanymi, starymi produktami, co przyczynia się do wzrostu e-odpadów. Dlatego główni producenci nieustanie pracują nad rozwojem biodegradowalnych tworzyw oraz zastosowaniem materiałów poużytkowych (PCR) do wtórnego wykorzystania w elektronice użytkowej ze względu na rosnące obawy o środowisko naturalne.

Nowości dla sektora E&E

Poniżej zaprezentowano kilka najnowszych rozwiązań w zakresie tworzyw sztucznych i dodatków zaprojektowanych do zastosowań w sektorze E&E.

Tworzywa sztuczne

W elektryce samochodowej duże znaczenie ma wiele drobnych elementów. Na przykład delikatne czujniki prędkości kół odgrywają kluczową rolę w bezpiecznym funkcjonowaniu pojazdu. Wykrywają liczbę obrotów kół i przekazują informacje do ABS i ESP. Ma to kluczowe znaczenie w sytuacjach drogowych, takich jak awaryjne hamowanie, ponieważ umożliwia systemom podjęcie działań zapobiegawczych w celu utrzymania stabilności pojazdu i zdolności kierowania. Ponieważ czujniki są umieszczone obok kół, są one narażone na ekstremalne warunki klimatyczne i media, takie jak rozbryzgi wody i sól. Nowy PBT Ultradur B4335G3 HR HSP oferowany przez BASF oferuje wyjątkową kombinację różnych właściwości, takich jak wyjątkowa odporność na hydrolizę i dobra płynność. PBT jest wyposażony w wysoce skuteczne dodatki, które znacznie opóźniają rozkład hydrolityczny. Dzięki temu materiał jest odporny na uszkodzenia przez wodę w podwyższonych temperaturach. Jednocześnie zachowana jest standardowa niska absorpcja wilgoci 0,2%, co daje PBT dobre właściwości izolacji elektrycznej i dobrą stabilność wymiarową. Jest również odporny na pękanie naprężeniowe powodowane przez media alkaliczne. Komponent wykonany z tego materiału jest więc trwalszy i bardziej niezawodny, co podnosi standard bezpieczeństwa.

Aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na materiały zwiększające wydajność aplikacji 5G firma Asahi Kasei wprowadziła nowe gatunki swojego zmodyfikowanego polifenyloeteru (mPPE) XYRON. Połączenie PPE z innymi polimerami, takimi jak polisiarczek fenylenu (PPS) czy polistyren (PS) pozwala tej rodzinie wysokowydajnych związków na osiągnięcie szerokiego zakresu właściwości, przewyższających właściwości konwencjonalnych materiałów stosowanych w zastosowaniach telekomunikacyjnych. Gatunki XYRON do anten MID (formowane, połączone ze sobą urządzenia) charakteryzują się niską przenikalnością dielektryczną, tangensem o niskiej stratności i wysoką odpornością na hydrolizę i wstrząsy, a ponadto są zgodne ze standardem UL94V-0. Wyniki symulacji wskazują, że zastosowanie tych materiałów w antenach MID może poprawić całkowitą wydajność nawet o 1 dB w porównaniu z materiałami poliwęglanowymi (PC), konwencjonalnie używanymi do tego celu. Umożliwi to pracę przy wyższych częstotliwościach i bardziej zaawansowaną funkcjonalność urządzenia. Pokrywy anten – najbardziej zewnętrzne warstwy zespołów anten – wymagają lekkich, odpornych na warunki atmosferyczne materiałów o niskiej przenikalności dielektrycznej, aby poprawić przepuszczalność fal elektromagnetycznych. Do tej pory osłony anteny były zazwyczaj wykonane z PC lub podobnych materiałów, co pogarszało właściwości dielektryczne. Asahi Kasei oferuje XYRON o niskiej przenikalności dielektrycznej, a także wysokiej odporności na hydrolizę i wstrząsy, który jest dostępny we wszystkich kolorach i jest zgodny z normą UL94V-0 dotyczącą trudnopalności. Firma wzbogaciła portfolio o dodatkowe gatunki XYRON do różnego rodzaju osłon urządzeń, w tym materiały o wysokiej odporności na warunki atmosferyczne, które są odporne na zmiany koloru wywołane długotrwałą ekspozycją na światło. Stacje bazowe zwykle zawierają dużą liczbę metalowych lub ceramicznych filtrów częstotliwości radiowych (RF), które zwiększają wagę systemu, prowadząc do bardziej skomplikowanej instalacji i strat operacyjnych. Większa gęstość stacji bazowych wymaganych dla sieci 5G sprawia, że czynniki te są jeszcze ważniejsze i generują zapotrzebowanie na lżejsze komponenty i to stwarza pole zastosowań dla nowych gatunków XYRON. Zostały zaprojektowane specjalnie do zastosowań w filtrach wnękowych RF w stacjach bazowych 5G i oferują wysoką odporność na ciepło, dobre właściwości platerowania i niskie współczynniki rozszerzalności liniowej porównywalne z materiałami metalicznymi, ułatwiając przejście branży na filtry RF oparte na żywicach. Ponadto firma Asahi Kasei wprowadziła recyklingowane blendy PET/PPE, które umożliwiają wiązanie z metalami, do obudowy terminala smartfona 5G jako nowy dodatek do rodziny XYRON.

Firma opracowała również nowe gatunki z recyklingu, które łączą PPE z różnymi żywicami pochodzącymi z recyklingu, aby zapewnić bardziej zrównoważoną produkcję, bez poświęcania wysokiej wydajności tych materiałów. Blendy PET/PPE z recyklingu wykorzystują około 40% żywic pochodzących od konsumentów – odzyskanych z butelek PET i innych przedmiotów – zachowując dobre właściwości mechaniczne i niższe właściwości dielektryczne niż materiały PBT i GF.

LANXESS opracował nową gamę PBT do kompaktowych zespołów E&E. Koncern chemiczny pod nazwą handlową Pocan E oferuje teraz gamę produktów obejmujących gatunki wzmocnione włóknem szklanym, które są szczególnie odpowiednie do zastosowań w e-mobilności oraz przemyśle elektrycznym i elektronicznym (E&E) dzięki ich odporności na prądy pełzające i właściwościom izolacyjnym.

Wcześniej związki PBT wzmocnione włóknem szklanym o tak wysokiej odporności na prądy pełzające nie były łatwo dostępne na rynku. Firmie udało się również zapewnić nowym materiałom dodatkowe zalety, takie jak zoptymalizowane właściwości mechaniczne, a także wysoka płynność, odporność na hydrolizę i właściwości zmniejszające palność. Nadają się do barwienia – np. na pomarańczowo. Wysoka przydatność do barwienia jest ważna dla różnych elementów związanych z bezpieczeństwem, takich jak złącza wysokiego napięcia, które muszą być wyraźnie oznaczone kolorami.

Prądy pełzające powstają, gdy na powierzchni materiałów izolacyjnych, takich jak tworzywa termoplastyczne, tworzą się ścieżki przewodzące prąd elektryczny – ułatwione przez zanieczyszczenia. Prowadzi to do zwarć, a w najgorszym przypadku do uszkodzenia urządzenia. Jeśli materiały izolacyjne mają wysoką odporność na prądy pełzające to zmniejsza to ryzyko takich defektów. Test CTI A zgodnie z normą IEC 60112 stał się ustaloną metodą testowania. Mimo że maksymalna wartość CTI A wynosi 600, tworzywo sztuczne może być również stosowane tam, gdzie obecne są wyższe napięcia do 1500 V (prąd stały). Oferowana nowa gama produktów Pocan E może być również używana ze znacznie wyższym napięciem znamionowym, które jest wymagane na przykład do szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych. Podstawową zaletą wszystkich nowych materiałów konstrukcyjnych z serii Pocan E jest to, że ich wyjątkowe właściwości elektryczne w niewielkim stopniu zależą od temperatury lub wilgotności w typowych warunkach pracy np. złączy i zacisków wysokiego napięcia. Ponadto powstałe komponenty charakteryzują się szczególnie wysoką stabilnością wymiarową, są prawie całkowicie odporne na korozję naprężeniową i wyróżniają się wyjątkową odpornością chemiczną. Nowe związki z wynikiem testu CTI A wynoszące 600 obejmują Pocan B3215E, Pocan B3217E i Pocan B3235E. Są one wzmocnione odpowiednio 10, 16 i 30% krótkimi włóknami szklanymi i zapewniają znacznie większą płynność niż odpowiednie materiały standardowe. Ułatwia to wytwarzanie delikatnych i cienkościennych elementów w procesie formowania wtryskowego. Ponadto w przypadku Pocan B3215E i B3217E wyniki odporności na uderzenia Izoda są o około 40 lub 50 procent lepsze. Nowa gama Pocan E obejmuje również Pocan BFN4231HRE, mieszankę PBT zawierającą 25% wagowo krótkich włókien szklanych, która jest zarówno ognioodporna, jak i stabilizowana. Bezhalogenowy, trudnopalny materiał konstrukcyjny spełnia wymagania testu palności UL 94 amerykańskiego instytutu badawczego Underwriters Laboratories Inc., uzyskując klasyfikację V-0 przy próbce o grubości 0,75 mm. Jego wysoka odporność na hydrolizę jest potwierdzona oceną „Klasy 3” w testach próbek zgodnie z SAE/USCAR-2 Rev. 7

Solvay wprowadził na rynek serię materiałów konstrukcyjnych Kalix 10000, odpowiednich do precyzyjnych komponentów elektronicznych, stosowanych w inteligentnych urządzeniach i tym samym stanowi ona uzupełnienie linii produktów Kalix. Najnowsze tworzywa na bazie HPPA mają przenieść zarówno wydajność, jak i zrównoważony rozwój na wyższy poziom. Kalix 10000 częściowo zawiera biomateriał wytwarzany z surowców odnawialnych z konkurencyjnych źródeł niespożywczych, który wytwarzany jest w 100% przy użyciu odnawialnej energii elektrycznej. Dostępny z szeroką gamą alternatywnych zawartości pochodzących z recyklingu dla różnorodnych potrzeb klientów, ma również niższy współczynnik ocieplenia globalnego (GWP) niż tradycyjne poliamidy. Ponadto oferuje wyższą odporność na ciepło, plamienie i najniższą absorpcję wilgoci w rodzinie materiałów Kalix, dzięki czemu nadaje się do stosowania w aplikacjach elektronicznych dla bardziej wymagających klientów. Portfolio materiałów Kalix cieszy się dużym zainteresowaniem, ponieważ zapewnia najwyższe wydłużenie i wytrzymałość linii spawania ze wszystkich HPPA, a także dużą sztywność i odporność chemiczną. Wykazuje również niską absorpcję wilgoci, co czyni je odpowiednimi materiałami konstrukcyjnymi do precyzyjnych komponentów elektronicznych. Średnia żywotność urządzeń konsumenckich i części, które do nich wchodzą, gwałtownie się zmniejsza. Ogromne ilości odpadów będą nadal wytwarzane i będą powodować wyzwania związane ze zrównoważonym rozwojem. Solvay opracował zaawansowane technologie, aby pomóc producentom domknąć pętlę między projektowaniem wyrobu a realizacją produkcji w fabryce. Dzięki wielu zrównoważonym rozwiązaniom materiałowym, które odpowiadają na różne potrzeby rynku, firma pracuje nad wprowadzeniem naszego społeczeństwa na drogę w kierunku bardziej cyrkularnych rozwiązań.

SABIC opracował kopolimer LNP ELCRIN EXL7414B, pierwszy poliwęglan (PC) na bazie biologicznej, który ma pomóc w realizacji celów przemysłu elektroniki użytkowej w zakresie zerowej emisji CO2. Nowy kopolimer jest pierwszym gatunkiem w rozszerzającego się portfolio, który zapewnia certyfikat International Sustainability and Carbon Certification Plus (ISCC+). Otrzymywany jest z ponad 50% zawartością biologiczną z materiałów odpadowych, które nie konkurują z łańcuchem pokarmowym, zgodnie z podejściem bilansu masy. Wstępna, wewnętrzna ocena SABIC wskazuje, że każdy kilogram nowego biomateriału zapewnia redukcję CO2 o dwa kilogramy w porównaniu z alternatywą na bazie paliw kopalnych. LNP ELCRIN EXL dołączył do szybko rozwijającej się oferty biomateriałów SABIC, która obejmuje również ULTEM i związki LNP THERMOCOMP. Oprócz zmniejszenia śladu węglowego poprzez zmniejszenie zużycia surowców kopalnych, materiał LNP ELCRIN EXL7414B zapewnia wyjątkową wydajność w wymagających zastosowaniach elektronicznych. Wykorzystuje niebromowany, niechlorowany środek zmniejszający palność, który spełnia wymagania normy UL 94 V0 przy grubości 0,6 mm. Zarówno LNP ELCRIN EXL7414, jak i nowy materiał LNP ELCRIN EXL7414B pomagają sprostać wymaganiom nowej normy IEC 62368-1 opracowanej przez zharmonizowaną Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną, która zastąpiła poprzednie normy IEC 60065 Audio Video i IEC 60950 dotyczące sprzętu IT bardziej wymagającymi wymogami bezpieczeństwa. Wysoka przetwarzalność kopolimeru LNP ELCRIN EXL7414B na bazie biologicznej umożliwia projektowanie ultracienkich części, które oszczędzają masę i przestrzeń, a także oferują możliwości skrócenia czasu cyklu i wyższej wydajności w porównaniu ze standardowym PC. Nowy materiał zapewnia również wysoką plastyczność w niskich temperaturach (-40°) dla odporności na uderzenia po upuszczeniu urządzenia oraz dobrą odporność chemiczną, aby wytrzymać malowanie utwardzane promieniowaniem ultrafioletowym (UV). Nowe kopolimery na bazie biologicznej mogą być szczególnie korzystne dla rynku elektroniki użytkowej, gdyż łączą zrównoważony rozwój z wyjątkową wydajnością, aby odpowiedzieć na kluczowe trendy w urządzeniach elektronicznych, w tym mniejsze, cieńsze konstrukcje, coraz bardziej rygorystyczne przepisy bezpieczeństwa i silne preferencje konsumentów dotyczące produktów przyjaznych dla środowiska. Aby dalej wspierać ten ważny sektor i całą branżę E&E, SABIC planuje dodać kolejne, nowe gatunki do rodziny LNP ELCRIN EXL opartej na biotechnologii.

Chińska marka Realme wybrała kopolimer LNP ELCRIN EXL7414B na pokrywę baterii swojego nowego smartfona GT 2 Pro, który został wprowadzony na rynek na początku roku w Chinach. Zastosowanie materiału LNP ELCRIN EXL umożliwiło firmie osiągnięcie celów środowiskowych bez żadnych kompromisów w zakresie wydajności produktu. Realme była pierwszą marką elektroniki użytkowej, która zastosowała dotychczasową wersję tego materiału, LNP ELCRIN EXL7414, która została użyta do uformowania pokrywy baterii swojego smartfona C25. Nowy kopolimer SABIC zapewnia te same wyjątkowe właściwości i przetwarzanie, co jego poprzednik.

INEOS Styrolution wprowadził do oferty nowe gatunki ABS typu bio, które uzupełniają wprowadzone wcześniej materiały Terluran ECO, obejmujące rozwiązania poddane recyklingowi mechanicznemu. Materiały te są ostatnim „ogniwem” portfolio firmy w zakresie PS i ABS, które obejmuje materiały, takie jak Styrolution (PS), Terluran i Novodur (specjalistyczny ABS).

Terluran to standardowy ABS firmy INEOS Styrolution składający się z monomeru akrylonitrylu, butadienu i styrenu. Nowe gatunki Terluranu ECO firmy opierają się na przypisaniu odnawialnego surowca zgodnie z podejściem bilansu masowego certyfikowanego przez ISCC: nowy odnawialny surowiec certyfikowany przez ISCC może być stosowany jako zamiennik konwencjonalnego surowca dla wszystkich trzech składników akrylonitrylu-butadienu-styrenu (ABS). Takie podejście pozwala zmaksymalizować udział surowców odnawialnych w materiale przy jednoczesnej minimalizacji śladu CO2. Tylko dodatki będą pochodzić z konwencjonalnych surowców. Nowe materiały wprowadzane są na dwóch poziomach – są one dostępne jako Terluran ECO B60 oraz jako Terluran ECO B100. Gatunki Terluran ECO B60 zawierają bioatrybut z monomeru styrenu pochodzącego ze źródeł odnawialnych, a gatunki Terluran ECO B100 zawierają kompletne rozwiązanie z bioatrybutem przypisane do wszystkich trzech monomerów. Terluran jest materiałem wybieranym do szerokiego zakresu zastosowań w różnych branżach, w tym motoryzacyjnej, gospodarstwa domowego, elektronicznej.

Wszystkie nowe materiały INEOS Styrolution mają identyczne właściwości fizyczne i mechaniczne jak ich odpowiedniki oparte na konwencjonalnych surowcach, a także te same certyfikaty regulacyjne. Dlatego przy przejściu na te produkty biologicznym nie są wymagane żadne nowe procesy zatwierdzania materiałów.

Firma Photocentric połączyła siły z firmą Mechnano, aby wyprodukować nanoinżynieryjny materiał zapewniające właściwości wyładowań elektrostatycznych (ESD), nadających się do produkcji elektroniki. W połączeniu z doświadczeniem firmy Photocentric w zakresie drukowania 3D, rozwiązanie jest odpowiednie do wytwarzania przyrostowego części, takich jak tace IC, urządzenia do odzyskiwania części, chwytaki, narzędzia ręczne ESD i nie tylko. Opatentowana przez Mechnano technologia MechT umożliwia wykorzystanie CNT w materiałach do wytwarzania przyrostowego, zapewniając znacznie zwiększoną wytrzymałość oraz dodatkowe kluczowe, pożądane właściwości. CNT są twardsze niż diament, 10 000 razy mniejsze niż ludzki włos, 100 razy mocniejsze niż stal i mają 1000 razy większą zdolność przewodzenia niż miedź. Szeroko zakrojone badania i rozwój tej technologii przez Mechnano – kosztujące miliony dolarów – rozwiązały problem zlepiania się CNT w węzły, co teraz umożliwia im przenoszenie kluczowych korzystnych właściwości na tworzywa sztuczne.

Uszkodzenia spowodowane przez ESD jest ogromnym problemem w tym sektorze, co rozwiązuje wyzwanie, jeśli chodzi o wytwarzanie addytywne, a oferowana nanoinżynieryjne tworzywo przez Mechnano nie tylko wzmacnia produkt, ale także nadaje materiałowi niezbędne właściwości ESD. Wytrzymałość materiałów może być zmniejszona lub osłabiona przez inne dodatki ESD, ale nie przez technologię Mechnano. Dodanie nanorurek węglowych (CNT) otwiera wiele bardzo ekscytujących zastosowań dla oferowanych przez firmę rozwiązań w zakresie wytwarzania przyrostowego.

Dodatki

LANXESS opracowuje niehalogenowy środek zmniejszający palność, który wkrótce będzie oferowany pod marką Emerald Innovation NH 500. Dodatek na bazie fosforu jest przeznaczony przede wszystkim do stosowania w tworzywach sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym, wykorzystywanych do produkcji wyrobów dla przemysłu elektrycznego i elektronicznego. Nowy dodatek polimerowy firmy LANXESS wykazuje właściwości zmniejszające palność w połączeniu z innymi dodatkami i łatwo spełnia odpowiednie testy bezpieczeństwa pożarowego. PA66 wypełniony włóknem szklanym z dodatkiem Emerald Innovation NH 500 przeszedł test ogniowy UL 94 z klasyfikacją V-0 przy grubości próbki testowej 0,8 mm. W testach rozżarzonego drutu najwyższy zamierzony wskaźnik palności rozżarzonego drutu (GWFI) wynoszący 960°C jest osiągany bez trudności przy próbce o grubości 3 mm. Temperatura zapłonu rozżarzonego drutu (GWIT) została zmierzona do 875°C, czyli znacznie powyżej temperatury odniesienia (775°C). LANXESS opracował wszechstronne formuły nowego środka zmniejszającego palność. Zapewniając zachowanie właściwości mechanicznych i innych cech funkcjonalnych produktów końcowych. Ponadto produkt może pochwalić się wysoką stabilnością termiczną i unikalną morfologią. Połączenie bardzo dobrych właściwości ognioodpornych i wysokiej stabilności wymiarowej w konstrukcyjnych tworzywach termoplastycznych, takich jak poliamid 6 i 66 (PA6, PA66), oferuje obiecujące zastosowania dla producentów mieszanek i przetwórców.

Clariant niedawno zaprezentował rozwiązania w zakresie dodatków wspierających tworzywa sztuczne w sprostaniu kluczowym wyzwaniom elektromobilności, ponieważ przemysł motoryzacyjny dąży do bezpiecznego rozszerzenia zasięgu baterii i wydajności ładowania, osiągnięcia znacznego ponownego wykorzystania i recyklingu materiałów oraz redukcji śladu węglowego. Wsparcie dla zrównoważonych e-mobilności tworzyw sztucznych obejmuje nową gamę bezhalogenowych środków zmniejszających palność Clariant w rozwiązaniach opartych na poliamidzie i materiałach termoplastycznych, z dostępnymi teraz opcjami opartymi na surowcach odnawialnych z certyfikatem ISCC Plus w celu obniżenia zależności od węgla kopalnego i poprawy emisji CO2. Należą one do rodziny certyfikowanych produktów „Terra”, które oferują producentom podobne alternatywy typu drop-in. Producenci złączy wysokiego napięcia, szynoprzewodów lub obudów akumulatorów mogą teraz stosować nową wersję Terra Exolit OP 1400, chronionego patentem, bezhalogenowego środka zmniejszającego palność do poliamidów firmy Clariant, aby pomóc osiągnąć cele branżowe w zakresie szybszego ładowania i materiałów o niższej emisji gazów cieplarnianych. Exolit OP Terra umożliwia spełnienie przez PA surowych norm bezpieczeństwa pożarowego, takich jak klasyfikacja palności zgodnie z UL 94 V0 w połączeniu z porównawczym wskaźnikiem (CTI) 600 V zgodnie z normami IEC 60112 / ASTMD 3638. Bezhalogenowe środki zmniejszające palność Exolit AP umożliwiają przejście z metalu na kompozyty termoutwardzalne o niskiej gęstości i wysokiej wytrzymałości w celu uzyskania znacznie lżejszych obudów akumulatorów, spełniających rygorystyczne normy bezpieczeństwa pożarowego pojazdów elektrycznych. Akumulatory wymagają specjalnej ochrony na wypadek pożaru pojazdu lub ucieczki termicznej ogniw elektrycznych. Clariant oferuje trzy gatunki — Exolit AP 462, Exolit AP 740 i Exolit AP 742 — które umożliwiają kompozytom epoksydowym lub nienasyconym poliestrom spełnienie norm ognioodporności ECE R100 i GB 38031-2020.

ADINS firmy Tolsa to opatentowana technologia oparta na naturalnych, modyfikowanych powierzchniowo krzemianach. Unieplaniacze ADINS mogą być stosowane we wszystkich rodzajach polimerów, w tym termoplastach i termoutwardzalnych, a także mogą być wykorzystywane do zwiększenia wydajności materiałów trudnopalnych. Są one kompatybilne ze wszystkimi głównymi środkami obniżającymi palność.

Niedawno firma Tolsa ogłosiła, że udało się wprowadzić ADINS FR do poliamidów przeznaczonych do zastosowań w sektorze elektrycznym i elektronicznym motoryzacyjnym, tekstylnym i transportowym. W ciągu ostatnich dwóch lat firma Tolsa przeprowadziła szeroko zakrojone testy z PA przy użyciu szeregu produktów ADINS. Firma z powodzeniem zmniejszyła poziomy całkowitego uwalniania ciepła (THR) o ponad 20% w porównaniu z konkurencyjnymi rozwiązaniami addytywnymi. Technologia zmniejszająca palność ADINS oferuje szeroką gamę dodatków do polimerów, które działają jak synergetyki z halogenowymi i bezhalogenowymi systemami uniepalniającymi. Stanowią one alternatywę dla trójtlenku antymonu (ATO), jednego z najczęściej stosowanych dodatków FR, którego bezpieczeństwo jest jednak przedmiotem badań regulacyjnych ze względu na obawy związane z toksycznością i rakotwórczością.

Ponadto zmienność cen ATO i kwestie dostaw wywołały dodatkowe obawy wśród użytkowników końcowych. Jednak w niektórych zastosowaniach, takich jak E&E, jego użycie jest nieuniknione, mimo że zwiększone obciążenie FR wodorotlenkiem powoduje problemy z przetwarzalnością i wydajnością. Dlatego istnieje zapotrzebowanie na bezpieczniejsze synergetyki, takie jak ADINS, które mogą zmniejszyć dawkę ATO bez szkody dla wydajności i przetwarzalności. ADINS pomaga zredukować do 50% lub wyeliminować zawartość ATO z formulacji (na przykład w matrycach z PVC lub PP) w połączeniu z systemami zmniejszającymi palność, takimi jak ATH lub MDH. Synergetyki ADINS drastycznie ograniczają kapanie, umożliwiając w ten sposób ocenę V-0 dla różnych systemów, takich jak poliamid i poliester. Tolsa zwróciła również uwagę na rynek przewodów i kabli, na którym produkty ADINS FR spełniają rosnące zapotrzebowanie na synergetyki w środowisku coraz bardziej rygorystycznych przepisów oraz norm środowiskowych, zdrowotnych i bezpieczeństwa, które bezpośrednio wpływają na zapotrzebowanie na alternatywne i bezpieczne materiały. Technologia ADINS umożliwia opracowywanie niestandardowych gatunków, które gwarantują zgodność z określonymi wymaganiami klientów i przemysłu. ADINS znacząco poprawia zachowanie elementów z tworzyw sztucznych w warunkach pożaru, umożliwiając ich zgodność z najbardziej rygorystycznymi międzynarodowymi przepisami BHP, takimi jak europejskie rozporządzenie dotyczące wyrobów budowlanych (CPR) lub przepisy kolejowe EN45545.

Brüggemann zaprezentował niedawno innowacje w zakresie dodatków poprawiających wydajność. Obejmują one od elektrycznie obojętnych stabilizatorów cieplnych do poliamidów w zastosowaniach elektrycznych i elektronicznych, np. w e-mobilności, po stabilizatory wydajności do ekspozycji na temperatury od umiarkowanych do bardzo wysokich oraz dodatki do stabilizacji poliolefin pochodzących z recyklingu. Firma skupia się również na zwiększających wydajność modyfikatorach przepływu, które umożliwiają skrócenie czasu cyklu i otrzymanie cienkich ścianek elementów wykonanych z poliamidów i poliestrów (PBT). BRUGGOLEN TP-H2062 i BRUGGOLEN TP-H2217 otwierają nową klasę bezmetalowych i bezhalogenowych stabilizatorów cieplnych dla wzmocnionych i niezbrojonych poliamidów w zastosowaniach E&E. Nie powodują one korozji elementów metalowych, takich jak czujniki nadlewowe, i nie mają wpływu na właściwości elektryczne polimeru. Umożliwiają również ciągłą pracę w temperaturach 170°C ze szczytami do 200°C, dzięki czemu spełniają bardziej rygorystyczne wymagania przemysłu motoryzacyjnego i przekraczają ograniczenia konwencjonalnych systemów, takich jak stabilizatory na bazie fenolu i miedzi. Oba dodatki BRUGGOLEN są dostępne jako łatwe w obróbce przedmieszki. BRUGGOLEN TP-H2217 jest szczególnie odpowiedni do termostabilizowanych poliamidów zawierajcych bezhalogenowe środki zmniejszające palność. W ten sposób producenci compoundów mogą produkować materiały poliamidowe specjalnie dostosowane do e-mobilności, które mają klasyfikację V-0 zgodnie z UL94, neutralność elektryczną i długotrwałą odporność na ciepło w temperaturze 180°C. Natomiast BRUGGOLEN TP-H1804 to nowy stabilizator cieplny do poliamidów alifatycznych, stosowany w temperaturach pracy ciągłej od 160°C do 190°C. Wyraźnie przewyższa stabilizatory na bazie soli miedzi pod względem zachowania właściwości mechanicznych materiałów, do których jest dodawany. BRUGGOLEN TP-H1804 uzupełnia zatem BRUGGOLEN TP-H1805 i stabilizuje wzmocnione poliamidy alifatyczne do ciągłej pracy w temperaturze 200°C dla PA6 i 230°C dla PA6.6.

Justyna Pawłowska

Literatura:

1. https://www.basf.com/global/en/media/news-releases/2022/02/p-22-122.html

2. https://omnexus.specialchem.com/news/product-news/ineos-fully-bioattributed-abs-000229045

3. https://omnexus.specialchem.com/channel/electrical-electronics?indexpage=4

4. https://omnexus.specialchem.com/news/product-news/asahi-kasei-mppegrades-000228959

5. https://solutions.covestro.com/en/highlights/articles/stories/2022/morecircular-materials-for-e-e-sector

6. https://omnexus.specialchem.com/news/product-news/lanxess-pbt-rangefor-ee-000228880

7. https://polymer-additives.specialchem.com/news/product-news/lanxess-newfr-for-ee-industry-000228980

8. https://omnexus.specialchem.com/news/product-news/solvay-hppa-basedmaterial-000227740

9. https://polymer-additives.specialchem.com/news/product-news/clariantadditives-solutions-k-2022-000228528

10. https://polymer-additives.specialchem.com/news/product-news/ tolsa-k-2022-000228475