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Obwohl kein Kunststoff vollständig feuerfest gemacht werden kann, können flammhemmende Thermoplasten die Zündung und Brandausbreitung verzögern, was die Ausweichzeit erhöht und sie zu einem kritischen Teil des Produktdesigns für viele Geräte und Plattformen, insbesondere Elektrofahrzeuge, macht.

Elektrofahrzeuge (EV) sind seit einigen Jahren das heiße Thema in der Automobilindustrie. OEMs investieren erheblich in die Elektrifizierung ihrer Plattformen und entwickeln Batterietechnologie für heute und die Zukunft. Sicherheit, Reichweite, Aufladezeit und Recyclingfähigkeit sind Schlüsselelemente für den Erfolg der Batterie und des thermischen Systems; die große Herausforderung ist jedoch die Batterie selbst und ihre Ladeplattform.

Aus Sicherheitssicht haben Verbrennungsmotor (ICE)-Plattformen nicht die elektrischen Spannungsanforderungen erfüllt, die für Elektrofahrzeuge erforderlich sind. Aktuelle EV-Batteriesysteme reichen von 200 bis 800 Volt im Vergleich zu herkömmlichen ICE12-14V . Die Steuerung des elektrischen und thermischen Systems der Batterie hat der Automobilindustrie flammhemmende Thermoplastsorten eingebracht. Diese Materialien wurden aufgrund der geringeren Spannungsanforderungen nicht benötigt. Die Entflammbarkeit und die isolierenden Eigenschaften von Thermoplasten in technischer Qualität sind jedoch jetzt entscheidend, um die Stoß- und Brandschutzsicherheit zu gewährleisten, wenn sie in Hochspannungsanschlusspunkten, in der Verkapselung von Sammelschienen und Schaltschränken verwendet werden.  

Es gibt mehrere elektrische Eigenschaften und Prüfmethoden, die einen isolierenden, leitfähigen und Tracking-Widerstand definieren; wir werden uns jedoch auf die Entflammbarkeitseigenschaften konzentrieren.

Wie identifizieren Sie flammhemmende Eigenschaften? Klassifizierungen werden basierend auf der Probendicke und ihrer Reaktion auf eine offene Flamme erhalten. UL94, IEC 60695 sind ähnliche Prüfmethoden zur Identifizierung von Entflammbarkeitseigenschaften thermoplastischer Materialien. HB ist die am wenigsten strenge Anforderung, da 5VA die strengste ist. 

Horizontale HB-Verbrennung - Verbrennungsrate < 3” Minute oder Stopp innerhalb von 5” auf einer horizontalen 3 mm dicken Probe.

V2 Vertikale Verbrennung – Die Verbrennung stoppt innerhalb von 60 Sek. nach 2 Flammenanwendungen, Tropfen erlaubt.

V1 Vertikale Verbrennung – Die Verbrennung stoppt innerhalb von 60 Sek. nach 2 Flammenanwendungen, Tropfen nicht erlaubt.

V0 Vertikale Verbrennung – Die Verbrennung stoppt innerhalb von 10 Sek. nach 2 Flammenanwendungen, Tropfen nicht erlaubt.

5VB Oberflächenverbrennung – Die Verbrennung stoppt innerhalb von 60 Sekunden nach 5 Flammenanwendungen. Die Probe kann ein Durchbrennloch aufweisen.

5VA-Oberflächenverbrennung – Die Verbrennung stoppt innerhalb von 60 Sekunden nach 5 Flammenanwendungen. Die Probe kann kein Durchbrennen aufweisen.

Welche anderen Tests stehen zur Verfügung? IEC 60695 Glühdraht-Entflammbarkeitsindex und Zündtemperatur sind eine weitere Norm für die Prüfung der Entflammbarkeit unter Verwendung von Wärme als Zündquelle. Diese Methode identifiziert die maximale Temperatur, der ein Teilmaterial ohne Zündung standhalten kann, oder selbstlöschend ohne brennende Materialtröpfchen über einen Zeitraum von 30 Sekunden. 

Sowohl die UL- als auch die IEC-Testmethoden bieten eine richtungsweisende Anleitung bei der Auswahl der Entflammbarkeitseigenschaften thermoplastischer Materialien, die die Anwendungsanforderungen erfüllen oder übertreffen. Als Nennwandabschnitt ist eine Prüfung des physikalischen Teils erforderlich. Der Herstellungsprozess und die Geometrie können sich auch auf die Materialleistung auswirken.

Nexeo Plastics bietet verschiedene FR-Materialsorten, die speziell entwickelt wurden, um die Anforderungen dieser elektrischen Anwendungen zu erfüllen und zu übertreffen. Materialsorten werden mit verschiedenen Additiv- und Füllstoffformulierungen versetzt und für ihre stabilen mechanischen Eigenschaften und hohen Betriebstemperaturen spezifiziert.

Lanxess Pocan PBT, Durethan PA6 und PA66

BASF Ultradur PBT, Ultramid PA6 und PA66

DSM ForTii PPA, Xytron PPS, Akulon PA6 und PA66

Solvay Ryton PPS, Amodell PPA

Sabic Valox PBT, Noryl PPE - Lexan FR PC, Cycoloy FR PC/ABS, Stamax FR PP, LNP FR-Verbindungen sind ebenfalls erhältlich und bieten flammhemmende Sorten für Gehäuse, Kupplungen und Ladekomponenten.

Wenden Sie sich an Ihren Nexeo Plastics Account Manager und Technical Service Engineer, um mehr darüber zu erfahren, wo und wie flammhemmender Thermoplast Ihre Produktentwicklungsanforderungen erfüllen kann.