Orange eingefärbte Compounds für Hochvolt-Bauteile in Elektrofahrzeugen
- Materialvarianten mit hoher thermischer Farbstabilität
- Exzellente elektrische Eigenschaften
- Yellow Card-Listung erspart Verarbeitern aufwändige Zertifizierung
Köln02. Juli 2019
LANXESSDie Farbe Orange dient in Elektrofahrzeugen zunehmend zur Kennzeichnung von stromführenden, mit Kunststoff ummantelten Komponenten, die unter höheren Spannungen stehen. Doch ist es eine Herausforderung, orangene Compounds zu entwickeln, die eine dauerhaft hohe Farbstabilität mitbringen. Dies ist LANXESS nun gelungen. Der Spezialchemie-Konzern bietet eine breite Palette an orange eingefärbten Polyamid- und Polybutylenterephthalat (PBT)-Compounds für solche Hochvolt-Anwendungen an. Die Produkte werden in einem brillanten Ton nach RAL 2003 (LANXESS-Farbcode 200849) eingefärbt. Eine weitere Farbvariante steht derzeit kurz vor Abschluss der Entwicklung. Die Compounds werden sowohl in einer Standardformulierung als auch mit einer Wärmestabilisierung erhältlich sein, die die Farbstabilität unter Hitzeeinwirkung verbessert.
„Für alle angebotenen Compounds wollen wir eine Yellow Card-Listung bei der US-Prüfgesellschaft Underwriters Laboratories zur Verfügung stellen. Damit ersparen wir dem Verarbeiter die eigene Einfärbung und aufwändige UL-Zertifizierung. Er kann die Compounds direkt einsetzen und dadurch seine Kosten senken“, erklärt Julian Haspel, der im LANXESS-Geschäftsbereich High Performance Materials das kürzlich eingerichtete „e-Powertrain-Team“ leitet.
Umfangreiche Tests zur Farbstabilität bei Wärmealterung
Die Standardausführungen der neuen Compounds zeigen nach 1.000 Stunden Alterung bei 130 °C noch eine ausreichend hohe Farbstabilität. „Die wärmestabilisierten Materialeinstellungen haben sogar das Potential, 1.000 Stunden bei 150 °C zu überstehen, ohne dass sich der orangene Farbton in relevanter Weise verändert“, erläutert Haspel.
Hochfester Konstruktionswerkstoff für Strukturbauteile
Zu den ersten Produkttypen mit dem neuen Farbton zählen die glasfaserverstärkten, halogenfrei flammgeschützten Polyamid 6-Compounds Durethan BKV20FN01, BKV30FN04 und BKV45FN04. Eine Besonderheit ist dabei das mit 45 Prozent Glasfasern verstärkte, aber dennoch leichtfließende Durethan BKV45FN04. Es besteht den UL 94-Flammschutztest mit der besten Klassifizierung V-0 bei 0,4 Millimeter Prüfkörperdicke. „Die hohe Steifigkeit und Festigkeit prädestinieren den Werkstoff für Strukturbauteile in der Batterie wie Zellrahmen und Endplatten, aber auch für besonders große Hochvoltstecker, die eine hohe mechanische Stabilität mitbringen müssen“, erläutert Haspel. Weiterhin zeichnet sich das Compound durch eine hohe Kriechstromfestigkeit bei hohen elektrischen Spannungen aus. Das gilt auch für die beiden anderen Polyamid-Varianten. Zum Beispiel erreicht Durethan BKV30FN04 in orangener Einfärbung einen CTI-Wert (Comparative Tracking Index, IEC 60112) von 600.
Mit Durethan BG30XH3.0 bietet LANXESS einen besonders verzugsarmen Konstruktionswerkstoff. Er ist mit einem Gemisch aus Glasfasern und Mikroglaskugeln verstärkt. Die H3.0-Thermostabilisierung ist kupfer- und halogenidfrei, so dass in der Umgebung von stromführenden Metallteilen Elektrokorrosion vermieden werden kann.
Hydrolysestabilisiertes PBT mit hoher Flammwidrigkeit
Zur neuen Produktreihe gehört außerdem das hydrolysestabilisierte und mit Glasfasern verstärkte PBT-Compound Pocan BF4232HR. Auch in der orangenen Einfärbung erreicht es im Flammschutztest UL 94 die Einstufung V-0 schon ab 0,4 Millimeter Probekörperdicke. Die hohe Hydrolysefestigkeit zeigt sich in dem vor allem für Steckverbinder ausgelegten Langzeittest SAE/USCAR-2 Rev. 5 der amerikanischen Society of Automotive Engineers (SAE). Haspel: „Unser PBT erfüllte Anforderungen bis hin zu Class 5, der strengsten Variante dieser Prüfung.“
LANXESS wird die Palette an orange eingefärbten Compounds weiter ausbauen. „Wir entwickeln nach den Marktanforderungen anwendungsspezifisch maßgeschneiderte Materialvarianten“, so Haspel.
Entwicklungsfokus New Mobility
Die neuen Compounds sind bei LANXESS Teil eines Entwicklungsschwerpunkts, der auf neuen Mobilitätsformen liegt. Neben halogenfrei flammgeschützten Polyamiden, deren Additivpakete speziell für Anwendungen in der Elektromobilität ausgelegt sind, bietet das Unternehmen zum Beispiel auch besonders wärmeleitende Polyamid 6-Typen und elektromagnetisch abschirmende Compounds an.
„Für alle angebotenen Compounds wollen wir eine Yellow Card-Listung bei der US-Prüfgesellschaft Underwriters Laboratories zur Verfügung stellen. Damit ersparen wir dem Verarbeiter die eigene Einfärbung und aufwändige UL-Zertifizierung. Er kann die Compounds direkt einsetzen und dadurch seine Kosten senken“, erklärt Julian Haspel, der im LANXESS-Geschäftsbereich High Performance Materials das kürzlich eingerichtete „e-Powertrain-Team“ leitet.
Umfangreiche Tests zur Farbstabilität bei Wärmealterung
Die Standardausführungen der neuen Compounds zeigen nach 1.000 Stunden Alterung bei 130 °C noch eine ausreichend hohe Farbstabilität. „Die wärmestabilisierten Materialeinstellungen haben sogar das Potential, 1.000 Stunden bei 150 °C zu überstehen, ohne dass sich der orangene Farbton in relevanter Weise verändert“, erläutert Haspel.
Hochfester Konstruktionswerkstoff für Strukturbauteile
Zu den ersten Produkttypen mit dem neuen Farbton zählen die glasfaserverstärkten, halogenfrei flammgeschützten Polyamid 6-Compounds Durethan BKV20FN01, BKV30FN04 und BKV45FN04. Eine Besonderheit ist dabei das mit 45 Prozent Glasfasern verstärkte, aber dennoch leichtfließende Durethan BKV45FN04. Es besteht den UL 94-Flammschutztest mit der besten Klassifizierung V-0 bei 0,4 Millimeter Prüfkörperdicke. „Die hohe Steifigkeit und Festigkeit prädestinieren den Werkstoff für Strukturbauteile in der Batterie wie Zellrahmen und Endplatten, aber auch für besonders große Hochvoltstecker, die eine hohe mechanische Stabilität mitbringen müssen“, erläutert Haspel. Weiterhin zeichnet sich das Compound durch eine hohe Kriechstromfestigkeit bei hohen elektrischen Spannungen aus. Das gilt auch für die beiden anderen Polyamid-Varianten. Zum Beispiel erreicht Durethan BKV30FN04 in orangener Einfärbung einen CTI-Wert (Comparative Tracking Index, IEC 60112) von 600.
Mit Durethan BG30XH3.0 bietet LANXESS einen besonders verzugsarmen Konstruktionswerkstoff. Er ist mit einem Gemisch aus Glasfasern und Mikroglaskugeln verstärkt. Die H3.0-Thermostabilisierung ist kupfer- und halogenidfrei, so dass in der Umgebung von stromführenden Metallteilen Elektrokorrosion vermieden werden kann.
Hydrolysestabilisiertes PBT mit hoher Flammwidrigkeit
Zur neuen Produktreihe gehört außerdem das hydrolysestabilisierte und mit Glasfasern verstärkte PBT-Compound Pocan BF4232HR. Auch in der orangenen Einfärbung erreicht es im Flammschutztest UL 94 die Einstufung V-0 schon ab 0,4 Millimeter Probekörperdicke. Die hohe Hydrolysefestigkeit zeigt sich in dem vor allem für Steckverbinder ausgelegten Langzeittest SAE/USCAR-2 Rev. 5 der amerikanischen Society of Automotive Engineers (SAE). Haspel: „Unser PBT erfüllte Anforderungen bis hin zu Class 5, der strengsten Variante dieser Prüfung.“
LANXESS wird die Palette an orange eingefärbten Compounds weiter ausbauen. „Wir entwickeln nach den Marktanforderungen anwendungsspezifisch maßgeschneiderte Materialvarianten“, so Haspel.
Entwicklungsfokus New Mobility
Die neuen Compounds sind bei LANXESS Teil eines Entwicklungsschwerpunkts, der auf neuen Mobilitätsformen liegt. Neben halogenfrei flammgeschützten Polyamiden, deren Additivpakete speziell für Anwendungen in der Elektromobilität ausgelegt sind, bietet das Unternehmen zum Beispiel auch besonders wärmeleitende Polyamid 6-Typen und elektromagnetisch abschirmende Compounds an.
LANXESS ist ein führender Spezialchemie-Konzern, der 2023 einen Umsatz von 6,7 Milliarden Euro erzielte und aktuell rund 12.400 Mitarbeitende in 32 Ländern beschäftigt. Das Kerngeschäft von LANXESS bilden Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von chemischen Zwischenprodukten, Additiven und verbrauchernahen Schutzprodukten. Für sein Nachhaltigkeitsengagement erreicht LANXESS führende Positionen unter anderem im Dow Jones Sustainability Index und den Ratings MSCI ESG und ISS ESG.
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