新エネルギー車の販売が大幅に増加

「クルマの軽量化」をコンセプトに

また暑いですね。

さまざまな改質プラスチック、複合材料、軽合金材料はますます成熟しており、従来の自動車エンジン周りだけでなく、新エネルギー車の動力バッテリーにも、プラスチックのさまざまな用途が存在しています。

しかし、これらのプラスチックは、難燃性という安全性の問題に関しては十分な性能を発揮しません。

難燃剤とその関連産業は「自動車の軽量化」とともに自動車産業の注目の的となっている。

自動車部品用難燃性プラスチックの開発方向

現在、自動車部品に使用される難燃性材料の一般的な種類は、PP、PA、PU、PC、ABS 材料、およびそれらを組み合わせたさまざまな変性材料や複合材料です。

従来の燃料自動車と比較して、新エネルギー自動車にはバッテリーモジュール、充電パイル、充電ガン、その他のコンポーネントが追加されています。

➡️新エネルギー車1台の電池パックモジュールに使用されるエンジニアリングプラスチックの量は約30kgです。新エネルギー車のプラスチックシェルは主に変性PP、変性PPS、PPOなどの高温耐性プラスチックを使用しています。

➡️ 高い使用基準と過酷な動作環境のため、充電パイルにはエンジニアリングプラスチックが必要です。各装入パイルには約 6kg のエンジニアリングプラスチックが必要です。現在はPBT、PA、PCが一般的に使用されています。

難燃性プラスチックを製造する場合、ほとんどの場合、限界酸素指数 LOI が約 25 ～ 35% に増加し、車両の全体的な安全性指数が効果的に向上します。さらに、現在の電動化とカーボンニュートラルの組み合わせにより、プラスチックやハロゲンを含むさまざまな難燃剤はさらに制限されることになります。

したがって、難燃性プラスチックの将来の開発方向では、軽量化の需要を満たす十分な機械的特性の必要性に加えて、電気自動車やその他の分野では、電気、加工、環境保護の要件に注意を払う材料も必要になります。

難燃剤はハロゲンフリーおよび高性能の方向に向かって発展し、一方、高性能難燃剤の研究焦点は、複合共効難燃剤、ハロゲンフリー難燃剤、膨張難燃剤、超精製、ナノ難燃剤の方向に向かって発展するであろう。技術、高効率表面化学修飾技術、多機能化技術。

自動車部品への難燃材料の適用

現在、主に使用されている難燃性プラスチックはPP、PU、ABS、PCです。自動車部品の特殊なニーズに応じて、複合材（合金化）、PA、PBT、PMMAも適宜使用されます。

難燃性PP

PPは自動車用プラスチックポリマー材料の中で最も多く使用されており、耐化学腐食性に優れ、加工プロセスが簡単で低コストです。自動車のインストルメントパネル、バッテリーパックシェル、ドアガード、ポスト、シートガード、バンパーなどに広く使用されています。

しかし、難燃剤を添加しないPPの難燃性は非常に低く、LOIはわずか17.8%であり、非常に燃えやすいです。自動車用難燃性PPの研究は主にPPマトリックスの改質と、低毒性でハロゲンフリーの難燃剤を添加することによる優れた機械的特性と難燃効果を備えたPP複合材料の開発に焦点を当てています。

厳格な環境政策の実施に伴い、ポリマー材料にはハロゲンフリーの難燃剤が使用されることが一般的な傾向となっています。

特定の事例と組み合わせて、マトリックスとして PP、充填材としてガラス長繊維 (LGF) を使用し、リンおよび窒素系ハロゲンフリー膨張性難燃剤を添加して調製された、LGF 強化ハロゲンフリー難燃性ポリプロピレン バッテリー タンクの例があります。 MCAなど

調製プロセスでは、ダブルマスターバッチ調製方法を使用してLGFマスターバッチとハロゲンフリー難燃性マスターバッチをそれぞれ調製し、次に2つを均一に混合して直接射出して難燃性PP製品を製造しました。

ダブルマスターバッチ製造法により、長尺ガラス繊維マスターバッチの製造工程における過剰なせん断による高いせん断温度によって引き起こされる、ガラス繊維の長さが短いことに起因する難燃剤と機械的特性の劣化が回避されます。

難燃性 PP のハロゲンフリー改質技術において、IFR は加工流動性への影響が最小限であり、低密度で優れた難燃効率という利点があるため、ハロゲンフリー難燃性 PP の最も有望な開発方向の 1 つと考えられています。消費量が少なく、煙も少なく、無毒です。

難燃性ABS

ABS は、自動車産業が台頭する前は世界最大の家電ポリマー材料の 1 つでもありました。

不完全な統計によると、中国の ABS 消費量の約 80% は家電分野から来ており、これは主に ABS の優れた表面コーティング性能、耐久性、耐食性によるものです。

ABS が自動車塗装の分野で代表的なものとなったのも、これらの特性のためです。しかし、ABS樹脂の分子構造にはC、H、O元素しか含まれていないため、難燃性がなく、高温時の安定性が非常に悪く、燃えやすい性質があります。同時に、燃焼プロセスでは刺激臭と黒煙も発生しますが、これを自動車部品に直接使用することはできません。

現在、ABS の主な応用方向は、難燃性や耐高温性の改良、または PC と混合して PC/ABS 複合材料にすることです。

ABS の場合、ハロゲン系難燃剤の難燃効率は比較的高く、臭素の難燃効果は塩素の難燃効果よりも優れています。ハロゲン難燃剤は低コストで効果的ですが、将来的には政策や環境規制による大きな圧力にさらされることが知られています。

したがって、ABS の難燃性改質は依然として重要な研究開発の方向性です。

しかし、厳格な難燃性基準を持つ用途では臭素系難燃剤が依然として最も一般的な選択肢です。電子・電気製品に使用される ABS の約 70% は臭素系難燃剤であると報告されています。

PC/ABS には両方の利点があり、HDT と安定性が向上し、処理パフォーマンスも向上します。現在、それは最大の生産量と最も成熟した技術を備えたプラスチック合金であり、自動車部品の分野で最も広く使用されている材料の1つでもあります。インストルメントパネル、バッテリー、ボディ、内装等の各部品にPC/ABS素材を使用。

ただし、一部の指標には依然として「1+1 < 2」が存在することに注意してください。PC 自体は一種の自己消火性材料であり、UL94 は V2 レベルに達する可能性がありますが、PC/ABS の難燃性能は低下しています。それを補う必要があります。

ハロゲン系およびリン系に加えて、ナノスケールの三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ナノ層状二水酸化物などのナノ難燃剤も大きな関心を集めています。

難燃性PC

PC は 5 つのエンジニアリング プラスチックの 1 つであり、車のダッシュボード、ランプ システム、ヒーター プレート、デフロスター、さらにはバンパーなどの一部の PC 合金など、自動車部品への応用も非常に成熟しています。

PC 自体は一定の難燃性を持っていますが、他のポリマー材料 (PE、PP など) と比較して一定の利点があり、LOI は最大 21 ～ 24% です。しかしながら、比較的高い難燃性を必要とする自動車部品の用途分野では、依然として難燃性を改良する必要がある。

臭素系難燃剤は、PC や一般的に使用されるデカブロモジフェニル エーテル (DBDPO)、テトラブロモジフェノール A (TBB-PA) などの難燃性を明らかに向上させます。しかし、臭素系難燃材料は高温で分解して腐食性ガスを発生する傾向があり、自動車部品に損傷を与える可能性があります。

さらに、臭素系難燃剤の添加は PC の透明性に深刻な影響を及ぼし、欧州連合の非ハロゲン化および環境保護政策の要件を満たしません。

現在、TPP、RDP、BDP は産業用 PC 製品で最も広く使用されているリン系難燃剤です。

➡️、TPPは室温では固体であり、熱安定性に劣ります。PC加工温度では揮発しやすく、気相難燃剤の役割のみを果たします。

➡️RDPとBDPは室温で液体であり、優れた熱安定性を持ち、同時に気相と固相の難燃剤の役割を果たすことができ、BDPとPCは良好な相溶性を持ち、硬化の役割を果たすことができます。