Neue PBT-Mischung für hohe Ansprüche

Nov 05, 2023

Gepostet von Mitarbeitern | 01. August 2022

Im Antriebsstrang oder der Batterie von Elektrofahrzeugen sowie in der Ladeinfrastruktur der Elektromobilität sind Kunststoffteile häufig hohen Temperaturen sowie sehr starken Strömen und hohen Spannungen ausgesetzt. Steckverbinder beispielsweise müssen unter diesen Bedingungen eine elektrische Isolierung aufrechterhalten und dürfen keine Kriechstrombildung zulassen.

Für anspruchsvolle Hochspannungssteckverbinder hat Lanxess ein neues PBT-Compound (Polybutylenterephthalat) maßgeschneidert, das halogenfrei flammwidrig und hydrolysestabilisiert ist. „Eine Stärke des Strukturmaterials besteht darin, dass seine hervorragenden elektrischen Eigenschaften bei den typischen Betriebsbedingungen von Hochspannungssteckverbindern kaum von Temperatur und Feuchtigkeit abhängig sind. Es kann bei Temperaturen bis 150 °C eingesetzt werden“, erklärt Bernhard Helbich, Technisches Marketing Manager, Key Accounts, im Lanxess-Geschäftsbereich High Performance Materials.

Das Compound ist ein erster Vertreter der neuen Produktreihe Pocan BFN HR und zeichnet sich durch einen hohen Durchgangswiderstand und eine hohe Spannungsfestigkeit aus. Letztere liegt beispielsweise bei Temperaturen bis 140 °C deutlich über 30 kV pro Millimeter (IEC 62431-1). Im CTI-Test (Comparative Tracking Index, IEC 60112) erreicht das Material CTI A 600, die höchstmögliche Klasse nach Norm. Ein erhöhter Kriechstromwiderstand reduziert das Risiko von Kurzschlüssen und Defekten durch Kriechströme und trägt dem wachsenden Bedarf an miniaturisierten Steckverbindern Rechnung.

„Der Einsatz ist aber auch bei Spannungen über 600 V möglich. Das Steckerdesign für Gleichstromsysteme kann gemäß den Designrichtlinien der IEC 60664 bis 1.500 V optimiert werden.“/„Norm VDE 0110-1“, sagt Helbich. Auch nach längerer thermischer Alterung bei 120 °C oder nach Klimatests nimmt die Kriechstromfestigkeit des Compounds kaum ab.

Das mit 25 Gewichtsprozent Glasfasern verstärkte Material ist sehr hydrolysestabil. In Probentests, die auf den strengen SAE/USCAR-2 Rev. 6-Langzeithydrolysetests der US Society of Automotive Engineers (SAE) basieren, erreichte es eine gute Klasse-3-Bewertung. Das Material bestand auch den UL 94-Entflammbarkeitstest der Underwriters Laboratories und erreichte die hervorragende V-0-Klassifizierung mit einer Prüfkörperdicke von 0,75 Millimetern. Mit seinen mechanischen Eigenschaften erfüllt das Strukturmaterial die gängigen Anforderungen an Hochspannungssteckverbinder.

Die Verbindung kann eingefärbt werden, unter anderem in Orange, was zunehmend in Elektrofahrzeugen zur Kennzeichnung stromführender, mit Kunststoff ummantelter Bauteile verwendet wird. „Unser Material und die verwendeten Farbstoffe bleiben bei hohen Betriebstemperaturen dauerhaft farbstabil, sodass die Identifikation nicht verloren geht“, erklärt Helbich. Lanxess möchte, dass der Thermoplast auf der Yellow Card von UL unter „Alle Farben“ gelistet wird. „Damit ersparen wir dem Verarbeiter die aufwändige UL-Zertifizierung, wenn er den Kunststoff selbst einfärben müsste“, erklärt Helbich. „Sie können einfach die Masse verwenden, die wir eingefärbt haben, und so die Kosten senken“, fügt er hinzu.

Über Hochspannungssteckverbinder hinaus sieht Helbich noch weitere Einsatzmöglichkeiten für die neue Produktreihe Pocan BFN HR in der Elektromobilität und bei der Herstellung miniaturisierter elektrischer und elektronischer Baugruppen. „Wir denken dabei zum Beispiel an Miniatursteckverbinder, Leitungsschutzschalter, Reihenklemmen und ähnliche Anwendungen“, sagt er.

Diese und weitere Entwicklungen stellt Lanxess vom 19. bis 26. Oktober 2022 auf der K 2022 in Düsseldorf vor. Das Unternehmen stellt am Stand C76-78 in Halle 6 aus.

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