在汽车底盘部件应用中表现出前所未有的耐热稳定性和机械强度抗衰减性--帝斯曼工程塑料发布了新型耐高温材料Stanyl Di

发布时间:2010-07-13
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帝斯曼工程塑料最近开发并申请了专利保护的新技术进一步延长了汽车底盘部件的功能寿命。通过抑制热降解,新型Stanyl Diablo OCD2100材料能在温度高达220℃的环境中持续暴露7000个小时,其机械性能的损失不到15%。而竞争品牌的材料在暴露时间远不到10000小时前就化为了粉末。

帝斯曼是在经过了广泛的开发和评估,并对该新型耐高温材料进行了汽车底盘部件如空气管等应用测试后宣布这一消息的。在K2007国际塑料和橡胶贸易博览会面世之后,2007年11月,Stanyl Diablo OCD2100空气管作为一款具有商用价值的材料发布。帝斯曼预计在2008年晚些时候发布一款全新等级的Stanyl Diablo,专门用于制造增压空冷器气室。Stanyl Diablo OCD2100的商业发布再次强化了帝斯曼在汽车行业创新材料的前沿地位。

在汽车应用中具有差不多20年成功经历的Stanyl,在高温条件下具有优异的刚性和卓越的耐疲劳和耐磨损性能。正是因为集众多优异性能于一体,Stanyl才成为制造汽车部件的一种关键材料,具体来说,有涡轮增压热管和增压空冷器气室,通过这些部件涡轮增压器为燃烧室提供压缩热空气。

升温

基于汽车制造商对具有高热稳定性的热塑性塑料的迫切需求,以便忍耐高达210℃的汽车底盘部件温度,甚至涡轮发动机产生的更高温度,帝斯曼决定开发新型耐高温Stanyl Diablo材料。目前,涡轮增压柴油车每年在欧洲的销量约有800万辆,而在美国和日本,柴油和汽油涡轮增压发动机的市场都将不断扩大。

随着对可转化为环保解决方案的清洁技术的呼声越来越高,汽车行业承受的压力也越来越大,这对汽车底盘部件的创新提供了充足的动力。此外,客户和终端用户也希望有更加清洁的交通,欧洲环境法规(欧Ⅴ和Ⅵ)也制定了更加严格的温室气体减排要求,同时呼吁采取措施减少能源消耗的声音越来越大。

结果,在过去十年中出现了新一代的汽车,它们的引擎较小,却具有更高的涡轮压力,而且这一趋势将在未来的10年中继续下去。还有就是汽车轻量化,目的是通过将每公升燃料所产生的动力最大化来减少燃料消耗。然而,这些开发和对相关技术的引进却导致汽车底盘的空间面积更小,而且更严重的是,这个空间内的温度也变得更高。因此,诸如空气管、进气歧管、增压空冷器气室等部件将连续暴露在温度可达210℃(甚至更高)的工作环境中。

抗高温性

更高的热负荷和更加苛刻的寿命要求对汽车底盘部件的材料来说可谓寓意深远。在涡轮增压柴油发动机所产生的新的高温条件下,主机厂和系统供应商们再也不能简单地依赖于标准的聚酰胺材料提供所需要的连续耐热性能。事实上,温度一旦超过190℃,所有高性能热塑性塑料的预期寿命都会大大缩短。由于氧化降解,树脂在长时间暴露于高温环境后会不断变薄,丧失强度。

从创新材料供应商的立场出发,帝斯曼调查了Stanyl是如何在新的高温要求条件下保持其力学性能的。“我们意识到,提供改进的长期热稳定性将不会是一个发展问题,例如给树脂添加更多的稳定剂”,Stanyl产品经理,John van den Bungelaar解释道。“而需要一个全新的概念。我们必须找出Stanyl在高温下到底发生了什么变化,这要求深入调查它的分解机制。聚合物基体在暴露于如此高的温度下受到了什么影响。我们必须确定需要控制的具体材料特性,以开发新一代的耐高温Stanyl等级。”

Willy Sour,Stanyl产品开发专家,强调说,退化机制的基本知识是开发新型高耐热材料的关键。“Stanyl Diablo并不像市场上的其他同类产品一样仅仅依靠传统的抗氧化剂。相反,力学性能的退化可以通过控制氧化机制得到有效地减轻。大量调查表明,常规聚酰胺的退化层会开裂,这加速了材料的降解,进而导致产品性能的丧失。因此,必须同时控制化学和物理这两个过程,而传统观点一般把重点只放在了化学过程上。”通过限制热氧化破裂,STANYL Diablo OCD2100已经证明能够经受连续暴露于220℃的温度环境中长达7000个小时,其机械性能的损失不足15%。

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熔接强度

在早期阶段,甚至在所有性能得到充分优化之前,项目小组就请求客户对Stanyl Diablo的两个发展版本进行测试。Stanyl研究和技术经理,Wilma Nijenhuis解释说,“我们自己可以测试范围广泛的产品特性,但是,如果它们能够在特定的应用中得到测试就更好了。在这种情况下,客户的参与形成了双赢的局面。这个初步的工作给予这些客户相对于其竞争对手一年的领先,而且客户应用测试对我们确定未来发展方向是至关重要的。”

Willy Sour接着往下讲,“尽管我们把重点放在涡轮增压柴油发动机的空气管和空冷器气室这两个方面,我们当初预期空冷气气室是最佳应用选择。然而,客户的反馈表明,Stanyl Diablo非常适合增压热管。这一结论源于在发展过程中,最初没有得到重视的一个特性——大大提高了的焊接性能和熔接强度。这对热增压空气管来说是一个重要的认识,该部件通常是由两个部件焊接在一起;而焊缝是其最薄弱的环节。”

对于由注塑成型的两个外壳焊接起来的空气管来说,焊接的老化性能是非常关键的。在这方面,Stanyl Diablo OCD2100的性能已经超越目前的高耐热树脂,不仅在于高温稳定性,而且在可焊接性、焊接强度和焊缝的长期热稳定性也高出一筹。此外,材料的低蠕变性和疲劳特性有助于延长产品寿命,改善使用寿命期限内的产品可靠性。

Willy Sour所带领的开发团队目前正在研究一款全新等级的Stanyl Diablo,它将适用于增压空气冷却器端盖,预计将在2008年晚些时候发布。开发工作的目标是承受高达250℃的持续高温和满足其他应用。(Stanyl是皇家帝斯曼N.V.的注册商标)

帝斯曼工程塑料

帝斯曼工程塑料是全球领先的热塑料工程热塑料供应商之一,一直专注于不断创新。 最近,帝斯曼工程塑料推出了21世纪以来的第一种创新聚合体:Stanyl ForTii。

帝斯曼工程塑料致力于为顾客提供符合人、地球、利润可持续发展的生活解决方案,不断推出创新材料,满足顾客设计和生产需求,以广泛适用于电气设备、电子设备、汽车、阻隔性包装薄膜以及各类机械和挤出产品等各个领域。

帝斯曼工程塑料为客户提供各种各样的高性能产品组合:如Akulon 单6和双6聚酰胺、Arnitel 热塑弹性体、Arnite PBT和PET聚酯,Xantar聚碳酸酯以及Yparex可挤出式粘结树脂和Stanyl。凭借出色的Stanyl 46聚酰胺,帝斯曼成为全球高温聚酰胺领域的领导者。

帝斯曼工程塑料部是帝斯曼集团性能材料领域的下属业务组之一,2008年实现销售额7.61亿欧元,全球雇员总数达1500人。

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