Wärmeleitfähiges Nylon 6 für Komponenten von Elektrosportwagen | Kunststofftechnik

Kühlelement eines Ladereglers für Elektrosportwagen aus Nylon 6 Durethan BTC965FM30 von LANXESS
Thermisch leitfähige Kunststoffe bieten großes Potenzial für das Wärmemanagement von Ladesystemen für Elektrofahrzeuge. Ein aktuelles Beispiel ist ein Laderegler für Elektrofahrzeuge eines süddeutschen Sportwagenherstellers. Der Regler enthält ein Kühlelement aus dem thermisch und elektrisch isolierenden Polyamid 6 Durethan BTC965FM30 von LANXESS, um die beim Laden der Batterie in den Steckerkontakten des Reglers entstehende Wärme abzuleiten. „Neben dem Schutz des Ladereglers vor Überhitzung erfüllt das Material auch strenge Anforderungen hinsichtlich Flammschutz, Kriechstromfestigkeit und Design“, erklärt Bernhard Helbich, Technical Key Account Manager.
Hersteller des gesamten Ladesystems für den Sportwagen ist die Leopold Kostal GmbH & Co. KG aus Lüdenscheid, ein weltweit agierender Systemlieferant für Automobil-, Industrie- und Solarelektrik sowie elektrische Kontaktsysteme. Der Laderegler wandelt den von der Ladestation eingespeisten Dreh- oder Wechselstrom in Gleichstrom um und steuert den Ladevorgang. Dabei begrenzt er beispielsweise Ladespannung und -strom, um ein Überladen der Batterie zu verhindern. Bis zu 48 Ampere Strom fließen durch die Steckkontakte des Ladereglers des Sportwagens, wodurch beim Laden viel Wärme entsteht. „Unser Nylon ist mit speziellen mineralischen Wärmeleitpartikeln gefüllt, die die Wärme effizient von der Quelle ableiten“, erklärt Helbich. Diese Partikel verleihen dem Compound eine hohe Wärmeleitfähigkeit von 2,5 W/m∙K in Fließrichtung der Schmelze (in der Ebene) und 1,3 W/m∙K senkrecht zur Fließrichtung der Schmelze (durch die Ebene).
Das halogenfreie, flammhemmende Material Nylon 6 sorgt für eine hohe Feuerbeständigkeit des Kühlelements. Auf Wunsch besteht es den Entflammbarkeitstest UL 94 der US-amerikanischen Prüfstelle Underwriters Laboratories Inc. mit der besten Klassifizierung V-0 (0,75 mm). Zur erhöhten Sicherheit trägt auch die hohe Kriechstromfestigkeit bei. Dies wird durch den CTI-A-Wert von 600 V (Comparative Tracking Index, IEC 60112) belegt. Trotz des hohen Anteils an wärmeleitfähigem Füllstoff (68 Gew.-%) verfügt Nylon 6 über gute Fließeigenschaften. Der wärmeleitfähige Thermoplast bietet zudem Potenzial für den Einsatz in Batteriekomponenten von Elektrofahrzeugen wie Steckern, Kühlkörpern, Wärmetauschern und Montageplatten für die Leistungselektronik.
Im Konsumgütermarkt gibt es unzählige Anwendungen für transparente Kunststoffe wie Copolyester, Acryl, SAN, amorphes Nylon und Polycarbonate.
Obwohl oft kritisiert, ist MFR ein gutes Maß für das relative durchschnittliche Molekulargewicht von Polymeren. Da das Molekulargewicht (MW) die treibende Kraft hinter der Polymerleistung ist, handelt es sich um eine sehr nützliche Zahl.
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