Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

BASF: Neue PPA-Compounds ergänzen PA-Portfolio

Die BASF, Ludwigshafen, zeigt auf der K 2019 ihr erweitertes Angebot an Polyphathalamid-Werkstoffen, das basierend auf vier PPA-Typen insgesamt rund 50 leistungsfähige Compounds umfasst.

Die technischen Kunststoffe des Ultramid-Portfolios werden seit langer Zeit als Metallersatz eingesetzt. In den letzten Jahren haben sich die Anforderungen an leichte und leistungsfähige Kunststoffbauteile in Automobil- und E&E-Industrie sowie den Bereichen Maschinenbau und Konsumgüter deutlich erhöht. Das ist vor allem auf Trends wie die fortschreitende Miniaturisierung von Bauteilen und Systemen, E-Mobilität und den zunehmenden Einsatz von Elektronik zurückzuführen, aber auch auf größeren Chemikalienkontakt und anspruchsvolle flammgeschützte Systeme – was zusammengenommen zu einer höheren Funktionsintegration führt. Diese Trends haben den Bedarf nach neuen Kunststoffen geweckt, die unter anspruchsvollen Bedingungen funktionieren und es Kunden ermöglichen, neue Bauteile für zukünftige Anwendungen zu entwickeln.

Für Trends wie die fortschreitende Miniaturisierung, E-Mobilität und Elektronik hat die BASF in den letzten vier Jahren mehrere neue PPAs auf den Markt gebracht. (Foto: BASF)

Für Trends wie die fortschreitende Miniaturisierung, E-Mobilität und Elektronik hat die BASF in den letzten vier Jahren mehrere neue PPAs auf den Markt gebracht. (Foto: BASF)

Da diese fundamentalen Marktanforderungen nicht mit einem einzigen Werkstoff erfüllt werden können, hat die BASF in den letzten vier Jahren mehrere neue PPAs auf den Markt gebracht. Das Unternehmen kann jetzt ein auf vier PPA-Polymeren basierendes Portfolio anbieten, das rund 50 Compounds umfasst. Zum PPA-Portfolio gehören Ultramid Advanced N (PA9T), Ultramid Advanced T1000 (PA6T/6I), Ultramid Advanced T2000 (PA6T/66) – und auch Ultramid T KR, ein PA6T/6, das die BASF seit den 1990er Jahren anbietet. Das PPA-Portfolio steht weltweit zur Verfügung und wird durch das BASF-Simulationstool Ultrasim und weitreichende Erfahrungen in der Anwendungsentwicklung ergänzt. So können Anwender den richtigen Werkstoff mit einem passenden, maßgeschneiderten Anwendungsprofil für das richtige Bauteil wählen.

„Während unserer intensiven PPA-Entwicklungsarbeit mit Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen haben wir die Erfahrung gemacht, dass sie nicht nur einen geeigneten Werkstoff, sondern auch einen Entwicklungspartner brauchen, der Innovationen einfacher und schneller voranbringt, global aufgestellt ist und qualitativ hochwertige Produkte und Services für immer komplexere Anforderungen bietet“, so Abdullah Shaikh, Leiter des globalen PPA-Teams. „Mit unserem PPA-Portfolio bauen wir auf unseren fundierten Kenntnissen zu Polyamiden und Kunststoff-Anwendungen auf. So können unsere Kunden Innovationen verwirklichen und neuen Trends folgen. Wir arbeiten an der ständigen Weiterentwicklung dieses Portfolios mit weiteren speziellen Compounds, um die Einsatzmöglichkeiten unserer Produkte zu erweitern und ihre Leistungsfähigkeit zu erhöhen.“

Das maßgeschneiderte Ultramid-Advanced-Portfolio umfasst Typen für eine einfache und stabile Verarbeitung im Spritzgießen und in der Extrusion sowie Produkte mit oder ohne Flammschutz. Sie sind in verschiedenen Farbvarianten von farblos bis zu laserbeschriftbarem Schwarz erhältlich, als verstärkte Typen mit Kurzglas-, Langglas- oder Kohlefasern und mit verschiedenen Wärmestabilisatoren ausgerüstet. Aufgrund ihrer teilaromatischen chemischen Struktur bieten alle Ultramid-Advanced-Werkstoffe gute bis ausgezeichnete mechanische Eigenschaften bei höheren Temperaturen. Dank ihrer hydrophoben Eigenschaften sind sie beständig gegen Feuchtigkeit und aggressive Medien, wobei sie nicht an Festigkeit einbüßen. Aufgrund ihrer geringen Wasseraufnahme erreichen die Bauteile in feuchten Umgebungen eine hohe Dimensionsstabilität. Sie behalten ihre Festigkeit auch beim bleifreien Löten, das immer häufiger in der Elektro- und Elektronikindustrie (E&E) eingesetzt wird.

Leistungsstarke Kunststoff-Bauteile für anspruchsvolle Umgebungen

Das PA9T Ultramid Advanced N zeigt konstante Mechanik bis 100 °C (Glasübergangspunkt: 125 °C) bei hoher Chemikalienbeständigkeit und geringer Wasseraufnahme sowie gute Eigenschaften in tribologischen Anwendungen. Das Material ermöglicht ein breites Verarbeitungsfenster und kurze Zykluszeiten. Mit Ultramid Advanced N können Anwender leichte, kleine und leistungsstarke Kunststoff-Bauteile konstruieren. Der Werkstoff kann Anwendungsprobleme in einem breiten Einsatzspektrum lösen: Ultramid Advanced N eignet sich für kleine Steckverbinder und funktionsintegrierte Gehäuse in Haushaltsgeräten, der Unterhaltungselektronik und im Mobilfunk. Es kann in Automobil- und Strukturbauteilen am Motor und im Getriebe in Kontakt mit heißen, aggressiven Medien und verschiedenen Kraftstoffen eingesetzt werden. Auch Anwendungen wie Zahnräder und andere Verschleißbauteile sind umsetzbar. Verarbeiter können jetzt aus rund 20 Typen wählen, um leistungsstärkere Kunststoff-Bauteile für anspruchsvolle Umgebungen zu konstruieren, wo andere Werkstoffe an ihre Grenzen stoßen.

Hohe Festigkeit und Steifigkeit

Innerhalb der Ultramid-Familie ist Advanced T1000 (PA6T/6I) die Produktgruppe mit der höchsten Festigkeit und Steifigkeit sowie mit konstanter Mechanik bei Temperaturen von bis zu 125 °C (trocken) und 80 °C (konditioniert). Es bietet eine hohe Beständigkeit gegen Feuchtigkeit sowie aggressive Medien – und übertrifft damit herkömmliche Polyamide und viele andere PPA-Werkstoffe auf dem Markt.

Ultramid Advanced T1000 kann in der Automobilindustrie eingesetzt werden, besonders in Bereichen, in denen die Werkstoffe kaum an Festigkeit einbüßen dürfen, egal welchen Temperaturen oder Umgebungen sie ausgesetzt sind; außerdem in allen anderen Branchen, in denen Beständigkeit gegen Feuchtigkeit oder Chemikalien gefragt ist, z.B. in Thermostatgehäusen und Wasserpumpen, im Kraftstoffkreislauf und der Abgasnachbehandlung sowie für Aktuatoren und Kupplungsbauteile im Auto ebenso wie in Kaffeemaschinen, als Möbelbeschläge sowie in Bauanwendungen wie Wasserverteilern, Heizungsanlagen und Pumpen. BASF bietet rund zehn Typen an, von wärmestabilisierten, glasfaserverstärkten Standardmarken für verschiedene Steifigkeits-, Festigkeits- und Zähigkeitswerte über glasfaserverstärkte Sondermarken mit verbesserter Hydrolysebeständigkeit bis zu einem langglasfaserverstärkten, hoch-wärmestabilisierten Compound.

Verbindung von dielektrischen mit mechanischen Eigenschaften

Ultramid Advanced T2000 ist die jüngste PPA-Gruppe und wurde zur Chinaplas 2019 auf den Markt gebracht. Die Compounds auf Basis von PA 6T/66 verbinden gute mechanische und isolierende, dielektrische Eigenschaften bei hohen Temperaturen – eine Kombination, die besonders für Konnektoren in der Elektrotechnik und Elektronik (E&E) unerlässlich ist. Aufgrund seiner teilaromatischen chemischen Struktur ist Advanced T2000 eine Lösung für Bauteile, die eine hohe, konstante Steifigkeit und Festigkeit über einen weiten Temperaturbereich zusammen mit Wärme- und Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie optionalen Flammschutz erfordern.

Das PPA zeigt eine Schlagzähigkeit auf gleichem Niveau wie Standard-PA 66 und eine geringere Wasseraufnahme als aliphatische Standardpolyamide, was zu einer hohen Dimensionsstabilität führt. Der hohe Schmelzpunkt (310 °C) und die hohe Wärmeformbeständigkeit (>280 °C, HDT-A) machen den Werkstoff zum geeigneten Material für bleifreies Löten, ohne dass sich Bauteile verformen. So können empfindliche Konnektoren, Strukturbauteile in Laptops und auch Leistungsschutzschalter hergestellt werden. Die rund zehn Typen der Produktlinie bieten auch eine vielseitige Alternative zu Metall in Autobauteilen wie Wasserauslassventilen und Wasserpumpen, Bauteilen im Kraftstoffkreislauf als auch für Aktuatoren, Getriebesensoren und Kupplungselemente.

PPA-Klassiker immer noch aktuell

Ultramid T KR, das auf der K-Messe 1989 vorgestellt wurde, gehörte zu den ersten PPAs auf dem Markt. In den vergangenen Jahrzehnten wurde das Portfolio weiterentwickelt und auf bislang fünfzehn Typen erweitert, zu denen glasfaserverstärkte und flammgeschützte Typen sowie eine unverstärkte Variante und eine für den Lebensmittelkontakt gehören. Das PA6T/6 hat mit 295 ° C einen hohen Schmelzpunkt und kann dennoch einfach verarbeitet werden, zum Beispiel bei vergleichsweise niedrigen Werkzeugtemperaturen kleiner als 100 °C. Es hat eine hohe Festigkeit, besonders auch in Anwesenheit von Feuchtigkeit, und ist gleichzeitig das PPA-Material mit der höchsten Zähigkeit. Ultramid T KR weist eine hohe Temperaturbeständigkeit auf: Der relative Temperaturindex (RTI) von 160 ° C bei 0,4 mm von Ultramid T KR4340 G6 gehört zu den höchsten RTI-Werten auf dem PA-Markt. Das Material bietet hervorragenden Flammschutz, zum Beispiel nach UL94 V-0. Damit ist Ultramid T KR für Anwendungen in der E&E-Industrie geeignet, zum Beispiel für Schnellkupplungen, Schaltgeräte oder Relais als auch für elektronische Steuerungseinheiten oder Fahrzeugsensoren.

Präzise Auslegung von Bauteilen

Das BASF-Simulationstool Ultrasim wird bei der Auslegung von Bauteilen in allen Industrien genutzt. Mit maßgeschneiderten Modellen hat die BASF das Berechnungstool so weiterentwickelt, dass auch Bauteile aus Ultramid Advanced simuliert werden können. Mit Ultrasim lässt sich das physische Verhalten des Bauteils anhand der Herstellparameter, der Faseranisotropie und der Belastungsrichtung oder -geschwindigkeit vorherbestimmen. Die mathematische Bauteiloptimierung kann darüber hinaus die bestmögliche Gestaltung unter den gegebenen Bedingungen liefern. Ultrasim stellt somit ein wertvolles Instrument dar, um Kundenbauteile in einer sehr frühen Phase lastengerecht zu optimieren. Durch die präzisen Vorhersagen können Kosten und Zeit für Prototypen oder umfangreiche Korrekturen von Werkzeugen vermieden werden.

Mit ihrer langjährigen Erfahrung sowie ihrer Verarbeitungs- und Materialkompetenz bei technischen Kunststoffen will die BASF dazu beitragen, anspruchsvolle Anwendungen zu realisieren und effiziente technische Lösung für PPA-Anwendungen zu entwickeln – und das für alle Industrien.

www.ppa.basf.com

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.