随着汽车轻量化趋势的发展，高分子材料在汽车上的应用越来越广泛，其中主要以PP、PU、ABS和PC为主，根据汽车零部件的特殊需求也相应有复合材料（合金化）、PA、PBT和PMMA等材料的使用。

高分子材料的大量应用及提升汽车安全性的需求，正在不断推动阻燃剂及相关技术的应用。尤其在新能源汽车领域，高压部件几乎无处不在，从电池包、电池外框、充电系统部件、高压连接件到密封机电组件、热管理系统部件，其分布的范围非常广泛。目前，市场上的主要新能源品牌采用的电压都不尽相同，一般为 300~600V，最高可达到700V左右，已经远远超过人体能承受的极限。一旦高压电路发生故障，如高压绝缘破损、高压线束短路或漏电等，可能直接危及驾乘人员的生命安全和财产安全。

电池包壳体、充电设施、连接器等部件是最容易导致漏电和起火的关键部件，如何对它们进行阻燃保护，已经成为厂商们最关心的话题之一。

新型阻燃剂点亮 K 2022

成功替代ATO、适用于PA基材的阻燃剂

在即将召开的K展上，为多个市场领域提供专业添加剂解决方案的供应商Tolsa S.A.，将展示其适用于 PP、PVC、橡胶聚合物系统和有机硅的ADINS系列阻燃 (FR) 材料。据悉，ADINS技术基于有机改性、高纯度、超细和天然存在的针状硅酸盐粘土。

在最近的发展中，Tolsa将其独特的ADINS阻燃技术和聚酰胺 (PA) 基材结合，用于电子电气 ( E&E) 、汽车、纺织和运输领域。该公司正在为这些系统开发新产品。

在过去两年中，Tolsa 使用一系列 ADINS 产品完成了对PA基材的广泛测试。与竞品相比，该公司已成功将总热量释放水平降低了20%以上。

ADINS阻燃技术为聚合物提供了多种添加剂，可与卤素和无卤素阻燃系统协同作用，还可以作为最广泛的阻燃添加剂之一——三氧化二锑 (ATO) 的替代品。ATO由于可能存在的毒性和致癌性问题，其安全性仍处于监管研究之下。此外，ATO 价格和供应不稳定等问题也给终端用户带来额外的担忧。在某些应用（例如，电子电气）中，尽管增加氢氧化物阻燃剂会产生可加工性和性能问题，但ATO的使用是不可避免的。因此，市场迫切需要像ADINS一样的更安全的助剂，可以减少ATO的用量而不损害材料性能和可加工性，Tolsa表示。

ADINS阻燃产品满足了电线电缆市场不断增长的需求（©Tolsa S.A.）

当与ATH或MDH等阻燃系统结合使用时，ADINS可以将PVC或PP基材体系配方中的ATO含量减少多达50%或完全不使用ATO。ADINS助剂还可以显著减少滴落，从而帮助不同的系统（例如聚酰胺和聚酯）达到V-0级阻燃。

ADINS 技术满足了确保符合特定客户和行业要求的定制等级开发。ADINS显著改善了塑料部件在火灾条件下的性能，使其符合最严格的国际卫生和安全法规，例如欧洲建筑产品法规 (CPR) 或铁路EN 45545法规。

 ADINS助剂可以促进碳层的形成并创建一个物理屏障，保护材料并减少热量、烟雾，以及挥发性有机化合物 (VOC)的排放。ADINS所需剂量较低，在常用配方中占比1-5%不等，但是对于最终产品性能的影响是显著的，甚至可以减少阻燃剂的用量。

在K 2022展会上，Tolsa 将重点强调电线电缆市场。在日益严格的监管背景下，ADINS阻燃产品满足了电线电缆市场不断增长的需求。

提高充电性能且降低碳排放的Terra系列

科莱恩致力于为电动车的发展作出贡献。在今年K展上，科莱恩的添加剂解决方案将支持塑料应对关键的电动车挑战，助力汽车行业安全地增加电池续航里程，提高充电性能，实现材料再利用和回收，以及减少碳足迹。

科莱恩对电动车可持续塑料材料的支持包括其无卤阻燃剂在基于聚酰胺和其他热塑性材料解决方案中的新应用，同时可提供经ISCC Plus认证的基于可再生原材料的产品选项，以降低对化石原料的依赖，减少产品的二氧化碳排放。这些都是“Terra”系列认证产品，为制造商提供同类产品的便利替代品。

更高电压工况下充电以加快充电速度的趋势正在对电池和充电基础设施材料产生新的需求，这些材料被要求具有更高的耐漏电起痕性和阻燃性。

高压连接器、母线或电池外壳的制造商现在可以使用全新Terra版本的Exolit® OP 1400，这是科莱恩受专利保护、广泛应用于聚酰胺体系的无卤阻燃剂，有助于实现更快充电和更低温室气体排放材料的行业目标。

Exolit OP Terra使聚酰胺材料能够通过严格的防火安全标准，例如美国保险业实验室的（UL） 94 V0以及依照IEC 60112 / ASTMD 3638标准的600V相对漏电起痕指数（CTI）。

在德国Knapsack的科莱恩ISCC PLUS认证工厂生产的Exolit OP解决方案，获得科莱恩EcoTain®认证标签，同时作为质量平衡认证的产品，现已全面推向市场。与基于化石碳源的同类产品一样，Terra等级阻燃剂对材料的可回收性影响很小，因此在技术上支持适当的汽车废物管理，并有利于减少二氧化碳足迹。科莱恩目前正在中国大亚湾建设新的阻燃剂生产基地，以满足中国和亚洲电动车以及电子电气零部件和设备行业快速增长的需求。

Exolit AP无卤阻燃剂正在推动从金属向低密度高强度热固性复合材料的转变，以实现能够满足电动车严格的防火安全标准的更轻的电池外壳。在发生车辆火灾或电池热失控的情况下，电池需要特殊保护。

科莱恩提供三个等级的阻燃剂——Exolit AP 462、AP 740和AP 742，使基于环氧树脂或不饱和聚酯的复合材料符合ECE R100和GB 38031-2020阻燃标准。

阻燃塑料成为汽车供应链的关键解决方案

一系列阻燃牌号给客户带来真正的不同

在近期的巴斯夫湛江一体化基地首批装置投产媒体沟通会上，巴斯夫特性材料亚太区高级副总裁鲍磊伟介绍道，“标准和趋势在驱动着市场的变化，汽车主机厂（OEM）在不断寻找新的设计和新的材料。电动化、可持续能源是其中的重要内容，整个汽车供应链都将因此开始重组，其中一个非常关键的解决方案是阻燃塑料。我们现在看到一些新的趋势，比如说小型化和具有高功率输出的电器元件的数量越来越多，这也意味着客户对阻燃材料的需求越来越多。”

巴斯夫有不同的阻燃牌号，可以适用于汽车和电子电气。比如巴斯夫新的Ultramid® Advance规格产品，可应用于表面贴装技术进行后处理的连接器，为其提供高流动性、韧性和阻燃性。它达到了一种非常理想的平衡，可以在高通量的电子应用中帮助客户通过薄壁实现小型化，可以说是连接电动车不同零部件的重要产品。

对于电动出行来讲，高效的电池非常重要，现在的材料必须要有阻燃性、高绝缘性、热传导性和非常好的冷却兼容性。“现在大的电池对于材料的需求量是非常高的，我们在这方面有一些非常好的应用范例，涉及到模块的外壳、母线绝缘线和冷却液管道。”鲍磊伟说道。

充电技术在中国也在快速增长，高功率充电方面需要的材料要应对非常强的电流和电压负荷，巴斯夫有一些用于增压桩的材料，它们有非常好的机械性能和阻燃性。非常值得一提的是，巴斯夫通过Ultrasim®电脑模拟系统，可以减少整个设计的时间，用各种各样的巴斯夫材料来支持非常重要的充电解决方案，更好地支持中国的电动出行方案。

巴斯夫还在过去两年中引入了红磷阻燃聚酰胺牌号。该牌号加强了巴斯夫在工业和交通行业阻燃的产品组合，并且满足了电动汽车行业的需求。相比传统材料，这种新型红磷阻燃聚酰胺拥有卓越的机械性能和高阻燃性，是目前最出色的阻燃塑料之一，其磷化氢（PH3）释放量低于20ppm。

在运输领域，该塑料可用于电动车的电池模块，是一种极具成本竞争力的阻燃材料。

这种创新材料具有较广的加工参数，通过资源的高效利用，能够实现更加可持续的生产。相比传统材料，这种增强热塑性聚酰胺在可持续性上的另一个优势是其可以重复使用，而用热固性塑料制成的传统绝缘材料则通常无法回收利用。改良后的红磷阻燃聚酰胺新牌号展现出了卓越的磷稳定性，在同类阻燃材料中脱颖而出。

此外，巴斯夫这款红磷阻燃聚酰胺解决方案还具备十分优异的机械性能，包括高夏比冲击强度（无缺口和有缺口）、高拉伸强度、高流动性和优良的可加工性。其卓越的稳定性，能够进一步防止模垢沉积和腐蚀，使其成为同类产品中的佼佼者。而这种热塑性材料采用注塑成型的制造工艺也更加高效、经济。

收购索尔维聚酰胺业务之后，巴斯夫在亚洲拥有了首家获得美国保险商试验所（UL）认证的实验室。该实验室拥有经 UL 认证的测试能力，能够大幅加快产品认证流程，从而缩短阻燃产品的上市时间。作为巴斯夫全球综合研发网络的一部分，这所位于上海的新实验室完善了巴斯夫现有的阻燃级聚酰胺检测服务，该服务主要面向电子和电气解决方案。

保护高压电池母线

未来，电动或部分电动汽车的高压电池中的铜或铝母线将需要更安稳的保护，以阻止高达 1000 V 及更高电压的电气故障以及相关的火灾风险。赢创公司在去年年底在Vestamid 尼龙 12 化合物系列中添加了一种新的尼龙 12 化合物。通过使用符合 IEC 60754 的无卤阻燃剂，Vestamid LX9050 OR 符合 UL94 对其易燃性分类 V-0 的要求。0.5 - 0.7 mm 的涂层厚度满足电动汽车对 30 mm2 至约 150 mm2 母线型材的绝缘要求。RAL 2003 橙色信号颜色持久且乍一看表示高压应用。

赢创公新型尼龙12化合物Vestamid LX9050 OR，可实现超高等级的耐火阻燃性（©赢创）

铜或铝型材通过共挤出进行涂层，据报道 Vestamid LX9050 OR的良好加工特性还允许更高的挤出速度。对金属芯的附着力优良；不需要粘合促进剂。

由于该化合物的高弹性，涂层母线在挤压后可以很好地成型，甚至可以弯曲小半径，而不会失去 Vestamid 绝缘的保护作用。

该化合物也适用于注塑加工。由于使用了无卤阻燃剂，它还可以用于制造汽车电子或电气行业的其他部件。

打造各种颜色的阻燃接头

凭借溴化和磷系解决方案，朗盛的聚合物添加剂业务部提供了全面的有机阻燃剂产品系列。聚合型和反应型阻燃剂可以减少聚合物中添加剂的释放，为保护环境和健康做出贡献，同时又不会影响消防安全。

线束连接是电动汽车里最复杂的装配之一。其使用的大量接头不仅需要用不同的颜色，以区分各种各样的功能，便于组装和维护，还需要具有高阻燃性和机械稳强度。聚酰胺6化合物Durethan BKV30FN04是朗盛为这些接头开发的一种材料，在众多应用中经受了反复测试，其中包括一家欧美汽车制造商生产的电动汽车用线束连接器。

“和采用红磷进行防火保护的聚酰胺相比，我们的无卤阻燃聚合物也可染成橙色（RAL 2003）、黄色等鲜艳的颜色。”致力于研究在电子电器部件中使用塑料的朗盛专家Bernhard Stoll说道，“这种化合物和颜色均具有较高的热稳定性，这意味着不同（颜色）的接头在汽车整个生命周期内都能轻松可靠地区分开来。”这些接头由位于德国海尔布隆的Amphenol-Tuchel Electronics GmbH制造。

Amphenol-Tuchel Electronics GmbH是总部位于美国的一家全球领先的电气连接器制造商安费诺的子公司。

朗盛的聚酰胺6化合物具有优异的阻燃性能。在美国测试机构Underwriters Laboratories Inc.的UL 94阻燃性测试中，这种化合物达到了V-0级（测试体厚度：0.75 mm）。“我们的化合物在‘黄卡’中被UL列入‘全部颜色’，也包括黄色、橙色和蓝色。这意味着加工商无需为他们的产品着色，也无需让他们的产品进行耗时的UL认证。他们只需使用我们的预着色化合物，由此可以降低成本。”Stoll说道。

线束连接器分布在汽车的整个长度和宽度范围内，捆绑各种不同的车载供电线，这些供电线用于电源转换器、电池充电系统、电力驱动装置、信息娱乐系统等电子电器功能部件。电缆总长度可达数公里，这是电缆线束重量较大的一个原因。电缆线束的复杂度使其成为价格极高的部件，因此接头在安装过程中绝不能断裂。“我们的化合物极其坚固，这意味着接头可以轻松承受碰撞或掉落。”Stoll说道。这种热塑性塑料可以高度耐受化学品，这意味着与电介质或冷却剂接触时其强度和刚度几乎不会受到影响。它还具有优异的耐电痕性，CTI（相对电痕指数，IEC 60112）值达到600（橙色）。

Durethan BKV30FN04可用于电动移动出行以及信号传输技术和工业工程领域的接头。“在较宽的加工窗口内，我们的化合物被证明适用于稳定的注塑成型。这种材料的阻燃添加剂几乎不会在模具上留下沉积物，这有助于确保较长的工具寿命和高效的生产。”Stoll说道。在职业卫生方面，和其他采用红磷进行防火保护的聚合物相比，聚酰胺6更加易于操作。

LG化学推出一款新型阻燃工程塑料（©LGChem）

美国保险商实验室公司（Underwriters Laboratories Inc.）测试机构的UL 94可燃性测试证明了该化合物的阻燃水平。这款聚酰胺通过了测试，在测试样本厚度为0.75毫米的情况下，最高分类为V-0。由于墙盒属于 "无人看管的家用电器"，所使用的塑料必须符合国际标准IEC/EN 60335-1。特别是，它们必须证明它们在灼热丝测试中是阻燃的。Durethan BKV20FN01在测试样本厚度为0.75毫米及以上的情况下通过了775℃的GWIT测试（灼热丝点火温度，IEC 60695-2-13）。在GWFI测试（灼热丝可燃性指数，IEC 60695-2-12）中，该热塑性塑料达到了塑料的最高值960℃（0.75毫米的测试样本厚度）。

延缓动力电池热失控

2022年四月底，外媒报道韩国最大的综合化学公司LG化学（LG Chem）研发出一种高功能阻燃工程塑料材料，可以延缓电动汽车电池的热失控，专门用于电动汽车电池包。该研究自2009年开始，将于2023年建立量产体系，实现商业化应用。

LG化学此次开发的新型特殊阻燃材料由聚苯醚（PPO）、聚酰胺或通常称为尼龙的高温热塑性塑料和聚对苯二甲酸丁二醇酯 （PBT）制成。该阻燃塑料材料是LG化学利用独家技术和制造工艺开发的，具有阻燃性能，可实施注塑加工。与普通阻燃塑料相比，这种新型材料具有出色的耐热性，在用于电动汽车电池盖时，可以在更长的时间内隔热。该材料还具有极好的尺寸稳定性，可以在温度变化的情况下继续保持其形状。

LG 化学方面表示，其阻燃工程塑料材料即使在 1000 ℃或更高的温度下也可以帮助防止由热失控引起的火焰传播，时间超过 400 秒，是一般阻燃塑料的 45 倍多。展望

大部分塑料在阻燃方面的性能不尽理想，所以将塑料应用于汽车零部件时，首要要考虑的问题就是安全性，必须保障塑料的阻燃防火性能达到国家标准。展望未来阻燃塑料的发展方向，除了需要足够的机械性能和阻燃性能，还要满足材料在电气、加工、环保方面的要求。