Düsseldorf, 10. Oktober 2023 – Die Elektromobilität und der Trend zu Fahrassistenz- und Sicherheitssystemen führen dazu, dass im Automobilbau die Nachfrage nach thermoplastischen Kunststoffen für elektronische Geräte und Baugruppen stark steigt. Typische Anwendungen sind etwa Gehäuse für Radarsensoren, Steuerungsgeräte und Kameras. Ein gängiges Verfahren zur Herstellung solcher Gehäuse ist das Kleben spritzgegossener Einzelteile wie Deckel, Seitenwände, Böden und Konnektoren. Verwendet werden dafür wegen ihrer Effizienz und Leistung häufig Silicon-Klebesysteme. Die thermoplastischen Substrate müssen dazu oft an diese Kleber angepasst werden. Ein erfolgreiches Beispiel hierfür ist der neue Polyester Pocan® B3234HR S2 (PBT) von Envalior. Das hydrolysestabilisierte Compound zeigt eine exzellente Haftung zu einem im Markt weit verbreiteten, primerlos aufgebrachten und thermisch schnell härtenden Einkomponenten-Silicon-Kleber.
„Running Change“ in der Serienproduktion
„Unser neues Compound konnte wegen seiner exzellenten Haftung zu diesem Kleber ein PBT-Konkurrenzprodukt in der laufenden Serienfertigung von Elektronikgehäusen für Fahrstabilitätssysteme ersetzen. Diese sicherheitsrelevanten Systeme kommen in verschiedenen Elektro- und Verbrennerfahrzeugen mehrerer internationaler Automobilhersteller unter anderem aus China zum Einsatz“, erklärt Thomas Babl, der bei Envalior die Anwendungsentwicklung und den technischen Kundenservice am Standort Hongkong leitet. Produzent der Fahrstabilitätssysteme ist die TE Connectivity Corporation. Das US-Technologieunternehmen ist einer der weltweit führenden Anbieter von Verbindungs- und Sensorlösungen für das Transportwesen, industrielle Anwendungen, Energietechnik, Medizintechnologie und die Datenkommunikation.
Investition in marktgängige Anlagen zur Haftfestigkeitsprüfung
Die Entwicklung von Pocan® B3234HR S2 ging von Pocan® B3233HR aus. Dieses PBT-Compound weist bereits eine gute Haftung zu vielen Silicon-Klebern auf und bewährt sich schon länger in der Serienfertigung von Elektronikkomponenten für das Automobil – wie etwa Konnektoren und Parkbremsgehäusen. „Um das Material zu optimieren, haben wir in zwei marktübliche Prüfgeräte für Pull off-Haftungstests investiert. Außerdem haben wir noch einen eigenen manuellen Schältest entwickelt. Mit ihm können wir unter anderem die Haftfestigkeit von Klebungen schnell beurteilen, so dass die Erkenntnisse zeitnah in laufende Entwicklungsprojekte einfließen”, erläutert Babl.
Exzellente Einstufung im SAE/USCAR-Langzeithydrolysetest
Das neue Pocan® B3234HR S2 geht nicht nur eine hochfeste Haftung mit dem Einkomponenten-Siliconkleber ein, sondern ist auch sehr hydrolysefest. Es erreicht in Probekörperprüfungen, die an die strengen Langzeithydrolysetests der amerikanischen Society of Automotive Engineers (SAE/USCAR-2 Rev. 7) angelehnt sind, die zweitbeste Einstufung „Class 4“. Es ist damit ähnlich hydrolysestabil wie Pocan® B3233HR. „Dadurch ist sichergestellt, dass die Elektronikgehäuse der Fahrstabilitätssysteme in heiß-feuchter Umgebung beständig sind und zuverlässig ihre Aufgabe erfüllen“, erklärt Dr. Claudia Schmid-Dähling, die bei Envalior die Pocan®-Produktentwicklung mit verantwortet. Auch in seinen mechanischen Eigenschaften ähnelt der neue Konstruktionswerkstoff dem serienerprobten Pocan® B3233HR. Hervorzuheben sind hier die hohe Zugfestigkeit und Bruchdehnung, die dem Werkstoff eine hohe Berstdruckfestigkeit verleihen. Schmid-Dähling weiter: „Diese mechanischen Eigenschaften sind wichtig, weil bei hohen Drücken geprüft wird, ob die Gehäuse gegen Feuchtigkeit dicht halten.“
Bei hohen Frequenzen und Geschwindigkeiten lasermarkierbar
Das neue PBT-Compound ist mit der Farbe „900867“ von Envalior schwarz eingefärbt. Vorteil des vielfach eingesetzten Farbsystems ist, dass die Gehäuse bei hohen Geschwindigkeiten und Frequenzen kontrastreich per Lasermarkierverfahren beschriftet werden können. „Informationen wie Teilekennzeichnungen, Chargennummern oder QR-Codes sind auch in kleiner Ausführung gut und scharf zu erkennen“, sagt Schmid-Dähling. Weiterer Vorteil des Farbsystems ist, dass es in PBT für ein gutes Absorptionsverhalten gegenüber den Frequenzen sorgt, mit denen üblicherweise das Laserdurchstrahlschweißen erfolgt. Es trägt daher in diesem Fügeverfahren zu hohen Schweißnahtfestigkeiten bei.
Flammgeschütztes PBT mit guter Silicon-Haftung in Entwicklung
Envalior wird das neue Testequipment künftig intensiv nutzen, um weitere anwendungs- und kundenspezifisch maßgeschneiderte Thermoplaste für Silicon-Klebungen zu entwickeln. „Wir arbeiten zum Beispiel an hydrolysefesten und gut lasermarkierbaren PBT-Compounds, die nicht nur fest mit Silicon-Klebern haften, sondern auch besonders flammwidrig sind. Sie könnten etwa für Gehäuse im Umfeld der Batterien von Elektrofahrzeugen eingesetzt werden“, blickt Babl voraus.
Envalior ist ein neues Unternehmen, das aus der Fusion zweier Branchenführer – DSM Engineering Materials (DEM) und LANXESS High Performance Materials (HPM) – hervorgegangen ist. Es zählt weltweit zu den führenden Herstellern von technischen Hochleistungskunststoffen.
Nähere Informationen zu den Produkten und Serviceleistungen von Envalior finden sich unter https://envalior.com/products-services/.
Envalior hat in zwei Standardtestsysteme für Abziehhaftungstests investiert, um Materialien zu optimieren. Darüber hinaus wurde ein proprietärer manueller Schältest entwickelt.
Foto: Envalior
