泡沫结构改性PPO在新能源领域的新应用

现代汽车中的锂离子电池和电子元器件，如微型计算机和控制器，需要恒定的温度才能达到最佳的性能。这些部件冷却后产生的水凝结会给电子设备带来问题。为了保持汽车内部的最佳温度，采取了安装保温材料和利用空调空气等措施。

旭化成化学全球首次开发出了改性PPE（聚苯醚）发泡珠粒“SunForce”。SunForce可以通过内部和外部的隔热来为这些部件保持适当的温度。 

目前用于汽车内部隔间的阻燃材料通用标准是FMVSS 302(联邦机动车安全标准)。FMVSS 302测试材料的水平燃烧速度。然而，混合动力汽车和电动汽车的某些部分对阻燃性的要求却更加严格。这些部件使用的材料必须符合UL-94V-1/V0(比FMVSS 302更严格的额定值)。SunForce是根据FMVSS 302标准开发的，也是UL-94V-0认证的。

由发泡珠粒成型而获得的发泡体比树脂轻，作为隔热性材料广泛用于隔热及缓冲领域。近年来已在汽车领域实际应用于保险杠冲击吸收材料、汽车座椅芯材以及地垫加高材料等。而在电子设备领域，因为没有发泡珠粒能够达到对树脂所要求的“UL94标准V-0级别”，所以在阻燃性及耐热性方面，没有作为构件的应用进展。

改性聚苯醚熔融粘度较低，注射成型较易，成型后不易产生应力龟裂现象，具有耐水和耐热性，而且价格较廉，已能和ABS树脂竞争，可用于锂电池有机电解液的包装材料和箱体、底盘及精密部件等。

旭化成化学通过对阻燃性出色的工程塑料（改性PPE“Zylon”）进行改质，并对构成发泡珠粒的气泡的大小实施控制，结果首次开发成功了非卤化成分达到UL94标准V-0级别的发泡珠粒。比如，10倍发泡体在厚度达到5mm以上时可发挥出V-0级别的性能。

10倍发泡体具有负荷变形温度（HDT）约90℃的耐热性。超过了施加负荷时公认耐热性高的EPP（聚丙烯发泡珠粒）10倍发泡体的约60℃。

发泡珠粒是以细颗粒大小(约1毫米)制造的，以确保尽可能薄的壁厚可以设计成泡沫材料。因此，传统泡沫难以实现薄壁成型，并增加了产品设计的自由度。

对于SunForce材料做的产品推荐壁厚取决于成型产品的形状和使用条件，但就珠子填充性能和成型产品强度而言，建议SunForce 7倍发泡体的厚度为4mm或4mm以上。

该材料可以通过蒸汽成型加工，与使用金属模具注塑成型相比，需要的压力要小得多。将珠粒填充到模具发生膨胀，并同时与来自蒸汽的热量熔合。低压蒸汽模塑工艺可搭配使用铝模具，仅占钢模具生产成本的10％至20％。

在电子设备方面，这种材料可用来替代排热管及风扇支架等内部构件的材料、以及PC板卡安装架的金属材料。

除了阻燃性，SunForce mPPE还具有优异的隔热性能，适用于电动汽车及混合动力车的电池隔热板、仪表盘和车门面板的基材，以及车身底板的芯材等。而在住宅设备领域，则可用于电源罩、热水器隔热材料等用途。

做为改性PPO材料市场的领导者，SABIC与中国的塑料注射成型企业上海升广合作，成功采用SABIC的NORYL™PPO和LEXAN™结构发泡解决方案取代了大型医疗器械中的金属部件。

在医疗器械领域，金属的替代已成为一大重要趋势。首先，金属会限制零部件的设计自由度，无法满足下一代医疗器械应用的需求。其次，金属制成的零部件一般较重，因而在运输过程中造成较高的碳排放，且运输成本也更高。此外，金属零部件在加工时通常需要进行机械加工和喷漆等昂贵的二次加工。出于对医疗成本上涨和全球竞争加剧的担忧，医疗器械OEM厂商迫切需要新型材料解决方案来控制成本，同时获得更大的设计灵活性。

上海升广公司总经理助理Kevin Deng表示：“由于越来越多的医疗器械厂商希望凭借先进、创新的技术来在变化多端的市场中提高竞争力，SABIC的结构发泡产品在众多要求严苛的应用中已逐渐成为首选材料。医疗领域的客户希望获得优质的解决方案，凭借广阔的设计空间、低廉的成本、更高的生产效率以及出色的整体性能，这些解决方案为我们提供了更多新选择，帮助客户取得成功。”

两家公司的合作案例证明，SABIC的结构发泡技术可以实现比金属材料更大的设计自由度，且能减轻高达50%的重量。与金属相比，该解决方案减少了常规的二次操作工序，如机械加工和涂装前的酸处理，因而能节省多达30%的系统成本。

SABIC的NORYL和LEXAN结构发泡材料不仅是金属的理想替代品，还能突破传统注塑树脂在性能、美观性和设计方面的局限，从而满足医疗器械制造商的需求。使用结构发泡材料制造影像和麻醉装置等大型医疗设备的零部件可有效减少材料在流动性能方面的问题，避免出现难看的缩痕和翘曲。

NORYL结构发泡材料是一种非卤化阻燃材料，具有比LEXAN材料更低的密度,更好的流动性和耐化学性。凭借低蠕变和低吸水性的优势，它能实现更优异的尺寸稳定性。而LEXAN材料则比NORYL材料具有更高的耐热性和冲击强度，且在较低厚度下能符合UL-94V0阻燃标准。

这两种材料能够满足不同零部件的要求，也可同时使用，以最大限度地替代金属。例如，具有低密度和高尺寸稳定性的NORYL结构发泡材料可用于设备盖板和外壳，而LEXAN材料出色的耐久性则能使其胜任机器基座和结构支撑等应用。