Разработка новых полимерных материалов и концентратов красителей для производства автомобильных проводов и кабелей

(По материалам статьи в журнале Wire & Cable Technology International/September 2021)

Автомобильный рынок развивается ускоренными темпами в направлении достижения нулевых выбросов, загрязняющих окружающую среду. Администрации, компании и общество всё чаще ориентируются на эту тенденцию и объединяются для достижения этой цели, давая толчок к развитию двух одновременных революционных сценариев – переход к электрическим транспортным средствам и автомобилям с функцией самоуправления. Эти преобразования отражают резкий рост продаж и числа прогнозов в отношении электромобилей. Согласно данным входящей в американскую корпорацию Bloomberg консалтинговой компании Bloomberg New Energy Finance (BNEF), предоставляющей глубокие аналитические данные об изменениях на глобальном энергетической рынке, к 2024 году около 12% продаваемых по всему миру новых автомобилей будут полностью электрическими; к 2040 году эта цифра увеличится до 50% и более. Предполагается, что электромобили будут доминировать в продажах к 2050 году.

Таким образом, эти данные подтверждают, что производители стремятся перейти на выпуск электрических транспортных средств, и производственные процессы должны не отставать и соответствовать нужному темпу. Компаниям необходимо не только создавать качественные и конкурентоспособные продукты, но также они должны оптимизировать свои материалы, рецептуры и технологические процессы для того, чтобы производить их быстрее и более эффективно. Производителям автомобилей и автомобильной техники нужны новые материалы и новые технологии их изготовления, а также более высокие стандарты точности при изготовлении изоляции автомобильных проводов. В кабельном производстве наблюдается тенденция к ускорению производства кабельных изделий, уменьшению толщины изоляции и более коротким длинам экструдеров. Благодаря новым материалам это возможно без ухудшения эксплуатационных свойств готового продукта, его качества или однородности окраски. Для удовлетворения технических требований, предъявляемых к автомобильным проводам и кабелям, требуются безупречное диспергирование и соответствующее разведение при низких уровнях дозирования, высокой производственной скорости и высоком уровне технологичности, в результате чего достигается более высокое первоначальное качество (First Time Quality) - расчет доли доброкачественной продукции в начале производственного цикла. Оптимизация всех этих факторов оказывает прямое и положительное влияние на конечную стоимость, что очень привлекательно для стремительно развивающихся компаний в автомобильной отрасли.

Окраска кабельных изделий является важной частью кабельного производства. Во-первых, цветовая маркировка позволяет идентифицировать каждый кабель, для того чтобы легко можно было различить их цепи при формировании жгутов, выполнении ремонтных работ или диагностировании неисправностей. Поскольку цвет должен быть различим на протяжении всего срока службы транспортного средства, стойкость и долговечность окраски кабеля имеет исключительно большое значение. В связи с этим возникает задача для концентратов красителей – необходимо правильно разбавить и полностью ввести цветовой пигмент, объединяя полимерную основу с индивидуально разделёнными кристаллами пигмента при правильной температуре плавления. Это выполняется в очень сложных производственных условиях, таких как уменьшенные длины экструдеров, увеличенная скорость или снижение веса, требуемое рынком — именно здесь важную роль играют новые материалы. Кроме того, концентраты красителей должны быть совместимы с используемыми компаундами, иметь идеальную дисперсию и обеспечивать быстрое разбавление во избежание образования «искр» или других проблем с качеством. Интенсивность цвета также является ключевым фактором. Самый простой, но не самый экономичный способ справиться с недостаточной окраской — увеличить дозировку. Для достижения наилучшей экономической эффективности важно работать с высококонцентрированными цветовыми концентратами с соответствующими пигментами, чтобы достичь нужной интенсивности цвета при минимально возможной дозировке, чему способствует быстрое разбавление.

Для новых рынков нужны новые материалы. Термическая стойкость, истирание и старение – вот некоторые из проблем, которые следует учитывать при окрашивании кабельных изделий. Для изоляции автомобильных проводов необходимы материалы на основе новых композиций. Для рынка электрических транспортных средств и особенно для рынка автономных автомобилей с системой автоматического управления требуются материалы повышенной прочности, изготовленные с предельной точностью. В автомобильной отрасли широко используются фторполимеры, такие как термопласты и эластомеры, так как они обладают сочетанием требуемых свойств: высокой стойкостью к топливу, смазочным материалам и повышенным температурам. Фторполимеры пригодны для эксплуатации при температуре окружающей среды от -40° C до 200°C, они устойчивы к воздействию ультрафиолетового излучения, обеспечивая высокую стойкость к излучению энергии, кроме того, они обладают малым весом. Эти два ключевых фактора удовлетворяют требования, предъявляемые к электромобилям.

В настоящее время растущим спросом пользуются материалы на основе силиконовых компаундов, которые используются в автомобильных кабелях различных типов (для аккумуляторов, систем освещения и т.д.). Эти материалы отличаются постоянными диэлектрическими свойствами, размерной стабильностью при температуре от -80°C до 250°C. Силиконовые компаунды устойчивы к вибрации и воздействию пламени, отличаются низким уровнем дымовыделения, отсутствием выделения токсичных и коррозионных газов при горении.

Комбинация высокопрочных материалов с высокими эксплуатационными характеристиками и концентратов красителей высокого качества является идеальным подходом при удовлетворении спроса на новые материалы или рецептуры. Компания Delta Tecnic (Испания) специализируется на разработке высококачественных концентратов красителей для автомобильной отрасли, обладающих отличной дисперсионной способностью и способностью к разбавлению, при этом особое внимание уделяется сокращению «искр», обеспечению равномерности окраски, размеру и форме гранул — всё это для улучшения процесса производства жгутов проводов для транспортных средств.
Краткая информация о компании: Компания Delta Tecnic была создана в 1982 году для поставок сырья для пластмассовой, кабельной, лакокрасочной и косметической отраслей промышленности. В 1989 году было создано подразделение Deltacolor Masterbatch для производства суперконцентратов для различных применений в кабельной и пластмассовой промышленности. Сегодня компания Delta Tecnic экспортирует маточную смесь Deltacolor более чем в 50 стран. За более чем 35-летний период деятельности компания лидером в рейтинге торговых компаний Испании, а также одним из основных производителей маточных смесей для производства кабельных изделий и пластмасс в мире.