有機硅材料在新能源汽車線纜上的應用優(yōu)勢
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作者:pro961b17
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發(fā)布時間: 2018-09-11
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有機硅材料是汽車制造中不可缺少的重要材料之一，不僅可優(yōu)化汽車生產(chǎn)制造過程，也可提高汽車的性能和安全性，目前已廣泛應用于汽車的各種零部件，如安全氣囊涂層，動力傳動密封件、墊圈、軟管、擋風玻璃內襯、汽車發(fā)動機密封、點火線及線圈護套、汽車渦輪增壓管冷卻管、汽車元器件的密封和保護、高壓電纜及線束密封等。
今天，我們主要來介紹一下有機硅中的硅橡膠材料在新能源汽車線纜上的應用。
一、什么是硅橡膠？
硅橡膠是一種有機硅彈性體材料，與來自石油基的高分子材料不同，它來源于地殼中的硅酸鹽礦石。硅橡膠廣泛應用于數(shù)碼電子、家電配件、母嬰用品、食品接觸、醫(yī)療器械、汽車配件、電力輸送，電線電纜等領域。通過特定的配方設計，硅橡膠在新能源汽車線纜領域展現(xiàn)出其特殊優(yōu)勢。
那么究竟什么是硅橡膠？
硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構成，硅原子上通常連有兩個有機基團的橡膠。普通的硅橡膠主要由含有甲基和少量乙烯基的硅氧鏈節(jié)組成，苯基的引入可提高硅橡膠的耐高、低溫性能，三氟丙基及氰基的引入則可提高硅橡膠的耐溫及耐油性能。
根據(jù)固化方式和基礎聚合物粘度的不同，硅橡膠除熱固化和冷固化外，還可分為以下類別：
固體硅橡膠（HTV）、液體硅橡膠（LSR）、雙組分室溫硫化硅橡膠（RTV-2）、單組分室溫硫化硅橡膠（RTV-1）、有機硅凝膠等。
硅橡膠耐低溫性能良好，一般在-55℃下仍能工作，引入苯基后可達-73℃。
硅橡膠的耐熱性能也很突出，在180℃下可長期工作，稍高于200℃也能承受數(shù)周或更長時間仍有彈性，瞬時可耐300℃以上的溫度。
硅橡膠的透氣性好，氧氣透過率在合成聚合物中是最高的。
二、硅橡膠為何應用在新能源汽車線纜上？
隨著全球能源日趨緊張，以及環(huán)境惡化問題的日益嚴重化，節(jié)能減排使得新能源汽車成為全球汽車行業(yè)發(fā)展的方向，新能源汽車包括混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(BEV)、燃料電池汽車(FCEV)、氫發(fā)動機汽車以及燃氣汽車、醇醚汽車等等。
混合動力與純電動汽車相對于傳統(tǒng)的燃料汽車，增加很多高壓配件，如動力電池、高壓配電盒、驅動電機、電機控制器等，這就對汽車用電纜也提出了新的要求。由于這些電 纜布置在前艙發(fā)動機與底盤區(qū)域, 溫度高、空間狹小，需要電纜柔軟、轉彎半徑小、耐高低溫性能好；其次道路工況復雜，電纜的耐磨性必須要好且機械強度高；另外車速時高時低，特別是滿載爬坡等惡劣工況，瞬間大電流要求電纜線具有短時過載能力。
綜上，新能源車電纜必須有：良好的電絕緣性能；熱穩(wěn)定性，耐候性；具有抗腐蝕性，耐油疏水性，阻燃性能優(yōu)異；綜合機械性能優(yōu)越，有高度柔軟性同時高抗撕裂等等。
目前汽車動力電纜絕緣材料有交聯(lián)聚烯烴、熱塑性彈性體。其中交聯(lián)聚烯烴材料耐熱可達150℃，但該材料線纜比較硬，在狹小的車體空間內安裝不便，且需要輻照交聯(lián)，工藝復雜，不適合大截面線纜。而熱塑性彈性體材料耐熱不超過125℃，用于動力線纜溫度等級偏低，而且熱塑性彈性體材料的線纜長期使用會有開裂的風險。
而硅橡膠具有耐高低溫、耐臭氧、耐候以及優(yōu)良電絕緣性；硅橡膠線載流量大，節(jié)省導體截面，可以應對長時間滿負荷運行要求；可以通過添加阻燃劑達到耐火性能要求；具有高度柔軟性，易于有限空間內的安裝；高抗撕硅橡膠，褲型撕裂可達25N/mm。因此，硅橡膠材料可以在綜合交聯(lián)聚烯烴、熱塑性彈性體材料優(yōu)點的同時彌補它們的不足，而且硅橡膠可以減輕汽車重量和二氧化碳排放，是適用于汽車動力電纜的優(yōu)質選擇。
三、有哪些生產(chǎn)企業(yè)？
行業(yè)內生產(chǎn)有機硅或者硅橡膠的企業(yè)非常之多，但是據(jù)了解，能夠生產(chǎn)新能源電纜膠的企業(yè)確比較少。這既有技術瓶頸的突破的關系，也和企業(yè)業(yè)務領域范圍有關。我們國家大多數(shù)硅橡膠企業(yè)仍是中低端產(chǎn)品占主導，如合盛、東爵、新東方、宏達等等，而道康寧、邁圖、瓦克、羅迪亞等跨國企業(yè)擁有較長的有機硅發(fā)展史，而埃肯收購的羅迪亞，在中高端產(chǎn)品上占有一定優(yōu)勢。國內如新安天玉等企業(yè)，前身是深圳天玉，93年開始研發(fā)混煉硅橡膠，定位中高檔產(chǎn)品。
目前，國內已知量產(chǎn)應用于新能源線纜的硅橡膠企業(yè)有?？虾托掳蔡煊竦?，而德國瓦克化學、美國道康寧、美國邁圖等跨國企業(yè)也應有所布局。
1. ?？?/span>
埃肯是全球環(huán)保產(chǎn)品材料的領軍企業(yè)之一。主要產(chǎn)品有硅、有機硅、硅鐵、鑄造合金、碳材料和硅微粉。公司的業(yè)務分為四大領域，共有6100名員工。
2017年11月15日，?？霞瘓F宣布并購中國的兩家工廠，原先由中國藍星集團直接管理的藍星星火有機硅廠和永登硅材料廠并入?？霞瘓F，同時法國藍星有機硅更名為?？嫌袡C硅。此舉進一步拓展了?？系挠袡C硅一體化產(chǎn)業(yè)鏈，囊括了從上游的金屬硅和有機硅，到下游特種有機硅產(chǎn)品。
官網(wǎng)：https://www.elkem.com
2. 浙江新安天玉有機硅有限公司
新安天玉有機硅有限公司是浙江新安化工集團股份有限公司的全資子公司，成立于2008年，主要產(chǎn)品為各種用途的混煉硅橡膠、液體硅橡膠，產(chǎn)品應用于電力通信、生活用品、電線電纜、工業(yè)制品、辦公自動化等領域。
官網(wǎng)：http://tinyo.wynca.com/
3. 邁圖高新材料集團
邁圖高新材料集團成立于2006年，是全球第二大的有機硅產(chǎn)品及其關聯(lián)產(chǎn)品的生產(chǎn)商，同時在石英及陶瓷材料行業(yè)也擁有世界領先的地位。有機硅產(chǎn)品有基礎硅氧烷聚合物以及一系列添加劑，包括硅烷、特種硅油和聚氨酯添加劑，以及有機硅配方產(chǎn)品，包括有機硅彈性體和有機硅涂層材料等，廣泛應用于汽車、電子、個人護理、消費品、航空航天和建筑等行業(yè)。
官網(wǎng)：https://www.momentive.com
4. 瓦克化學
瓦克化學成立于1914年，是一家在硅和乙烯化學領域具有國際領先水平的跨國企業(yè)，生產(chǎn)的有機硅產(chǎn)品超過3000種，是全球最大的硅烷和有機硅生產(chǎn)商之一，有機硅的主要應用領域包括有工程、電子、化學品、化妝品、紡織品和紙張。
官網(wǎng)：https://www.wacker.com
5. 道康寧
道康寧（Dow Corning）成立于1943年，最初由陶氏化學公司和康寧公司合資成立，現(xiàn)在由陶氏杜邦擁有，專門從事有機硅和硅基技術，是世界上最大的有機硅產(chǎn)品生產(chǎn)商。
官網(wǎng)：https://www.dowcorning.com
注：文章參考埃肯、瓦克化學、新安天玉等企業(yè)資料,轉發(fā)自微信公眾號。
今天，我們主要來介紹一下有機硅中的硅橡膠材料在新能源汽車線纜上的應用。
一、什么是硅橡膠？
硅橡膠是一種有機硅彈性體材料，與來自石油基的高分子材料不同，它來源于地殼中的硅酸鹽礦石。硅橡膠廣泛應用于數(shù)碼電子、家電配件、母嬰用品、食品接觸、醫(yī)療器械、汽車配件、電力輸送，電線電纜等領域。通過特定的配方設計，硅橡膠在新能源汽車線纜領域展現(xiàn)出其特殊優(yōu)勢。
那么究竟什么是硅橡膠？
硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構成，硅原子上通常連有兩個有機基團的橡膠。普通的硅橡膠主要由含有甲基和少量乙烯基的硅氧鏈節(jié)組成，苯基的引入可提高硅橡膠的耐高、低溫性能，三氟丙基及氰基的引入則可提高硅橡膠的耐溫及耐油性能。
根據(jù)固化方式和基礎聚合物粘度的不同，硅橡膠除熱固化和冷固化外，還可分為以下類別：
固體硅橡膠（HTV）、液體硅橡膠（LSR）、雙組分室溫硫化硅橡膠（RTV-2）、單組分室溫硫化硅橡膠（RTV-1）、有機硅凝膠等。
硅橡膠耐低溫性能良好，一般在-55℃下仍能工作，引入苯基后可達-73℃。
硅橡膠的耐熱性能也很突出，在180℃下可長期工作，稍高于200℃也能承受數(shù)周或更長時間仍有彈性，瞬時可耐300℃以上的溫度。
硅橡膠的透氣性好，氧氣透過率在合成聚合物中是最高的。
二、硅橡膠為何應用在新能源汽車線纜上？
隨著全球能源日趨緊張，以及環(huán)境惡化問題的日益嚴重化，節(jié)能減排使得新能源汽車成為全球汽車行業(yè)發(fā)展的方向，新能源汽車包括混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(BEV)、燃料電池汽車(FCEV)、氫發(fā)動機汽車以及燃氣汽車、醇醚汽車等等。
混合動力與純電動汽車相對于傳統(tǒng)的燃料汽車，增加很多高壓配件，如動力電池、高壓配電盒、驅動電機、電機控制器等，這就對汽車用電纜也提出了新的要求。由于這些電 纜布置在前艙發(fā)動機與底盤區(qū)域, 溫度高、空間狹小，需要電纜柔軟、轉彎半徑小、耐高低溫性能好；其次道路工況復雜，電纜的耐磨性必須要好且機械強度高；另外車速時高時低，特別是滿載爬坡等惡劣工況，瞬間大電流要求電纜線具有短時過載能力。
綜上，新能源車電纜必須有：良好的電絕緣性能；熱穩(wěn)定性，耐候性；具有抗腐蝕性，耐油疏水性，阻燃性能優(yōu)異；綜合機械性能優(yōu)越，有高度柔軟性同時高抗撕裂等等。
目前汽車動力電纜絕緣材料有交聯(lián)聚烯烴、熱塑性彈性體。其中交聯(lián)聚烯烴材料耐熱可達150℃，但該材料線纜比較硬，在狹小的車體空間內安裝不便，且需要輻照交聯(lián)，工藝復雜，不適合大截面線纜。而熱塑性彈性體材料耐熱不超過125℃，用于動力線纜溫度等級偏低，而且熱塑性彈性體材料的線纜長期使用會有開裂的風險。
而硅橡膠具有耐高低溫、耐臭氧、耐候以及優(yōu)良電絕緣性；硅橡膠線載流量大，節(jié)省導體截面，可以應對長時間滿負荷運行要求；可以通過添加阻燃劑達到耐火性能要求；具有高度柔軟性，易于有限空間內的安裝；高抗撕硅橡膠，褲型撕裂可達25N/mm。因此，硅橡膠材料可以在綜合交聯(lián)聚烯烴、熱塑性彈性體材料優(yōu)點的同時彌補它們的不足，而且硅橡膠可以減輕汽車重量和二氧化碳排放，是適用于汽車動力電纜的優(yōu)質選擇。
三、有哪些生產(chǎn)企業(yè)？
行業(yè)內生產(chǎn)有機硅或者硅橡膠的企業(yè)非常之多，但是據(jù)了解，能夠生產(chǎn)新能源電纜膠的企業(yè)確比較少。這既有技術瓶頸的突破的關系，也和企業(yè)業(yè)務領域范圍有關。我們國家大多數(shù)硅橡膠企業(yè)仍是中低端產(chǎn)品占主導，如合盛、東爵、新東方、宏達等等，而道康寧、邁圖、瓦克、羅迪亞等跨國企業(yè)擁有較長的有機硅發(fā)展史，而埃肯收購的羅迪亞，在中高端產(chǎn)品上占有一定優(yōu)勢。國內如新安天玉等企業(yè)，前身是深圳天玉，93年開始研發(fā)混煉硅橡膠，定位中高檔產(chǎn)品。
目前，國內已知量產(chǎn)應用于新能源線纜的硅橡膠企業(yè)有?？虾托掳蔡煊竦?，而德國瓦克化學、美國道康寧、美國邁圖等跨國企業(yè)也應有所布局。
1. ?？?/span>
埃肯是全球環(huán)保產(chǎn)品材料的領軍企業(yè)之一。主要產(chǎn)品有硅、有機硅、硅鐵、鑄造合金、碳材料和硅微粉。公司的業(yè)務分為四大領域，共有6100名員工。
2017年11月15日，?？霞瘓F宣布并購中國的兩家工廠，原先由中國藍星集團直接管理的藍星星火有機硅廠和永登硅材料廠并入?？霞瘓F，同時法國藍星有機硅更名為?？嫌袡C硅。此舉進一步拓展了?？系挠袡C硅一體化產(chǎn)業(yè)鏈，囊括了從上游的金屬硅和有機硅，到下游特種有機硅產(chǎn)品。
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2. 浙江新安天玉有機硅有限公司
新安天玉有機硅有限公司是浙江新安化工集團股份有限公司的全資子公司，成立于2008年，主要產(chǎn)品為各種用途的混煉硅橡膠、液體硅橡膠，產(chǎn)品應用于電力通信、生活用品、電線電纜、工業(yè)制品、辦公自動化等領域。
官網(wǎng)：http://tinyo.wynca.com/
3. 邁圖高新材料集團
邁圖高新材料集團成立于2006年，是全球第二大的有機硅產(chǎn)品及其關聯(lián)產(chǎn)品的生產(chǎn)商，同時在石英及陶瓷材料行業(yè)也擁有世界領先的地位。有機硅產(chǎn)品有基礎硅氧烷聚合物以及一系列添加劑，包括硅烷、特種硅油和聚氨酯添加劑，以及有機硅配方產(chǎn)品，包括有機硅彈性體和有機硅涂層材料等，廣泛應用于汽車、電子、個人護理、消費品、航空航天和建筑等行業(yè)。
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4. 瓦克化學
瓦克化學成立于1914年，是一家在硅和乙烯化學領域具有國際領先水平的跨國企業(yè)，生產(chǎn)的有機硅產(chǎn)品超過3000種，是全球最大的硅烷和有機硅生產(chǎn)商之一，有機硅的主要應用領域包括有工程、電子、化學品、化妝品、紡織品和紙張。
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5. 道康寧
道康寧（Dow Corning）成立于1943年，最初由陶氏化學公司和康寧公司合資成立，現(xiàn)在由陶氏杜邦擁有，專門從事有機硅和硅基技術，是世界上最大的有機硅產(chǎn)品生產(chǎn)商。
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