Neue temperaturbeständige und flammhemmende Materialien

Die neuen Polyurethan- und epoxidbasierten Vergussmassen sind für den Einsatz in elektrischen und elektronischen Komponenten geeignet, die dauerhaft bei höheren Temperaturen betrieben werden und Flammschutz benötigen (Bild: WEVO-Chemie GmbH)

31.03.2021 Neue temperaturbeständige und flammhemmende Materialien

Mehrere Produkte der WEVO-Chemie GmbH haben UL-Zulassungen erhalten und kombinieren hohe Temperaturbeständigkeiten mit flammhemmenden Eigenschaften sowie hoher Wärmeleitfähigkeit.

Das Unternehmen hat neben den bereits zertifizierten Produkten weitere, zum Teil komplett neu entwickelte Vergussmassen durch UL prüfen lassen. Das Ergebnis: Mehrere flammhemmende Polyurethane erhalten eine RTI-Zulassung (Relativer Temperaturindex) und ein hochtemperaturbeständiges Epoxidharz wird nach UL94 V-0 zertifiziert. Die RTI-Zertifizierung bezieht sich auf die Langzeittemperaturbeständigkeit. Diese liegt bei Polyurethanen üblicherweise bei max. 130 °C, was der Isolierstoffklasse B entspricht – Isolierstoffklassen sind ein per DIN-Norm festgelegtes System zur Einordnung der maximalen Einsatztemperatur von Materialien. Bereits seit längerem umfasst die Wevo-Produktpalette Polyurethan-Vergussmassen, die den RTI von 130 °C übersteigen, darunter z.B. WEVOPUR 403 FL mit einem zertifizierten RTI von 155 °C (Isolierstoffklasse F: mind. 155 °C). Für die Entwicklung von Polyurethanen mit derart hoher Temperaturbeständigkeit ist ein großer Entwicklungsaufwand erforderlich, weshalb entsprechende Produkte auf dem Markt bisher die Ausnahme bilden.

Diese Lücke schließt man jetzt sukzessive, um den bestehenden Anforderungen am Markt gerecht zu werden. Unter den neusten Produkten mit UL-Zertifizierung ist  WEVOPUR 60416 FL.  Es hat einen RTI von 160 °C  – ein für Polyurethane nur selten erreichter Wert. Zudem hat die Vergussmasse eine hohe Wärmeleitfähigkeit von 1,6 W/m · K, wodurch sich in Kombination mit der sehr hohen Temperaturbeständigkeit der Vorteil ergibt, dass selbst bei hohen Umgebungstemperaturen dauerhaft mehr Wärme aus den beanspruchten Komponenten abgeführt werden kann – dies ermöglicht den Einsatz der Vergussmasse in Statoren für E-Motoren und induktiven Komponenten wie Drosseln oder Transformatoren für Energietechnikanwendungen.

Neben der Temperaturbeständigkeit spielen auch die flammhemmenden Eigenschaften in Bereichen mit hoher Temperaturentwicklung für viele Anwender eine wichtige Rolle. Wird eine Zertifizierung nach der Norm UL94 gefordert, bedeutet dies u.a., dass die Materialien schlecht brennbar und schnell selbstverlöschend sein müssen, um eine Brandausbreitung zu verzögern bzw. zu verhindern. Die Kombination aus flammhemmender Wirkung und sehr hoher Temperaturbeständigkeit ist dabei schwierig zu erreichen, da viele Additive zur Unterstützung der flammhemmenden Wirkung die Dauertemperaturbeständigkeit herabsetzen. Das stellt vor allem die Entwicklung von Epoxidharzen, die aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung sehr hohe Temperaturbeständigkeiten erreichen können, vor Herausforderungen, da es bei höheren Einsatztemperaturen bis hin zur Isolierstoffklasse H (mind. 180 °C) zunehmend schwierig wird, eine stabile Flammschutzwirkung zu erzielen.

Dennoch ist es  gelungen, eine hochtemperaturbeständige Epoxidharz-Vergussmasse mit  hoher Flammschutzwirkung zu entwickeln – bei völligem Verzicht auf halogenhaltige Flammschutzmittel: WEVOPOX 36001 FL mit dem Härter WEVODUR 5001 hat die Zulassung nach UL94 V-0 in 2 mm erreicht – d.h., das Material brennt nur eine kurze Zeit nach zweimaligem Beflammen nach und tropft nicht ab. Das Produkt bietet als erstes Epoxidharz von Wevo eine Temperaturbeständigkeit bis 180 °C (Isolierstoffklasse H) in Kombination mit einer Zulassung nach UL94 V-0.

Die neuen Polyurethan- und epoxidbasierten Vergussmassen sind somit für den Einsatz in elektrischen und elektronischen Komponenten geeignet, die dauerhaft bei höheren Temperaturen betrieben werden und Flammschutz benötigen. Dazu gehören u.a. Transformatoren, Drosseln, Strom- und andere Sensoren für energietechnische Anwendungen, leistungselektronische Komponenten, z.B. Ladestecker, On-Board-Ladegeräte und Elektromotoren für die E-Mobilität sowie für die allgemeine Automobilelektronik.