AKROMID Lite und AKROMID XtraLite Polyamidwerkstoffe mit geringerer Dichte

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1 AKROMID Lite und AKROMID XtraLite Polyamidwerkstoffe mit geringerer Dichte AKRO-PLASTIC GmbH Ein Unternehmen der Feddersen-Gruppe

2 Die AKRO-PLASTIC GmbH ist seit mehr als 25 Jahren als Entwickler und Hersteller hochwertiger technischer Compounds, vor allem im Bereich der Polyamide, tätig. Die ständige Forderung nach Gewichtsreduktion führt zum Einsatz von Kunststoffen mit niedriger Dichte, wie etwa Polypropylen. Vor allem im Automobilbereich, wo der Flottenverbrauch und somit die Kohlendioxidemission vermindert werden sollen. Für viele Anwendungen reichen die Eigenschaften von Polypropylen jedoch nicht aus, weshalb nach wie vor technische Thermoplaste, z. B. Polyamide eingesetzt werden. AKRO-PLASTIC hat daher mit AKROMID Lite und AKROMID XtraLite eine Reihe von Compounds mit ähnlichen Eigenschaften wie Polyamid bei zusätzlich geringerer Dichte entwickelt. AKROMID Lite und AKROMID XtraLite schließen somit die Lücke zwischen Polypropylen und Polyamid. Gegenüber Polypropylen zeigen AKROMID Lite und AKROMID XtraLite u. a. eine bessere Oberflächenqualität, bessere mechanische Eigenschaften und höhere Wärmeformbeständigkeit. Gegenüber PA6- Compounds können AKROMID Lite und AKROMID XtraLite vor allem durch niedrigere Dichte, geringeren Volumenpreis, besseres Fließverhalten, reduzierte Feuchtigkeitsaufnahme und höhere Kerbschlagzähigkeit punkten. Ziel der Entwickler von AKRO-PLASTIC war es, ein technisches Polyamid-Compound mit möglichst geringer Dichte, jedoch unter Beibehaltung der typischen Vorteile von Polyamid, zu kreieren.

3 AKROMID Lite und AKROMID XtraLite Richtwerte für eingefärbte Werkstoffe bei 23 C Prüfbedingungen Prüfmethode Einheit B31 1 L (4525) B3 GF 15 1 L (467) B3 GF 25 1 L (4637) B3 GF 3 1 L (4365) B3 GF 4 1 L (4581) B3 GK 3 1 L (4674) B3 GM 1/2 1 L (4646) B3 GF 3 1 XL (4366) Mechanische Eigenschaften trocken kond. trocken kond. trocken kond. trocken kond. trocken kond. trocken kond. trocken kond. trocken kond. Zug-E-Modul 1 mm/min ISO MPa Streckspannung¹ /Bruchspannung 5 mm/min ISO MPa Bruchdehnung 5 mm/min ISO % 45 >5 3,3 5,3 3,3 4,5 3 4,5 3,2 4,2 6,5 37 3, ,5 Charpy-Schlagzähigkeit 23 C ISO 179-1/1eU kj/m² o.b. o.b Charpy-Schlagzähigkeit -3 C ISO 179-1/1eU kj/m² o.b. o.b Charpy-Kerbschlagzähigkeit 23 C ISO 179-1/1eA kj/m² , Charpy-Kerbschlagzähigkeit -3 C ISO 179-1/1eA kj/m² ,7 2, Thermische Eigenschaften Schmelzpunkt DSC, 1 K/min DIN EN C Wärmeformbeständigkeit, HDT/A 1,8 MPa ISO 75 C Wärmeformbeständigkeit, HDT/B,45 MPa ISO 75 C Brandverhalten Brennbarkeit UL 94,8 mm UL 94 Klasse HB HB HB HB HB HB HB HB Brennrate nach FMVSS 32 (< 1 mm/min) > 1 mm Dicke FMVSS 32 mm/min Allgemeine Eigenschaften Dichte 23 C ISO 1183 g/cm³ 1,4 1,14 1,22 1,26 1,36 1,25 1,26 1,22 Gehalt an Verstärkungsstoffen ISO 1172 % Feuchtigkeitsaufnahme 7 C/62 % r.f. ISO 111 % 1,9 1,7 1,5 1,4 1,2 1,4 1,4 1, Verarbeitung Fließfähigkeit Fließspirale² AKRO mm Verarbeitungsschwindung, längs ISO % 1,3,5,3,3,4,7,5,4 Verarbeitungsschwindung, quer ISO % 1,9,9,8,9,9 1,5 1,2,9 ¹ = Streckspannung und Bruchdehnung: Prüfgeschwindigkeit 5 mm/min ² = Formtemperatur: 8 C, Massetemperatur: 27 C, Spritzdruck: 75 bar, Querschnitt der Fließspirale: 7 mm x 3,5 mm + = bestanden Prüfwerte kond. = konditioniert, wurden an nach ISO 111 gelagerten Prüfkörpern bestimmt. Prüfwerte trocken = Restfeuchtigkeit <,1 % 2 3

4 AKROMID Lite Einheit A31 1 L (4652) A3 GF 15 1 L (4673) A3 GF 25 1 L (4672) A3 GF 3 1 L (4436) A3 GF 4 1 L (4671) A3 GF 3 4 L (4678) S3 GF 3 1 L (4657) B3 GFM 1/2 1 L (4679) trocken kond. trocken kond. trocken kond. trocken kond. trocken kond. trocken kond. trocken kond. trocken kond. MPa MPa % 3 >5 3,4 5,3 3,1 4,2 3 4,4 2,9 3,8 2,8 3,1 3,8 3,5 kj/m² o.b. o.b kj/m² o.b. o.b kj/m² 6, kj/m² 5, 4, C C C NA 21 Klasse HB HB HB HB HB HB HB HB mm/min g/cm³ 1,4 1,14 1,22 1,26 1,36 1,26 1,23 1,27 % % 1,7 1,5 1,3 1,2 1,7 mm % 2,5 1,,8,7,5 % 1,8 1, 1, 1, 1, ¹ = Streckspannung und Bruchdehnung: Prüfgeschwindigkeit 5 mm/min ² = Formtemperatur: 1 C, Massetemperatur: 32 C, Spritzdruck: 75 bar, Querschnitt der Fließspirale: 7 mm x 3,5 mm + = bestanden Prüfwerte kond. = konditioniert, wurden an nach ISO 111 gelagerten Prüfkörpern bestimmt. Prüfwerte trocken = Restfeuchtigkeit <,1 % 4 5

5 Produktcharakterisierung B3 GF 3 1 B3 GF 3 1 L (4365) B3 GF 3 1 XL (4366) Zugversuch 23 C und 8 C konditioniert (Abb. 1) Festigkeitsvergleich MPa (Abb. 4) PP GF 3 Auslagerungsbedingungen: Temperatur: 7 C rel. Feuchte: 62 % Auslagerungsdauer: 5 h Spannung [MPa] C 8 C Zugfestigkeit MPa spritzfrisch konditioniert Konditionierung nach ISO Dehnung [%] PA6-GF3 WBW GF 3 1 PA6/PP-GF3 WBW GF 3 1 L (4365) GF 3 1 XL (4366) PP-GF3 AKROMID A3 GF 3 1 AKROMID A3 GF 3 1 L (4436) In dem der Praxis entsprechenden konditionierten Zustand liegen die Festigkeiten von AKROMID Lite und XtraLite-Compounds im Bereich eines Standard Polyamid- und über denen eines entsprechenden PP-Compounds sowohl bei Raumtemperaturen als auch bei -3 C. Bei den typischen für den Fahrzeuginnenraum geforderten Temperaturen von +8 C werden die Festigkeiten eines PP-GF3 durch die entsprechenden Polyamid- Produkte deutlich übertroffen. Für den Einsatz im Motorraum kann ein GF 3 1 L (4365) immer noch mit ca. 2/3 der Festigkeit eines B3 GF 3 1 (PA 6/GF 3) auftrumpfen und das bei der bereits erwähnten Dichtereduktion von ca. 7 % (Abb. 5) und konstanteren Eigenschaften aufgrund der reduzierten Feuchtigkeitsaufnahme. (Abb. 1-3) Zugversuch 23 C und -3 C konditioniert (Abb. 2) Spannung [MPa] Spannung [MPa] Dehnung [%] Zugversuch 23 C und 12 C konditioniert (Abb. 3) C 23 C 23 C 12 C Auch wenn ein PP-GF3 die niedrigste Dichte im entsprechenden Vergleich aufzeigt, so reicht dessen Eigenschaftsprofil für viele Anwendungen nicht aus. Konstrukteure greifen in solchen Fällen dann oftmals auf ein PP-GF4 zurück, welches jedoch bereits eine ähnliche Dichte wie GF 3 1 L (4365) aufweist. Letzteres ist schon bei Raumtemperatur fester und steifer (siehe Abb. 4). Noch deutlicher sind die Unterschiede bei höheren Temperaturen, bei denen die auf Polyamid basierenden AKROMID -Compounds den Dichtevorteil von AKROMID Lite und XtraLite (Abb. 5) Dichte % PP-Werkstoffen überlegen sind, wie sich in den Spannungs-Dehnungs- Kurven (Abb. 1, 2 und 3 zeigt). Dadurch eröffnet sich ein viel breiterer Einsatzbereich für AKROMID Lite und AKROMID XtraLite Werkstoffe, verglichen zu den Werkstoffen ihrer Gegenspieler auf PP-Basis. Im praxisnäheren, konditionierten Zustand liegen die Festigkeiten von GF 3 1 L (4365) nahezu auf dem Niveau eines GF 3 1 und über den typischen Werten von PA6-GF3-Compounds des Wettbewerbs (siehe Abb. 4). Die ent- 7 % 1 % sprechende Zugfestigkeit eines GF 3 1 XL (4366) entspricht nahezu der eines PA6-GF3 vom Wettbewerb (kurz WBW ) und liegt über der Zugfestigkeit eines marktbegleitenden PA/PP-Blends. Der Eigenschaftsvorsprung von AKROMID -Compounds gegenüber Wettbewerbsprodukten liegt in der speziellen, schonenden Compoundiertechnik der AKRO- PLASTIC GmbH begründet. Durch die Herstellung eines glasfaserverstärkten PA6/PP-, bzw. PA- 6.6/PP-Blends wird nicht nur die Dichte des stoffreinen Compounds reduziert, gleichzeitig wird der Einfluss der Konditionierung auf die mechanischen Eigenschaften wesentlich minimiert (siehe Abb. 4). Dies resultiert in einem konstanteren Eigenschaftsprofil und gibt den Entwicklern mehr Sicherheit bei der Teileauslegung Dehnung [%] GF 3 1 GF 3 1 L (4365) GF 3 1 XL (4366) PP-GF3 6 7

6 Produktcharakterisierung Besonders hervorzuheben ist die chemische Beständigkeit von AKRO- MID B3 GF 3 1 L (4365) und GF 3 1 XL (4366) gegenüber Calciumchlorid (CaCl₂) und von AKROMID A3 GF 3 1 L (4436) gegenüber Zinkchlorid (ZnCl₂). CaCl₂ wird unter anderem in Streusalz zur Herabsetzung des Gefrierpunktes als auch als Staubbinder eingesetzt. ZnCl₂ kann sich durch eine chemische Reaktion von Zinkbauteilen mit Salzen bilden. Polyamid 6 und 6.6- Werkstoffe werden durch die oben aufgeführten Stoffe stark angegriffen, was im Extremfall zu Bauteilversagen führen kann. Während Probekörper aus AKRO- MID B3 GF 3 1 nach Lagerung in CaCl₂-Lösung nach DBL 5416 deutliche Schädigungen aufweisen, überstehen die Stäbe aus Abb. 7: Deutliche Schädigung an Probekörpern aus Standard PA6.6-GF3 bereits nach 2 h Lagerung in ZnCl₂-Lösung GF 3 1 L (4365) den Test sehr gut. Bei AKRO- MID B3 GF 3 1 XL (4366) ist nahezu keine Veränderung zu erkennen (siehe Abb. 6). Abb. 6: Zugstäbe aus unterschiedlichen AKROMID -Compounds nach Lagerung in CaCl₂-Lösung nach DBL 5416 GF 3 1 GF 3 1 GIT (4599) GF 3 1 L (4365) GF 3 1 XL (4366) Noch gravierender sind die Ergebnisse der Überprüfung hinsichtlich ZnCl₂-Beständigkeit. Ein Standard PA6.6-GF3 versagt bereits nach wenigen Stunden Kontakt mit ZnCl₂- Lösung (siehe Abb. 7). Probekörper aus AKROMID A3 GF 3 1 L (4436) zeigen selbst nachdem sie 2 h unter mechanischer Belastung einer ZnCl₂-Lösung ausgesetzt wurden, in Anlehnung an die SAE-Norm J244, noch keine Schädigung (siehe Abb. 8). Mit Bravour besteht ein speziell hydrolysestabilisiertes AKROMID A3 GF 3 4 L (4678) die Anforderungen der VW TL (Stand Mai 211). Hierin ist eine Biegefestigkeit von min. 25 MPa nach einer Lagerung in Kühlmittel G12++ gemäß TL 774-G von 5 bzw. 1 h gefordert. Die mit AKROMID A3 GF 3 4 L (4678) erreichten Werte liegen um ein Vielfaches über dieser Marke (siehe Abb. 9). Biegefestigkeit [MPa] Der Grund für das überragende Abschneiden in Bezug auf die Chemikalienbeständigkeit von AKROMID B3 GF 3 1 L (4365), AKRO- MID B3 GF 3 1 XL (4366) und AKROMID A3 GF 3 1 L (4436) liegt zum einen in der besonderen Compoundzusammensetzung und zum anderen in der schonenden Compoundierung. Beständigkeit gegenüber Kühlmittel G12++ (Abb. 9) Kerbschlagzähigkeit [kj/m²] Kerbschlagzähigkeit (Abb. 1) Auslagerungszeit [h] A3 GF 3 4 L (4678) +23 C -3 C Geforderter Mindesteswert Abb. 9: Beständigkeit gegen Kühlmittel G12++ nach VW TL Die geforderten Mindeswerte, werden um eine Vielfaches überschritten. Somit kann der Anwender von folgenden wesentlichen Vorteilen profitieren: Höhere Festigkeit gegenüber PP-Compounds Ca. 7 1 % Gewichtsreduktion gegenüber PA-Compounds Ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit gegenüber: - ZnCl₂ - CaCl₂ - Kühlflüssigkeiten (Hydrolyse) Diese und weitere Vorteile eröffnen AKROMID Lite und AKROMID XtraLite eine Reihe von Anwendungen. Nicht nur im Automobilbereich (Kabelkanäle, Lüfterzargen, Lüfterräder, Wasserkästen, Zahnriemenabdeckungen, Bedienelemente, Becherhalter, Griffe u. a.), sondern auch für industrielle Applikationen (Gehäuse und Abdeckungen, Hülsen, Führungsschienen u. a.) oder die Elektrotechnik und Elektronik (Bedienelemente, Schalter, Sensorengehäuse u. a.). Trocken B3 GF 3 1 B3 GF 3 1 L (4365) B3 GF 3 1 XL (4366) PP GF 3 Konditioniert B3 GF 3 1 B3 GF 3 1 L (4365) B3 GF 3 1 XL (4366) PP GF 3 Konditionierung nach ISO 111 Abb. 8: Keine Materialschädigung von AKROMID A3 GF 3 1 L (4436) selbst nach 2 h Lagerung in ZnCl₂-Lösung Bei der für die Teilauslegung wichtige Kerbschlagzähigkeit übertrifft GF 3 1 L (4365) die Werte eines B3 GF 3 1 (PA 6 GF 3) und das nicht nur im trockenen, sondern sogar auch im kondtionierten Zustand. Das B3 GF 3 1 XL (4366) zeigt hier vor allem bei niedrigen Temperaturen seine Stärken (siehe Abb. 1). 8 9

7 Verarbeitungshinweise Anwendungsgebiete GF XX* 1 L, AKRO- MID B3 GF XX* 1 XL und AKRO- MID A3 GF XX* 1 L sind auf handelsüblichen Spritzgießmaschinen mit Standardschnecken nach Empfehlung des Maschinenherstellers verarbeitbar. Die von uns empfohlenen Maschinen-, Werkzeug- und Trocknereinstellungen (siehe Skizze) entnehmen Sie bitte der unten stehenden Tabelle: Anwendungsgebiete können aufgrund der aufgezeigten charakteristischen Merkmale und technischen Eigenschaften wie folgt benannt werden: θ F θ S θ D θ Z θ E θ T Anwendungen Automobil: Motorraum Kabelkanäle Kabelhalter Lüfterzargen Lüfterräder Motorabdeckungen Saugrohre Zahnriemenabdeckungen P Nach P Stau τ < (-3) C Exterior Entriegelungsgriff für Heckscheibe Türgriffe Spiegelgehäuse GF XX* 1 L + XL AKROMID A3 GF XX* 1 L Einzug θ E 6 8 C 6 8 C Zone 1 Zone 4 θ Z C C Düse θ D C C Innenraum Airbagteile Bedienelemente Becherhalter Griff Handschuhfach Halterungen Luftführungen Multifunktionsschalter Schaltgehäuse Sitzverstellhebel Sonnenblendenachsen Griffhaltebügel Getriebegehäuse Anwendungen Industrie: Universal Führungsschienen Gehäuse und Abdeckungen Griffe und Hebel Hülsen Möbelbeschläge Radnaben für Rasenmäher Energieketten Elektro/Elektronik Bedienungselemente Schalter Sensorengehäuse Spulenkörper (o. UL) Steckverbinder Steckerleisten Schmelze θ S C C Formoberflächen θ F 7 1 C 7 1 C Trocknung θ τ 8 C, bis 2 h 8 C, bis 2 h Nachdruck, spez. P Nach 3 8 bar 3 8 bar Staudruck, spez. P Stau 5 bar 5 bar Die angegebenen Werte sind Richtwerte, mit zunehmendem Füllgehalt sind die höheren Werte anzustreben. Zur Trocknung empfehlen wir ausschließlich Trockenluft- oder Vakuumtrockner. Die optimale Verarbeitungsfeuchte liegt zwischen,2 und,1%. Für Sackware gilt ein Vortrocknen bis zu 4 Stunden. Wir empfehlen Gebinde vollständig zu verarbeiten. Granulat aus offenen Gebinden und Siloware können je nach Lagerbedingungen Feuchte aufgenommen haben und erfordern eine längere Trocknungszeit. XX* = 4 % Disclaimer: Alle in dieser Broschüre gemachten Angaben basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Eine rechtlich verbindliche Zusicherung bestimmter Eigenschaften oder Eignung für einen konkreten Einzelfall kann aus unseren Angaben nicht abgeleitet werden. Die Verarbeiter und Anwender werden durch unsere Angaben nicht von Versuchen und eigenen Prüfungen für den konkreten Einsatzfall befreit. AKRO, AKROMID, AKROLEN, AKROLOY und AKROTEK sind registrierte Marken der Feddersen-Gruppe. Eigenschaft PA6 bzw. PA6.6 AKROMID Lite AKROMID XtraLite Dichte Volumenpreis Fließverhalten Kerbschlagzähigkeit Kaltschlagzähigkeit Oberflächenqualität (Einfallstellen) Verzugsneigung Festigkeit Wärmeformbeständigkeit Beständigkeit gegen Feuchteaufnahme Chemikalienbeständigkeit Verarbeitung PP 1 11

8 Wir freuen uns auf das Gespräch mit Ihnen! AKRO-PLASTIC GmbH Ein Unternehmen der Feddersen-Gruppe Industriegebiet Brohltal Ost Im Stiefelfeld Niederzissen Telefon: +49() Telefax: +49() info@akro-plastic.com Weitere Standorte unter 9/213