Das von Leopold Kostal eingesetzte halogenfrei flammgeschützte Compound verfügt über eine hohe Flammwidrigkeit sowie Kriechstromfestigkeit und lässt sich gut verarbeiten.
Technische Kunststoffe haben neben dem Einsatz im Bereich der Batterie und im elektrischen Antriebsstrang auch große Anwendungschancen in der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge. Das gilt zum Beispiel für Wandladestationen. Diese sogenannten Wallboxen müssen sehr sicher sein, weil sie innerhalb von Gebäuden wie Parkhäusern oder privaten Garagen genutzt werden. Entsprechend streng sind die Auswahlkriterien für die Materialien, aus denen sie gefertigt werden. Ein Kunststoff, der die hohen Ansprüche erfüllt, ist das halogenfrei flammgeschützte Durethan BKV20FN01 von Lanxess, Köln. Aus dem PA-6-Compound bestehen Ladekabelstecker, die die Leopold Kostal GmbH & Co. KG herstellt, ein global agierender Systemlieferant von Automobil-, Industrie- und Solarelektrik sowie elektrischen Kontaktsystemen. Die Stecker kommen in den Kostal-eigenen, über Kostal Solar Electric vertriebenen Enector-Wallboxen sowie in den Wallboxen eines führenden deutschen Produzenten von industriellen Steckvorrichtungen und Ladelösungen für die Elektromobilität zum Einsatz.
Das halogenfrei flammgeschützte PA 6 Durethan BKV20FN01 kommt für Ladekabelstecker zum Einsatz. (Foto: Lanxess)
Hohe Glühdrahtfestigkeiten
„Für unseren Werkstoff sprechen in dieser Anwendung vor allem seine hohe Kriechstromfestigkeit und die hohe Flammwidrigkeit auf Basis des halogenfreien Flammschutzpaketes. Außerdem ist er verarbeitungsfreundlich und ergibt Bauteile mit hoher Oberflächenqualität“, erklärt Dr. Bernhard Helbich, Technical Marketing Manager Key Accounts bei Lanxess. Wie flammwidrig das Compound ist, zeigt der UL 94-Brandtest der US-Prüfgesellschaft Underwriters Laboratories Inc. Das Polyamid besteht die Prüfung mit der besten Klassifizierung V-0 bei 0,75 mm Probekörperdicke. Weil Wallboxen unter die Rubrik „Unbeaufsichtigte Haushaltsgeräte“ fallen, müssen die verwendeten Kunststoffe der internationalen Norm IEC/EN 60335-1 entsprechen. Unter anderem müssen sie in Glühdrahtprüfungen beweisen, dass sie schwer entflammbar sind. Durethan BKV20FN01 besteht den GWIT-Test (Glühdrahtentzündungstemperatur, Glow Wire Ignition Temperature, IEC 60695-2-13) mit 775 °C ab 0,75 Millimeter Probekörperdicke. Im GWFI-Test (Glow Wire Flammability Index, IEC 60695-2-12) erreicht der Thermoplast den für Kunststoffe bestmöglichen Wert von 960 °C (0,75 mm Probekörperdicke).
Verringertes Risiko von Kurzschlüssen und Gerätedefekten
Eine weitere Stärke des Materials ist die hohe Kriechstromfestigkeit. So erreicht es im CTI A-Test (Comparative Tracking Index, IEC 60112) die bestmögliche Einstufung „600“ und in der ähnlich angelegten Prüfung nach UL 746 mit PLC 0 (Performance Level Category) den besten Wert. „Dadurch minimiert sich in der Wallbox das Risiko von Kurzschlüssen und Defekten durch Kriechströme. Außerdem können die elektrischen und elektronischen Baugruppen kompakter ausgelegt werden, so dass insgesamt ein kleineres Gerät mit höherer Leistungsdichte resultiert“, erläutert Helbich.
Das mit 18 Gew.-% Kurzglasfasern verstärkte Compound bringt darüber hinaus eine gute Steifigkeit, Festigkeit und Zähigkeit mit. Die Steckersysteme sind daher insbesondere bei der Montage gegenüber mechanischen Belastungen unempfindlich. Außerdem kann das Polyamid wirtschaftlich in einem stabilen Spritzgießprozess verarbeitet werden.
