El rendimiento de Ultradur HR supera al de los demás productos incluso cuando se almacena en condiciones secas y cálidas
Como en casa, en cualquier clima
Redacción Interempresas26/05/2014
26 de mayo de 2014
Los retos para los materiales en la tecnología de conducción de automoción incluyen entre otros factores: altas temperaturas, humedad y vibraciones. Para poder soportar este entorno durante la vida de servicio de un coche, los plásticos que se utilizan deben estar equipados a menudo con propiedades especiales. Este principio también es aplicable a los poliéster termoplásticos como el tereftalato de polibutileno (PBT) que se utiliza en el capó del motor, como por ejemplo en los enchufes, los conectores y las envolventes de componentes electrónicos. El contacto con el agua, aunque sea en forma de humedad atmosférica, provoca en el caso de los materiales de poliéster una rotura hidrolítica de las cadenas del polímero y por lo tanto, el debilitamiento del material, especialmente a temperaturas elevadas.
Ultradur HR – PBT resistente a la hidrólisis
Con sus grados de Ultradur HR (HR significa resistente a la hidrólisis en inglés), BASF ofrece unos materiales de PBT optimizados que son capaces de soportar la hidrólisis en condiciones medioambientales húmedas. Como resultado, el material es adecuado para producir componentes que cuentan con una vida de servicio especialmente larga y que aguantan el funcionamiento en condiciones intensivas. Este también es el caso de los dos nuevos grados de Ultradur que reúnen un alto nivel de resistencia a la hidrólisis, con propiedades ignífugas integradas y transparencia al láser respectivamente y por lo tanto contribuyen al desarrollo de muchas aplicaciones nuevas.
USCAR clase 5 – ensayo superado
Además, los grados de Ultradur HR de BASF no solo superan con éxito los ensayos habituales, sino también los exigentes ensayos de ciclo climático de clase 5, según la norma USCAR. Últimamente, esta norma de ensayo figura cada vez más a menudo en las fichas de especificaciones de la industria del automóvil. Los ensayos de componentes de acuerdo con esta norma están prescritos por ejemplo, para los enchufes y los conectores. Los requerimientos de estos ensayos de componentes van más allá de los ensayos climáticos estáticos habituales. Ultradur HR, que ha sido desarrollado especialmente, ya demostró en el pasado que puede resistir sin problemas condiciones ambientales húmedas y cálidas. Ultradur HR está disponible comercialmente con carga de 30% de fibra de vidrio con el nombre de Ultradur B4330 G6 HR y con carga de fibra de vidrio del 15% con el nombre de Ultradur B4330 G3 HR. Ambos grados cuentan con una resistencia a la hidrólisis sustancialmente superior que los productos sin acabado HR y también superan a los materiales HR modificado con los que compiten.
Envejecimiento en la cámara climática: estabilidad durante 6.000 horas
Los métodos de ensayo en condiciones climáticas constantes se utilizan normalmente para comprobar la resistencia a la hidrólisis. Las condiciones comunes para los ensayos de aceleración son por ejemplo una temperatura de 85 °C a una humedad relativa del 85%. Las probetas de ensayo de los grados Ultradur HR se almacenaron típicamente en este clima durante 3.000 horas y después se examinaron al detalle a unos intervalos regulares. Se comprobó que su resistencia a la tracción permanecía constantemente alta durante todo el periodo del ensayo.
Para identificar los límites del material, el ensayo se amplió hasta 8.000 horas para Ultradur B4330 G6 HR. Esto demostró que la resistencia a la tracción se vio afectada después de solo 4.800 a 6.000 horas. Por lo tanto, Ultradur HR es más estable en estas condiciones que todos los demás materiales.
Ensayo en ciclos climáticos ajustados: USCAR clase 5
La diferencia importante en el ensayo de componentes según la norma de USCAR clase 5 es que la carga de calor y humedad no actúa estáticamente en los especimenes de ensayo, sino de manera cíclica. Las probetas de ensayo se someten a definidas temperaturas y a nivelesatmosféricas de humedad durante un ciclo de ocho horas. Durante este proceso, el cambio en estos parámetros se selecciona de modo que la humedad absorbida por el plástico no tenga ninguna oportunidad de escapar antes de que la fase de alta temperatura comience. Así se simula un proceso de dos fases: en la primera, el componente se empapa por completo en condiciones climáticas regulares; después se calienta rápidamente en un proceso operativo temporal, bien mediante calentamiento externo o inherente. Esto representa una carga extraordinariamente alta para un material como el PBT. El daño hidrolítico para un PTB convencional sería muy elevado en las circunstancias descritas.
Este ensayo se repite 40 veces, antes de que las probetas se sometan a un examen detallado. En este caso, Ultradur HR también presenta una extrema resistencia y muestra solo pequeños cambios en sus propiedades mecánicas. Mientras que la resistencia a tracción de un material de comparación no estable a la hidrólisis ya se reduce en gran medida tras tan solo 20 ciclos, la resistencia a tracción del Ultradur HR se mantiene prácticamente constante incluso después de 40 ciclos. Por lo tanto, es considerablemente superior a los productos con los que compite.
4.000 horas de envejecimiento térmico sin problemas
El rendimiento de Ultradur HR supera al de los demás productos incluso cuando se almacena en condiciones secas y cálidas. Este rendimiento quedó demostrado en los ensayos de envejecimiento térmico en los que Ultradur B4330 G6 HR fue sometido a una temperatura constante de 150°C en una cámara de ensayo de exposición térmica durante 4.000 horas. Los ensayos mecánicos subsiguientes demostraron que su resistencia al impacto se mantiene constantemente a un alto nivel. En cambio, la resistencia al impacto de otros materiales de comparación sin acabado HR caía rápidamente a un nivel bajo. Un alto nivel de resistencia al envejecimiento térmico es importante cuando se calientan los componentes a altas temperaturas, bien por calentamiento externo o inherente, durante periodos prolongados de tiempo. Los grados de Ultradur HR soportan especialmente bien cargas continuas a altas temperaturas en estado seco, por lo que además están muy indicados para las aplicaciones con carga de temperatura elevada, como por ejemplo para los componentes del compartimiento del motor.
Nuevas opciones de aplicación en coches eléctricos
En vista de este perfil de propiedades considerablemente ampliado, Ultradur HR es ideal para una gama de aplicaciones para las que no se había considerado PBT hasta ahora. Por ejemplo, la estabilidad térmica alta junto con las buenas y bien conocidas propiedades eléctricas del PBT pueden resultar interesantes para los componentes de los vehículos eléctricos. Entre estos ejemplos se incluyen los conectores de carga, las carcasas de baterias o conectores en el circuito de alta tensión de los coches eléctricos.
Procesamiento estable y sencillo
Ultradur HR no solo está diseñado para resistir a la hidrólisis, sino que además cuenta con una viscosidad de fundición lo más estable posible. Por lo tanto, este material ofrece unas buenas precondiciones de procesamiento, incluso a altas temperaturas y unos tiempos de residencia relativamente largos. La viscosidad de fundición optimizada evita que las superficies presenten manchas en los componentes, también conocidas como efecto jaspeado. Por otro lado, la tendencia a formar materiales térmicamente fisurados, llamada puntos negros, es reducida, así como el riesgo de que se bloqueen los canales calientes que provocan la interrupción de la producción.
Nuevos grados: retardador de la llama y transparencia al láser
BASF está trabajando actualmente en el desarrollo de unos grados de Ultradur estables a la hidrólisis. Entre los más recientes se incluye Ultradur B4450 G5 HR. Este nuevo desarrollo incorpora juntos con un comportamiento ignífugo la resistencia a la hidrólisis, una alta resistencia a las corrientes de fuga y baja densidad de humo. Este perfil de propiedades está dirigido a la movilidad eléctrica entre otras aplicaciones. Como en los vehículos eléctricos fluyen corrientes mucho más altas que en los vehículos convencoionales, los requisitos de seguridad de los componentes que los forman también tienen que ser reconsiderados.
Un nuevo desarrollo adicional se relaciona con la combinación de la estabilización a la hidrólisis y transparencia al láser. Ultradur B4300 G6 HR LT tiene un color negro transparente al láser y una transparencia especificada para la soldadura de transmisión por láser. Entre otras aplicaciones se incluyen las cajas para las unidades de control o sensores, que no solo tienen que ser resistentes a la hidrólisis, sino que además deben soldarse por láser a partir de varias piezas.
