跟着东说念主类环保意志的提高以及新动力汽车市集的马上推广母狗 调教，充电桩行为新动力汽车的进军配套要害，其需求也日益增长。在充电桩的制造历程中，材料的遴选至关进军，它不仅决定了充电桩的性能，也影响了其使用寿命和安全性。

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)行为一种进军的热塑性聚酯材料，因其优异的性能被等闲应用于多个范畴。

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摄于三房巷展台

1、新动力汽车充电桩发展概况及对材料的性能要求

2023年我国新动力汽车销量达到958.7万辆，同比增长37.9%，市集占有率达到了31.6%。此外，我国新动力汽车销量在全国总量中占比63.5%，暴泄露我国在新动力车市集的总体上风。

扫尾2023年底，我国电动汽车充电基础要害总量达到859.6万台，同比增长65%，并已有12个省份完了了充电站和充电桩的全面遮盖。充电桩是新动力汽车充电基础要害的进军构成部分，它提供了将电网电能、太阳能、风能等革新为电动汽车电板所需电能的处事。

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户外充电桩 摄于SABIC展台

充电桩主要由壳体、充电枪、贯穿器、充电模块、限度器、断路器、斗争线、电压/电流传感器、保护安装和通讯接口构成。在遴选充电桩部件时，需要详尽沟通阻燃性能、耐候性能、电断气缘性能、机械强度、加工性能和资本等身分，并妥贴国度和国际有关的规范和范例。

上表是对材料性能要求的追忆。当今，深远国表里企业依然投身于充电桩产业，专注于不同部件和材料的研发与坐褥。国际企业如LG化学、巴斯夫等，国内企业如日之升、银禧、金发等，齐在这一范畴展现出了遒劲的实力与后劲。

LG化学行为一家有名的韩国企业，其家具在充电桩范畴有着等闲的应用。举例，LG化学的注塑级聚碳酸酯(PC)+丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)无卤流动高充电桩配件阻燃塑胶原料，因其优异的阻燃和机械性能，被等闲应用于充电桩的外壳和里面结构件制造。

巴斯夫则在材料改进方面有着超过的孝敬，他们愚弄UltramidⒸ聚酰胺(PA)、UltradurⒸPBT及ElastollanⒸ热塑性聚氨酯(TPU)等材料，制造充电桩的各式部件，如外壳、充电枪、断路器、开关、安沿途件、电缆和冷却系统等。这些材料在高压充电时展现出了优异的机械性能、阻燃性能和耐候性能等，为充电桩的安全性和相识性提供了有劲保险。

在国内，日之升、银禧、金发等企业也在充电桩材料范畴获得了显贵的服从。举例，银禧科技的改性PC、改性PA66材料可用于充电桩壳体，而改性聚氯乙烯(PVC)、热塑性弹性体(TPE)材料则可用于充电桩线材。

金发科技则在充电桩里面限度元件方面完成了黄卡认证的全遮盖，并研发出具有多种优异性能的PBT材料，以得志充电桩未回电压高压化的发展趋势。跟着充电桩行业的不休发展，越来越多的企业可能会加入这一范畴。

2、PBT材料的脾气及在充电桩中的应用

PBT为五大工程塑料之一，具有优异的机械性能、绝缘性能和加工性能，因此在充电桩范畴具有较大的应用后劲。从分子结构上看，PBT分子链中包含刚性的苯环结构，使得分子具有较高的机械强度。同期，由于脂肪链段的存在，PBT也具有精深的柔韧性。

具体来讲，PBT的上风如下:

(1)优良的机械性能，包括较高的拉伸强度和模量母狗 调教，以及精深的耐磨性;

(2)精深的绝缘性能，省略确保电能安全传输，注重电气故障和触电风险，妥贴充电桩组件关于安全性的严格要求;

(3)精深的化学相识性，PBT对大多数化学试剂相识，不易融化，在某些溶剂或强酸强碱条目下仅发生部分水解;

(4)精深的耐候性，不错抵触紫外线和臭氧，不易老化;

(5)精深的低温性能，充电桩可能部署在各式风景条目下，包括爽脆地区。通过引入柔性链段或者添加增韧剂可灵验提高PBT的低温韧性，在低温环境下不会变得过于脆弱，从而幸免材料开裂或损坏;

(6)精深的加工性能，PBT不错禁受注塑、挤出等形式进行加工成型。

况兼，通过改性，可提高PBT的阻燃性能和缺口冲击性能，这些优点使得PBT在充电桩范畴具有进军应用。

2.1阻燃改性

通过阻燃改性来提高PBT的阻燃性能，传统的卤素阻燃剂在烧毁历程中会开释出卤化物，这些卤化物被证据对环境和东说念主体健康无益，如影响神经系统和免疫系统，永久斗争还可能致癌。跟着环保意志的增强，列国纷纷出台公法规定或阻扰在电子电器家具中使用含卤阻燃剂，这鼓动了无卤阻燃材料的商酌和应用。

科莱恩Exolit® OP 1400无卤阻燃剂贬责有诡计可助力电动汽车行业 摄于科莱恩展台

底下将要点先容PBT在无卤阻燃方面的商酌进展。

无机阻燃剂如氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)在受热理解时接管广大热量，并开释水蒸气，从而缩小材料名义温度，减缓烧毁历程。何伟壮等选用以氢氧化镁为载体的硅系阻燃剂(FRX-210)对PBT进行改性，驱逐标明，与30%FRX-210共混后，PBT的LOI提高至27.5%。在与磷酸硼搀和后，PBT的LOI得到了进一步进步，达到36.0%。描述分析与锥形量热仪分析驱逐标明该阻燃剂促进了PBT在烧毁历程中成炭，扼制了烟、热开释，因此提高了PBT的阻燃效果。干系词，这类阻燃剂也存在一些局限性，比如使用较广大才能达到理思的阻燃效果，这会大幅阻扰材料的机械性能。

磷系阻燃剂是当今最常用的无卤阻燃剂，其常常与氮系阻燃剂复配使用。在烧毁历程中，磷系阻燃剂理解产生磷酸气体，这些气体省略与解放基反馈，中断烧毁链式反馈;同期变成炭化层，这个炭化层省略抑遏氧气，落魄烧毁的进一步进行。氮系阻燃剂在烧毁时期解产生氮气，这些气体省略稀释可燃气体，缩小烧毁区域的氧气浓度。

复配阻燃剂合并了磷系和氮系阻燃剂各自的上风，从而在不同的阻燃机制下达到更好的阻燃效果。

2.2增韧改性

PBT增韧改性可分为化学法和物理法两类。化学增韧主如若通过在PBT分子中引入一些具有柔韧性的单体，如聚乙二醇、聚四氢呋喃等，这些柔韧性单体不错增多PBT分子链的柔韧性，从而提高材料的韧性，尤其是低温韧性。而且，通过变嫌单体比例可得到不同硬度的热塑性聚酯弹性体(TPEE)。当今国际商品化的TPEE主要有好意思国DuPont公司坐褥的Hytrc聚酯和GE公司坐褥的Lomod聚酯，国内的TPEE主要由仪征化纤、江阴和创、科奕莱、新疆屯河等公司坐褥。

物理增韧主如若将PBT与增韧剂共混，愚弄增韧剂接管和散布冲击能量，缩小材料受到冲击时的应力蚁集，提高材料的韧性。

朱文等比较了四种不同增韧剂对PBT的增韧效果，驱逐暴露，含有环氧官能团的增韧剂效果最佳。扫描电镜和结构分析数据标明增韧剂中的环氧基团可与PBT的端基发生反馈，从而增强PBT与增韧剂界面间的互相作使劲，诱发银纹和基体剪切屈服，完了更好的增韧效果。除了引入反馈性增韧剂，加入反馈性增容剂也可灵验提高增韧效果。

2.3改性PBT在充电桩范畴的应用

当今，改性PBT材料在充电桩产业中的应用日益等闲，主如若在插头插座、里面限度元件和散热电扇方面。改性PBT材料具有精深的电断气缘性能，省略确保电流的安全传输。同期，其不错便捷地通过注塑等工艺成型，有助于提高坐褥服从和缩小资本。

图 巴斯夫PBT材料应用于电动汽车充电插头贯穿器

国际的商酌机构和企业对PBT材料的研发和应用较早。其中，巴斯夫、杜邦、台湾长春、沙特基础等公司齐是在这一范畴具有显贵影响力的企业。他们研发出多种型号的改性PBT材料，不仅提高了充电桩的安全性能，还得志了各式复杂环境下的使用需求。

巴斯夫的改性PBT材料在充电桩范畴的应用尤为超过。这种材料具有优异的加工性能，不错便捷地制成各式体式的零部件，且名义光滑，易于进行喷漆等名义处理。此外，巴斯夫PBT还具有精深的阻燃性、耐热性、耐磨性和化学相识性，使得它在充电桩里面限度元件和散热电扇等部件中得到了等闲应用。

摄于巴斯夫展台

台湾长春和沙特基础等公司相通在改性PBT材料的研发和应用方面获得了显贵服从。他们推出的阻燃增强PBT材料，不仅具有优异的阻燃性能，还具备高机械强度、精深的电气性能和化学相识性等特质，使得它在充电桩范畴的应用愈加等闲和深入。

国内的PBT阻燃增强材料主要由金发科技股份有限公司坐褥，其通过引入阻燃剂、玻璃纤维、增韧剂和成核剂等，促使PBT具有优异的详尽性能。通过注塑、挤出、模压等成型工艺，完了了相识性连气儿坐褥，等闲应用于散热电扇、继电器和插头插座等。

此外，改性PBT材料在充电桩外壳和充电枪外壳等方面也具有较大的应用后劲。其优异的机械性能，使其不错承受宽泛使用中的机械应力。其对环境身分如温度、湿度、紫外线等有一定的抵触能力，这有助于提高充电桩外壳的经久性和可靠性。而且，其电断气缘性能优异，省略确保充电枪在传输电流时保抓安全，注重电气故障。但与PC比较，其阻燃性能和耐低温冲击性能仍有一定差距，因此常行为合金材料使用。

青岛国恩科技股份有限公司报说念了一种充电桩面板用耐候无卤阻燃PC/PBT材料相等制备形式，通过使用无卤液体阻燃剂和接济阻燃剂复配，使得PC/PBT材料成品在极薄现象下无需添加滴落剂就省略达到V-0级别的阻燃效果，且不影响力学性能。该材料详尽性能优异，得志充电桩面板这类易燃开发的应用要求。

合诚时期股份有限公司报说念了一种充电枪用无卤阻燃PBT/聚对苯二甲酸乙二醇-1，4-环己烷二甲醇酯(PCTG)合金材料，该合金材料以PBT为主体树脂，保证了材料全体的力学性能、耐化学性及电学性能;接济材料PCTG树脂保证了充电枪具有优异的耐低温冲击性和尺寸相识性，该合金材料在高温高湿(85℃，85%相对湿度)环境中1000h和冷热轮回100次后汽车碾压均不开裂，使用六苯氧基环三磷腈和有机液体硅氧烷复配使PBT/PCTG达到阻燃V-0级，有望替代硅共聚阻燃PC。

总的来讲，PBT行为一种性能优异的工程塑料，其优异的机械性能、电断气缘性和耐化学性使其成为制造充电要害的理思材料之一。跟着新动力汽车市集的快速增长和充电基础要害的不休完善，PBT材料在充电要害范畴的应用出路开阔。但另一方面，也濒临着挑战，如其他材料的竞争(聚碳酸酯、尼龙等)，而且，原材料价钱波动、交易摩擦以及环保公法的不休变化也为行业带来了挑战。

3、往时发展趋势

跟着新动力汽车充电桩的发展，对材料性能的要求日益严格。PBT材料行为一种高性能的工程塑料，具有出色的机械性能和电气性能，在充电桩范畴具有较大的应用后劲。通过细巧的配方假想和先进的工艺时期，不错进一步进步PBT材料的性能，使其在充电桩范畴阐述愈加要害的作用。为了紧跟充电要害的发展，PBT坐褥商和制造商确乎需要提前进行时期储备。以下是一些针对性的建议:

(1)阻燃性能:在提高阻燃性能的同期，需要尽可能地保留材料的物感性能，如力学强度等。不错通过优化阻燃剂的复配配方、添加量和加工工艺，尽可能完了这一均衡。同期，阻燃剂与团聚物基体之间的相容性亦然影响阻燃效果的进军身分。不错通过引入相容性增强剂或者微胶囊包覆，提高阻燃剂与团聚物基体之间的相容性。此外，新式高效抗熔滴阻燃剂的研发和应用仍是无卤阻燃PBT聚酯范畴的要点之一。

(2)轻量化假想:跟着充电要害的等闲应用，对材料轻量化提倡了更高要求。商酌和开发具有轻量化脾气的PBT材料，以缩小充电要害的分量，提高其能效具有进军意旨。不错通过缩小PBT材料的密度，并合并当代结构假想理念，如拓扑优化、薄壁假想等，减少不消要的材料使用，同期确保结构强度和相识性。同期沟通将PBT与轻质增强材料(如碳纤维等)复合，提高材料性能的同期缩小全体分量。

(3)智能化与互联互通:跟着物联网时期的发展，充电要害将愈加智能化。PBT材料需要具备更好的电磁兼容性，以稳当充电要害中各式传感器和限度器的应用。为了贬责这一问题，不错在PBT材料中引入长链脂肪族二元酸、二元醇或含氟单体，缩小材料的介电常数和介质损耗，增强其电磁屏蔽性能。

(4)环保与可抓续发展:沟通到环保和可抓续发展的趋势，需要商酌和开发愚弄可再生及生物质源制备PBT材料，缩小对石油资源的依赖，减少环境混浊。还需要建设完善的PBT材料回收体系，完了材料的轮回愚弄，缩小烧毁物对环境的影响。并禁受清洁坐褥时期和节能减排步调，缩小PBT材料坐褥历程中的能耗。

在践诺应用中，PBT材料还需要通过不同的改性和配方诊治，以得志充电桩在不同应用场景下的极端需求。举例，针对高温或低温环境下的使用需求，不错通过诊治PBT材料的配方来提高其耐高温或耐低温性能，确保充电桩在不同风景条目下齐能相识开动。此外，针对充电桩的外不雅假想和功能需求，PBT材料还不错进行名义处理、增强增韧等改性处理，以进步其好意思不雅性和功能性。

PBT材料凭借其在新动力汽车充电桩范畴的显贵上风和庞杂发展后劲，正逐渐成为该范畴的要害材料。通过不休进步材料性能、完了功能化和轻量化等改进妙技，PBT材料将为新动力汽车充电桩的安全、相识和高效开动提供有劲保险母狗 调教，同期鼓动新动力汽车产业的快速发展。跟着科技的不休跨越和市集的不休拓展，PBT材料在新动力汽车充电桩范畴的应用将愈加等闲和深入，为全国动力结构的绿色转型作念出进军孝敬。

发布于：广东省