세계적인 종합 화학 기업 사빅(SABIC)은 오늘 시트 압출 및 열성형에 최적화된 획기적인 소재인 사빅®PP컴파운드 H1090 수지와 STAMAX™ 30YH611 수지를 출시했다. 이 소재들은 복잡한 대형 구조 부품을 위한 기존의 판금 성형, 압축 및 사출 성형에 대한 대안으로 제시된다.

이 새로운 소재는 폴리프로필렌(PP) 기반의 30% 유리 섬유가 강화된 팽창 난연(FR) 수지로 상단 커버, 외장재, 모듈 분리기 등 전기 자동차(EV) 배터리 팩 부품용에 적합하다. 두 소재 모두 뛰어난 열차단성을 갖추고 있어 열 폭주 전파의 지연이나 억제에 도움을 줄 수 있다. 또한 압출 및 열성형을 통해 설계, 시스템 비용, 소재 고유의 열 절연성 및 전기 절연성, 중량 면에서 스탬프 시트 금속(stamped sheet metal)보다 우위를 보인다. 고가의 툴링과 장비가 필요한 열경화성 수지의 압축성형과 열가소성 수지의 사출 성형에 비해, 압출 및 열성형 성형은 비용 등 여러 방면에서 효율적이다.

이번 새로운 소재의 개발 및 검증은 사빅의 블루히어로™(BLUEHERO™) 이니셔티브의 일환으로 진행되었다. 블루히어로™는 더욱 우수하고 안전하며 효율적인 전기자동차(EV)를 만들고자 하는 자동차 산업의 미션을 지원하며, 구조성 배터리 부품의 성능을 최적화하는데 중점을 두고 있다. 블루히어로™는 특히 대형 부품 성형, 압축성형, 열성형 및 고급 사출 성형 분야에서 사빅의 지식과 전문성을 활용한다.

사빅의 ETP & 마켓 솔루션(ETP& Market Solutions)사업부의 압둘라 알-오타이비 (Abdullah S. Al-Otaibi) 제너럴 매니저는 "사빅은 기존 소재 및 공정과정에 대한 새로운 대안을 제시함으로써, 고객사들이 비용절감 및 경쟁적 우위를 점하면서 동시에 차세대 배터리 부품을 설계 및 제조할 수 있도록 지원한다. 사빅의 전문가들은 복잡한 대형 구조 부품의 압출 및 열성형에 유리섬유 강화 소재들을 성공적으로 활용하는 데 선도적 역할을 해 왔다. 이러한 새로운 수지를 개발하고 검증함으로써 사빅은 자동차 전기화 구현에 필요한 폴리머 기술에서 리더십을 보여주고 있다”라고 말했다.

사빅은 복잡한 형상의 전기자동차 부품을 위한 PP복합소재 H1090 수지와 STAMAX 30YH611 수지의 기계적 성능과 화재 안전성 및 제조 가능성을 고객사 및 사빅의 연구소에서 검증했다. 이 소재들은 최종 응용제품에서 판금 혹은 열경화성 수지를 대체할 수 있는 새로운 옵션을 제공할 뿐만 아니라, 사출 성형 장비에 대한 투자 타당성을 결정하기 위한 프로토타입을 구축하는 데도 활용될 수 있다.

독보적인 특성의 조화

단유리섬유 강화 SABIC PP복합소재 H1090 수지와 장유리섬유 강화 STAMAX 30YH611 수지는 모두 화재 안전을 위한 팽창성(intumescence)과 균형 잡힌 강성과 연성의 탁월한 조화를 특징으로 가지는 소재이다. 이 소재는 1,200°C에서 10분간 수직 및 수평 화염에 대한 노출에 탁월한 난연성을 입증한 바 있다.

불완전 연소 및 팽창성을 효율적으로 활용하여, 부품 뒷면의 온도를 210°C 미만으로 유지함으로써 번스루(burn-through) 방지에 일조한다. 0.8mm 두께에서 난연 표준인 UL94 난연 V0등급을 충족하는 비할로겐(Non-brominated, Non-chlorinated) 난연제(FR)는 팽창성을 향상시키는 기능을 한다. STAMAX수지 계열 중 한 소재에 대한 열 폭주 테스트 시연은 동영상에서 확인할 수 있다.

사빅의 PP 복합소재 H1090 수지와 STARMAX 30YH611 수지는 넓은 온도 범위에서 우수한 강성, 강도 및 내충격성을 보이며, 이외에도 뛰어난 치수 안정성, 낮은 열팽창 계수(CTE) 및 우수한 크리프 저항성을 가진다. 이 두 소재의 폴리머 매트릭스인 PP는 우수한 전기 절연성 및 낮은 밀도뿐만 아니라, 높은 가용성과 가공도 용이하다.

이 소재 이외에도 사빅은 사출 및 압축 성형이 가능하고, 전기자동차(EV) 베터리 팩의 여러 내부 부품 및 외장재 용으로 최적화된 난연성 단유리 및 장유리 PP 소재도 제공하고 있다.

씨스켐닷컴(2023-07-13)