De 80 μm à 15 μm : Solution technique clé pour le broyage et la dispersion des composés de scellement polyuréthane
Contexte sectoriel
Avec le développement rapide de l'industrie des véhicules à énergie nouvelle, les exigences de performance pour les matériaux d'encapsulation utilisés dans les composants clés tels que les batteries de puissance, les BMS (systèmes de gestion de batterie) et les contrôleurs moteur ne cessent d'augmenter. Le composé de scellement polyuréthane, grâce à ses excellentes propriétés d'élasticité, de résistance aux chocs, de tenue aux basses températures et d'isolation thermique conductrice, est devenu l'un des matériaux dominants pour l'encapsulation électronique dans les véhicules à énergie nouvelle. Son taux de pénétration sur le marché augmente d'année en année. En 2025, le taux de pénétration du polyuréthane dans les composés de scellement pour BMS en Chine a atteint 61,3 %, et il devrait dépasser 68 % en 2026.
Dans des composants essentiels tels que les modules de batteries de puissance, les chargeurs embarqués et les convertisseurs DC-DC, le composé de scellement polyuréthane doit non seulement remplir ses fonctions de base – conductivité thermique, résistance aux chocs et isolation – mais aussi résister aux défis de stabilité à long terme dans des conditions d'utilisation complexes. Cependant, la production traditionnelle de composé de scellement polyuréthane souffre couramment de problèmes tels qu'une dispersion inégale des charges et des tailles de particules excessivement grandes, ce qui affecte directement l'efficacité de la conductivité thermique, les propriétés mécaniques et la fiabilité à long terme du matériau, constituant un goulot d'étranglement majeur freinant la montée en gamme des performances du produit.
Défis identifiés
À travers les échanges avec nos clients, nous avons identifié les principaux défis suivants dans la production actuelle de composé de scellement polyuréthane :
- Dispersion inégale des charges et taille de particules excessive : Les charges thermoconductrices (telles que l'alumine et le nitrure de bore) ont tendance à s'agglomérer, avec des tailles de particules initiales dépassant généralement 80 μm. Cela ne répond pas aux exigences de construction de voies de conduction thermique efficaces dans les véhicules à énergie nouvelle, entraînant une augmentation de la résistance thermique locale et une réduction de l'efficacité de dissipation thermique.
- Risque élevé de séparation solide-liquide : Les procédés de broyage traditionnels peuvent facilement provoquer une séparation entre la résine polyuréthane et les charges inorganiques, conduisant à des sédimentations et des agglomérations, ce qui perturbe la stabilité colloïdale et affecte la constance du produit.
- Faible efficacité du processus : Certains équipements nécessitent de multiples passages de broyage pour réduire la taille des particules, ce qui allonge les cycles de production et augmente la consommation d'énergie, rendant difficile l'adaptation aux besoins de production à grande échelle des clients.
- Impact sévère sur les performances : Une dispersion inégale entraîne directement une réduction de la conductivité thermique et une isolation insuffisante du composé. Une utilisation prolongée peut provoquer une surchauffe localisée, des fissures, des défaillances d'isolation et d'autres problèmes, compromettant la sécurité et la durée de vie du produit.
Solution
Pour répondre à ces points douloureux, nous avons lancé une solution de procédé de dispersion en trois étapes, centrée sur le broyeur à trois cylindres ZYTR-80E Plus. Grâce à un contrôle précis de l'entrefer et à un broyage par cisaillement à haut rendement, nous obtenons une dispersion uniforme et une optimisation de la taille des particules du composé de scellement polyuréthane :
- Choix de l'équipement : Le broyeur à trois cylindres ZYTR-80E Plus offre une résistance élevée à l'usure et à la corrosion, fournissant une force de cisaillement stable, parfaitement adaptée aux systèmes polyuréthane à haute viscosité, et évitant efficacement les problèmes de séparation solide-liquide.
- Contrôle qualité tout au long du processus : Des tests de finesse à l'aide d'un jauge de finesse à racloir sont effectués avant et après le broyage pour garantir que la finesse du produit respecte en permanence les normes. Parallèlement, les paramètres de fonctionnement de l'équipement sont optimisés pour assurer un débit uniforme sans fuite, garantissant la continuité de la production.
- Solution d'amélioration de l'efficacité : En optimisant les paramètres d'entrefer, la finesse peut être réduite à la valeur cible en seulement trois passages de broyage, ce qui raccourcit considérablement le cycle de production et réduit les coûts de production globaux du client.
Processus expérimental
Client : Une société de nouveaux matériaux à Huzhou
Matériau testé : Composé de scellement polyuréthane de type polyéther, bicomposant
Équipement de test : Broyeur à trois cylindres ZYTR-80E Plus + jauge de finesse à racloir
Objectif du test : Obtenir une dispersion plus uniforme et réduire la taille des particules du matériau par broyage sur broyeur à trois cylindres
Procédure du test :
Inspection initiale : La jauge de finesse à racloir indique 80 μm.
Processus de dispersion en trois étapes :
Le broyeur à trois cylindres ZYTR-80E Plus a été utilisé pour disperser et broyer la suspension selon un processus en trois étapes, afin de garantir la réduction de la taille des particules.
- Étape de mélange grossier : entrefer 80‑40 μm
- Premier broyage fin : entrefer 30‑15 μm
- Second broyage fin : entrefer 20‑10 μm
Pendant le fonctionnement du broyeur, le débit était uniforme et sans fuite (comme illustré dans la figure ci-dessous – description textuelle de l’effet de broyage du composant B du polyuréthane).
Inspection de sortie : La jauge de finesse à racloir indique 15 μm.
Analyse des résultats
En utilisant le broyeur à trois cylindres ZYTR-80E Plus de ZYE Technology, la comparaison des résultats de la jauge de finesse à racloir montre :
Perforation de finesse : Réduction de 80 μm à 15 μm, soit une diminution de 81 %.
Avantages du procédé :
Contrairement à d'autres fabricants de broyeurs à trois cylindres, le broyeur de ZYE n'a pas présenté de séparation solide-liquide, améliorant significativement la stabilité colloïdale.
La finesse peut être réduite au minimum en seulement trois passages, ce qui raccourcit considérablement le cycle de production, améliore l'efficacité et réduit les coûts de production du client.
Un débit uniforme, sans fuite ni perte de matière, adapté aux besoins de production à grande échelle.
Perspectives d'application
Avec la croissance continue de l'industrie des véhicules à énergie nouvelle, il est prévu qu'en 2030, les ventes de véhicules à énergie nouvelle en Chine dépassent 15 millions d'unités, ce qui correspond à une demande annuelle de composés de scellement supérieure à 28 000 tonnes pour les composants clés tels que les BMS, les chargeurs embarqués (OBC) et les convertisseurs DC-DC. La demande du marché pour des composés de scellement polyuréthane à haute conductivité thermique et haute stabilité continuera de croître, et les procédés de dispersion et de broyage efficaces deviendront un facteur clé pour renforcer la compétitivité des produits des entreprises.
La solution du broyeur à trois cylindres ZYTR-80E Plus de ZYE Technology ne résout pas seulement les difficultés de dispersion dans la production de composés de scellement polyuréthane, mais offre également aux clients un soutien complet, allant de l'optimisation du procédé à l'amélioration des performances, aidant ainsi les entreprises à saisir les opportunités de développement de l'industrie des véhicules à énergie nouvelle, à réaliser la montée en gamme de leurs produits et à élargir leurs parts de marché.
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