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八苯基倍半硅氧烷助力汽车阻燃达标电池新国标
发布时间:2025-08-25

  2025年4月17日由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准,正式发布强制性国家标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(GB38031-2025)。要求2026年7月1日正式实施。  新国标核心要求就一个:动力锂电池不起火、不爆炸!标准一经公布,全行业震惊!  要知道在2020版标准中还只是要求着火爆炸前5分钟提供热事件报警信号,新标准似乎变化太快,然而不少业内专家都很淡定:市场需求变化更快,市场催化技术进步。  一、电动汽车起火悲剧提示阻燃标准应尽快提升  在新国标发布前的半个月,2025年3月29日晚,3名女大学生驾驶某款知名品牌新能源汽车前往安徽池州的路上,在铜陵枞阳高速发生碰撞后车辆爆燃,该起事故造成3名女大学生均葬生火海。    事件让人扼腕叹息,一件并不十分严重的碰撞事故,为何在几分钟内就让3名乘客葬身火海,汽车动力电池的阻燃性能为何如此经不住考验呢?  事件迅速发酵引发网络热议,人们猛然发现近年发生了太多起电动汽车爆燃事件,这让新能源汽车的阻燃技术方案再次进入公众视野!  二、常见新能源汽车PC应用的阻燃剂  卤系阻燃剂  卤系阻燃剂,特别是溴系阻燃剂,是工业上最早被应用的阻燃剂类型。卤系阻燃剂改善流动性,燃烧过程中带走热量,屏蔽氧气,阻断自由基反应。含卤阻燃剂阻燃效果良好,但发烟量大烟雾有毒,随着环保要求提高,含卤阻燃剂用量逐年下降。  硅系阻燃剂  硅系阻燃剂,包括有机硅和无机硅,因其环保性高、阻燃和抑烟效果好而备受关注。硅系阻燃剂环保,高温下形成保护层,隔绝氧气,加速成炭。它们能在高温下迁移到PC材料表面并形成保护层,有效隔绝可燃物与氧气,同时加速PC材料的成炭过程,防止拉链式解聚。此外,硅系阻燃剂还可用于防滴落产品中,进一步提升PC材料的安全性。  硼系阻燃剂  硼系阻燃剂则以其耐热性好、毒性低和抑烟特点受到青睐。硼系阻燃剂耐热,熔化吸收热量,释放结合水降温,隔绝氧气。硼系阻燃剂通常需要较高的添加量才能达到预期的阻燃效果,且单独使用时往往无法满足高级别阻燃要求(如V-0级)。  磺酸盐系阻燃剂  磺酸盐系阻燃剂的自熄性好,对透明性影响小,但存在滴落引燃,需要与其他防滴落或者成炭性良好的阻燃剂复配使用。  磷系阻燃剂  大部分磷系阻燃剂只在凝聚相发挥阻燃效果,还有部分磷系阻燃剂可在气相和固相同时发挥阻燃作用,磷系阻燃剂环保,有良好的成炭性和自熄性,但会导致PC的玻璃化转变温度降低20-40℃,不耐水解,相容性差。  这些阻燃剂已经在车用PC上发挥了重要作用,但随着人们安全意识的提高,国家监管标准的提高,现有的技术方案在满足新国标的阻燃要求面前已感乏力,市场在期待新的产品出现。  三、新国标的核心要求与硅系阻燃剂的优点相契合  强制性国家标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(GB38031-2025)明确要求新申报车型于2026年7月1日起开始实施,已有车型于2027年7月1日起开始实施,留给汽车厂商达标的时间已经不多了。新标准对动力锂电池阻燃有以下新要求。  1、热扩散时(外部加热、针刺、内部加热),要求不起火、不爆炸、烟气不对乘员造成伤害;  2、电池底部撞击时(30m直径撞击头,150J能量,撞击3次),要求无泄漏、无外壳破裂、无起火或爆炸现象,且满足绝缘电阻要求;  3、快充后短路(300次快充循环后,外部短路),要求不起火、不爆炸。  以上可见,不起火、不爆炸、烟气无害就是核心要求;而这恰恰是硅系阻燃剂的优点。要知道不少汽车碰撞起火事故中,乘客往往死于有毒气体,抑制烟气成了科学家的重点关注方向之一。  由此科学家的视线重新回到硅系阻燃剂上,由于Si-O-Si结构稳定,如可以用在耐烧蚀材料中,再如甲基苯基硅树脂表现出较高的热稳定性,所以硅系材料作为阻燃剂越来越受到人们的重视。硅系阻燃剂具有高效、低毒、防滴落、易成炭、可抑烟等特点,例如传统的高苯基含量的硅树脂,无机的二氧化硅。  随着人们阻燃意识的提升和国标的提高,原有硅系阻燃剂已不能满足需求,科学家们逐步将研发方向转为硅系阻燃剂的新热点——新型的含硅有机-无机杂化阻燃剂。  四、硅系新产品—八苯基倍半硅氧烷(OPS)在跨国企业中率先应用  对于新国标的实施以及硅系新产品的方向,跨国企业由于拥有大量的研发资源往往走在业界前列,某跨国公司的资深材料研发工程师告诉我们:汽车阻燃用PC板已使用多年,目前几种常用的阻燃剂已经取得不错的效果,但面对国标要求的大幅提高,现有阻燃剂难以有大幅度性能提升,目前业界的解决思路是增加一种新的添加剂。  该跨国公司近期应用的一款新的阻燃添加剂:八苯基倍半硅氧烷(OPS),与其他阻燃剂配合使用能进一步提升汽车锂电池的阻燃性能。  该工程师告诉我们,公司已经批量采购八苯基倍半硅氧烷,并将其按配比应用在锂电池阻燃PC上,取得了非常好的阻燃效果,助力汽车行业达到新国标的要求。  五、八苯基倍半硅氧烷(OPS)  八苯基倍半硅氧烷是一种特殊的化合物,通常用于材料科学和纳米技术领域。它是一种聚合物材料,具有八个苯环基围绕着一个硅氧烷骨架的结构。这种分子结构使其在材料设计中具有一些独特的特性,如热稳定性、机械强度和化学反应性。  近年来研究人员发现八苯基倍半硅氧烷(OPS)作为硅系阻燃剂可以有效提高PC基体的成炭性,从而赋予材料良好的阻燃性能。更关键的是八苯基倍半硅氧烷几乎拥有完美的综合性能,既有良好的耐候性、又有较强的抑烟作用、还支持PC做到0.175mm的极限超薄板。

  CASNo.:5256-79-1,分子式:CHOSi,分子量:1033.51  用途:PC,PC/ABS,HIPS,PP等  特点:①可以单独用于PC阻燃,具有非常好的稳定性和分散性,对制品物性影响小;②制品燃烧烟量少,可用于透明阻燃PC,配合使用可以开发出更轻薄、阻燃性能更高的制件。  1、单独使用八苯基倍半硅氧烷(OPS)  研究人员以苯基三甲氧基硅烷为原料,L-精氨酸为催化剂,通过水解-缩合-重排反应制备了八苯基倍半硅氧烷,收率为90.2%。采用熔融共混法制备了阻燃聚碳酸酯(PC)材料,使用极限氧指数仪和垂直燃烧仪研究了阻燃PC的阻燃性能。结果表明,八苯基倍半硅氧烷具有良好的阻燃性能,添加量为5%时,极限氧指数值(LOI)为33.6,UL-94等级为V0级。  2、配合PTFE使用  研究人员发现向含有PPFBS的PC材料中加入PTFE和OPS可以提高复合材料的阻燃性能:  (1)PTFE和OPS添加量相同时OPS与PPFBS的协同阻燃效果更好,0.2%OPS/PC试样的LOI值最高,达到42.2%。  (2)在相同添加量下,与PTFE相比,添加OPS的阻燃PC复合材料具有更好的透明性。当PTFE和OPS在PC中的质量分数分别为0.2%和0.1%时,PC复合材料可以保持较好的力学性能。  (3) PTFE和OPS的引入可以抑制热老化对PC阻燃性能的恶化作用,OPS与PPFBS复配后可以通过在凝聚相中提高残炭量以及改善炭层品质从而抑制PC材料的持续燃烧。  六、进口为主价格较贵,国产替代正在快速发展  八苯基倍半硅氧烷作为一种全新的技术含量颇高产品,早期研发主要由欧美日企业主导,如日本的信越化学、美国的迈图,德国的德固赛。  进口产品价格昂贵  信越化学1926 年成立迄今为止已有百年发展历史,其聚氯乙烯、半导体硅、有机硅等产品在全球均有重要影响力。    中国目前进口的八苯基倍半硅氧烷主要来自信越化学,其产品质量可靠,价格高于国产产品,但显著低于欧美进口产品。  美国迈图,德国德固赛生产的八苯基倍半硅氧烷产品质量可靠,深得业界认可,但产品价格昂贵,目前在国内应用不多。  国产替代加速发展  八苯基倍半硅氧烷的优异性能和广阔应用前景吸引了国内厂商的研发投入,上海普信、辽宁新邦、晨光院都研发出产品在售。  其中上海普信在已有衢州产线外又在山东投资建设新的生产基地,山东基地达产后,普信的八苯基倍半硅氧烷产能可能是国内最大。  国产八苯基倍半硅氧烷价格普遍低于进口产品,性价比较高。  八苯基倍半硅氧烷拥有广阔前景  八苯基倍半硅氧烷作为阻燃剂主要应用在电车锂电池组件、手机锂电池组件、光伏锂电池组件上,配合其他阻燃剂能显著提升组件的阻燃性能;作为一款新产品,目前尚处于推广早期。但预计未来用量非常巨大。  据中国汽车工业协会披露,2024年我国新能源汽车产销量分别达1288.8万辆和1286.6万辆,同比分别增长34.4%和35.5%。据中国科学院院士欧阳明高预判到2027年中国新能源汽车产销量将均超过2000万辆。按50克/车的保守用量计算,到2027年八苯基倍半硅氧烷仅仅在中国生产新能源汽车上的使用量就达到1000吨。  目前我国新能源汽车产量占全球的60%,预计未来2年内仍将保持50%以上。到2027年,全球新能源汽车使用八苯基倍半硅氧烷预计在2000吨。  七、八苯基倍半硅氧烷主要厂家盘点  1、信越化学

  日本信越化学工业株式会社自 1926 年成立以来,一直贯彻“品质诚信、技术卓越”的品质理念,主要产品有聚氯乙烯树脂等基础设施材料、半导体硅等电子材料、有机硅等功能材料。其全球员工27000余人。  信越化学是进口八苯基倍半硅氧烷(OPS)的主要厂家。  2、美国迈图

  迈图高新材料集团,由美国阿波罗投资公司于2006年12月完成对GE高新材料集团的收购后正式创立。全球第二大的有机硅产品及其关联产品的生产商,同时在石英及陶瓷材料行业,也拥有世界领先的地位。2024年迈图被韩国金刚化工(KCC)收购。  美国迈图是进口八苯基倍半硅氧烷(OPS)的主要厂家之一,其报价显著高于国产品牌。  3、赢创工业集团(德固赛)

  赢创工业集团(Evonik Industries AG)是一家全球领先的特种化工企业。业务遍及全球100多个国家和地区,2024财年,赢创创造了约152亿欧元的销售额,营业利润达21亿欧元。拥有32,000名员工。  德固赛在中国有销售八苯基倍半硅氧烷,销量较小,售价较高。  4、上海普信

  上海普信高分子材料有限公司成立于2014年,2018年在衢州投资建设生产基地,2024年在山东投资建设生产基地,是专业从事氟硅系列先进高分子材料改性助剂的研发、生产和销售的科技型企业;自主研发并生产出阻燃剂、PTFE抗滴落剂、增韧剂、防水防油剂等系列进口替代产品,主要应用于改性工程塑料和生物可降解材料等行业。  公司是研发型生产企业,技术国内领先。其中硅系阻燃剂产能1000吨,系柔性产能,可在八苯基倍半硅氧烷(OPS)等硅系产品中自由切换。    普信能快速推出八苯基倍半硅氧烷等新技术新产品替代进口,得益于其在科研上持续的坚定投入。普信是民营企业中为数不多的大比例科研投入者,近十年大比例投入研发经费。普信在2016年获得11项发明专利授权,2019年后又获得13项发明专利授权,2021年后至今有7项在审发明专利;  短短数年间便获得24项授权发明专利、5项实用新型专利、7项在审发明专利,大量的研发成果被应用到生产制造,这是普信八苯基倍半硅氧烷能达到国际先进水平,替代进口的核心基础。  5、辽宁新邦

  新邦是专业从事苯基硅烷系列产品的研发、生产和销售厂家,现拥有两个生产基地辽宁新邦新材料有限公司和江西福特化工新材料有限公司。我们同时利用直接法和热缩合法生产苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷等苯基氯硅烷系列产品,再进行醇解和水解反应生产苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基硅二醇和八苯基环四硅氧烷等苯基中间体系列产品,最终生产甲基苯基硅油、甲基苯基硅树脂和甲基苯基硅橡胶等苯基有机硅高分子新材料,应用国防军工、航空航天、电子电气、化妆品、建筑、纺织和医疗领域等。  苯基有机硅单体总产能可达上万吨,但八苯基倍半硅氧烷(OPS)产品的产能较小。  6、晨光院

  中昊晨光化工研究院有限公司(以下简称晨光院)始建于1965年,由全国24家科研院所内迁四川自贡组建而成,是原化工部直属科研院所。1999年转制为科技型企业,2012年改制设立有限公司,2018年随中国昊华化工集团股份有限公司下属10余家科技型企业整体上市,现隶属于世界500强中国中化控股有限责任公司。  晨光院是中国最早从事化工新材料研制生产的骨干企业之一,主要从事有机氟、有机硅等新型高分子材料的研发、生产和经营,具有从萤石生产氟化氢(AHF)、二氟一氯甲烷(F22)等基础原料,到生产四氟乙烯、偏氟乙烯、全氟丙烯等含氟精细化学品,进一步合成氟树脂、氟橡胶及有机氟材料成型加工的完整产业链。建院50余年来,晨光院先后取得科研成果600余项,其中国家和省部级成果奖200多项,拥有大量国内领先、国际先进的具有自主知识产权的专有技术,为经济发展做出较大贡献。  2021 年功能性硅烷产能规模约 6.6 万吨/年,随后公司在江西九江、宁夏中卫、安徽铜陵等地精心规划共 36.5 万吨功能性硅烷产能(含中间体)。  晨光院的八苯基倍半硅氧烷(OPS)产品处于尝试推广阶段,目前产能产量极小。  7、Hybrid Plastics和富士化学  Hybrid Plastics总部位于美国密西西比州哈蒂斯堡,成立于 1998 年,旨在推动技术应用市场的发展,是全球公认的多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)材料的创新者、制造商和供应商。八苯基倍半硅氧烷作为POSS的一个细分品类,Hybrid Plastics具备八苯基倍半硅氧烷生产能力。  富士化学:是全球公认的POSS材料(包括八苯基POSS)的领导者之一。他们拥有最悠久的历史和最全面的POSS产品线。其产品通常以代号 FQ (如 FQ-POSS-008)或 FD 系列销售。富士化学具备八苯基倍半硅氧烷生产能力。  八、阻燃技术的进步和国标的提升,电车易燃将成为历史  GB38031-2025新国标发布,是中国新能源汽车产业从“野蛮生长”迈向“高质量竞争”的关键转折。它用“不起火、不爆炸”六个字,为行业划下一条不容退让的技术红线。这条红线的背后,是无数消费者对安全的期待,也是中国从汽车大国迈向汽车强国的必经之路。  而包括八苯基倍半硅氧烷在内的新型阻燃剂的推广应用,能进一步增强汽车锂电池的阻燃性能,可以预见在不久的将来,电车易燃的概念将彻底从人们的印象中被抹去!  说明:本文部分素材来自网络公开信息,由作者重新编写,系作者个人观点,本平台发布仅为了传达一种不同观点,不代表对该观点赞同或支持。如果有任何问题,请联系我们:15355132586(微信:dtmaterial)  图片  图片

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