De 80 μm a 15 μm: Solución técnica central para la molienda y dispersión de compuestos de encapsulado de poliuretano
Con el rápido desarrollo de la industria de los vehículos de nueva energía, los requisitos de rendimiento de los materiales de encapsulado utilizados en componentes clave como baterías de potencia, sistemas de gestión de baterías (BMS) y controladores de motor no dejan de aumentar. El compuesto de encapsulado de poliuretano, gracias a su excelente elasticidad, resistencia a impactos, comportamiento a bajas temperaturas y propiedades aislantes y conductoras térmicas, se ha convertido en uno de los materiales predominantes para el encapsulado electrónico en vehículos de nueva energía. Su tasa de penetración en el mercado crece año tras año. En 2025, la penetración del poliuretano en los compuestos de encapsulado para BMS en China alcanzó el 61,3 %, y se espera que supere el 68 % en 2026.
En componentes esenciales como los módulos de baterías de potencia, cargadores de a bordo y convertidores DC-DC, el compuesto de encapsulado de poliuretano no solo debe cumplir con las funciones básicas de conductividad térmica, resistencia a golpes y aislamiento, sino que también debe hacer frente a los desafíos de estabilidad a largo plazo en condiciones de operación complejas. Sin embargo, la producción tradicional de este compuesto suele adolecer de problemas como una dispersión desigual de las cargas y tamaños de partícula excesivamente grandes, lo que afecta directamente la eficiencia de la conductividad térmica, las propiedades mecánicas y la fiabilidad a largo plazo del material, convirtiéndose en un cuello de botella clave que limita la mejora del rendimiento del producto.
Desafíos identificados
- A través de la comunicación con los clientes, hemos identificado los siguientes desafíos fundamentales que enfrenta actualmente la producción de compuestos de encapsulado de poliuretano:
- Dispersión desigual de las cargas y tamaño de partícula excesivo: Las cargas termoconductoras (como alúmina y nitruro de boro) tienden a aglomerarse, con tamaños de partícula iniciales que generalmente superan los 80 μm. Esto no cumple con los requisitos para construir vías de conducción térmica eficientes en vehículos de nueva energía, lo que provoca un aumento de la resistencia térmica local y una reducción de la eficiencia de disipación de calor.
- Alto riesgo de separación sólido-líquido: Los procesos de molienda tradicionales pueden provocar fácilmente la separación entre la resina de poliuretano y las cargas inorgánicas, dando lugar a sedimentaciones y aglomeraciones que alteran la estabilidad coloidal y afectan la consistencia del producto.
- Baja eficiencia del proceso: Algunos equipos requieren múltiples pasadas de molienda para reducir el tamaño de partícula, lo que alarga los ciclos de producción y aumenta el consumo energético, dificultando la adaptación a las necesidades de producción a gran escala de los clientes.
- Impacto severo en el rendimiento: Una dispersión desigual conlleva directamente una menor conductividad térmica y una capacidad aislante insuficiente del compuesto. El uso prolongado puede provocar sobrecalentamiento localizado, fisuras, fallos de aislamiento y otros problemas que comprometen la seguridad y la vida útil del producto.
Solución
Para abordar estos puntos críticos, hemos lanzado una solución de proceso de dispersión en tres etapas centrada en el molino de tres rodillos ZYTR-80E Plus. Mediante un control preciso de la separación entre rodillos y una molienda por cizallamiento de alta eficiencia, se logra una dispersión uniforme y una optimización del tamaño de partícula del compuesto de encapsulado de poliuretano:
- Selección del equipo: El molino de tres rodillos ZYTR-80E Plus ofrece una alta resistencia al desgaste y a la corrosión, proporcionando una fuerza de cizallamiento estable, ideal para sistemas de poliuretano de alta viscosidad, y evitando eficazmente los problemas de separación sólido-líquido.
- Control de calidad en todo el proceso: Se realizan pruebas de finura con un medidor de finura de rascador antes y después de la molienda para garantizar que la finura del producto cumpla siempre con los estándares. Asimismo, se optimizan los parámetros de operación del equipo para conseguir una descarga uniforme sin fugas, asegurando la continuidad de la producción.
- Mejora de la eficiencia: Optimizando los parámetros de separación entre rodillos, la finura puede reducirse al valor objetivo en solo tres pasadas de molienda, acortando significativamente el ciclo de producción y reduciendo los costes globales de fabricación del cliente.
Proceso experimental
Cliente: Una empresa de nuevos materiales en Huzhou
Material de ensayo: Compuesto de encapsulado de poliuretano bicomponente de tipo poliéter
Equipo de ensayo: Molino de tres rodillos ZYTR-80E Plus + medidor de finura de rascador
Objetivo del ensayo: Lograr una dispersión más uniforme y reducir el tamaño de partícula del material mediante la molienda con molino de tres rodillos
Procedimiento del ensayo:
Inspección inicial: El medidor de finura de rascador indicó 80 μm
Proceso de dispersión en tres etapas:
Se utilizó el molino de tres rodillos ZYTR-80E Plus para dispersar y moler la suspensión mediante un proceso de tres etapas, con el fin de garantizar la reducción del tamaño de partícula.
- Etapa de mezcla gruesa: separación entre rodillos de 80‑40 μm
- Primera molienda fina: separación de 30‑15 μm
- Segunda molienda fina: separación de 20‑10 μm
Durante la operación del molino, la descarga fue uniforme y sin fugas, como se muestra en la figura (efecto de molienda del componente B del poliuretano).
Inspección de salida: El medidor de finura de rascador indicó 15 μm
Análisis de resultados
Utilizando el molino de tres rodillos ZYTR-80E Plus de ZYE Technology, la comparación de los resultados del medidor de finura de rascador muestra:
Reducción de finura: Disminución de 80 μm a 15 μm, lo que supone una reducción del 81 %.
Ventajas del proceso:
A diferencia de otros fabricantes de molinos de tres rodillos, el molino de ZYE no presentó separación sólido-líquido, mejorando notablemente la estabilidad coloidal.
La finura se puede reducir al mínimo en solo tres pasadas, acortando considerablemente el ciclo de producción, mejorando la eficiencia y reduciendo los costes de fabricación del cliente.
Descarga uniforme, sin fugas ni desperdicio, adecuada para las necesidades de producción a gran escala.
Perspectivas de aplicación
Con el crecimiento continuo de la industria de vehículos de nueva energía, se prevé que para 2030 las ventas en China superen los 15 millones de unidades, lo que corresponde a una demanda anual de compuestos de encapsulado superior a 28 000 toneladas para componentes clave como BMS, cargadores de a bordo (OBC) y convertidores DC-DC. La demanda del mercado de compuestos de encapsulado de poliuretano con alta conductividad térmica y alta estabilidad seguirá expandiéndose, y los procesos eficientes de dispersión y molienda se convertirán en un factor clave para aumentar la competitividad de los productos de las empresas.
La solución del molino de tres rodillos ZYTR-80E Plus de ZYE Technology no solo resuelve los problemas de dispersión en la producción de compuestos de encapsulado de poliuretano, sino que también ofrece a los clientes un soporte integral que abarca desde la optimización del proceso hasta la mejora del rendimiento, ayudando a las empresas a aprovechar las oportunidades de desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía, lograr la actualización de sus productos y ampliar su participación en el mercado.
Aplicaciones recientes
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