첨가제 없이도 전기차 부품 적용 가능한 난연성능의 테펙스

랑세스의 연속섬유강화 열가소성 컴포지트 시트 ‘테펙스(Tepex)‘가 난연 첨가제 적용 없이도 뛰어난 난연 성능을 발휘하는 것으로 입증됐다.

랑세스가 최근 적용사례가 늘고 있는 주요 부품과 그 장착 환경에 대한 광범위한 테스트를 실시한 결과, 테펙스가 구조 부품이나 전기차용 고전압 배터리 하우징 등 안전을 위해 고도의 난연 성능을 요구하는 부품에 적합한 것으로 나타났다. 일부 테스트는 외부기관과 협력해 신뢰할 수 있는 결과를 얻었다.

테펙스는 동등한 수준의 강성을 내는 금속 소재보다 가벼우면서 뛰어난 충돌성능을 갖추고 여러 기능부품을 한번의 공정으로 통합생산할 수 있는 고성능 복합소재다.

자동차 내장재 연소 특성에 대해 미국 연방 자동차 안전기준 FMVSS 302을 포함한 연소성 테스트 결과, 비난연성 테펙스 컴포지트 시트는 발화가 되더라도 테스트 시간 동안 화염이 거의 번지지 않은 상태로 종료돼 우수한 난연 성능을 발휘했다.

UN 180, 6.2.4 규정에 따른 연소성 테스트도 시행됐다. 테스트는 가연성 연료가 담긴 통에 비난연성 테펙스 시편을 평평하게 놓은 후, 70초 동안은 불에 직접 노출시킨 후 60초 동안은 간접 노출시키는 방식으로 진행됐다. 차체 언더바디 패널과 같은 주요 적용분야에서 테펙스가 직면할 수 있는 화재 상황을 사실적으로 반영한 것이다.

두 시험 모두에서 테펙스는 구멍 하나 발생하지 않았고, 직조섬유가 타지도 않았다. 플라스틱 재질이 타서 흘러내리는 현상도 나타나지 않았으며, 불은 저절로 꺼졌다. 테펙스 컴포지트 시트의 우수한 난연 특성은 난연성의 연속섬유 함량은 매우 높고 가연성의 플라스틱 비율은 낮은 덕분이다.

최근 전기차 파워트레인 내 테펙스 적용이 확대되면서 랑세스는 이중사출된 폴리아미드(PA) 6 기반 테펙스 부품의 연소특성에 대한 자체 테스트도 진행했다.

테스트에는 테펙스로 만든U자 형태의 프로파일에 난연성 및 비난연성 폴리아미드 6 기반 듀레탄(Durethan) 소재의 십자형 리브로 내부를 보강한 하이앤트(HiAnt) 시편이 사용됐다.

하이앤트 시편을 900°C 화염에30초에서 5 분 사이로 노출했을 때 화염은 번지지 않았고, 화염원이 제거되자 불꽃이 자연 소화돼 비난연성 테펙스 고유의 내연소성이 재차 입증됐다.

이 결과는 난연성 사출성형 소재와 비난연성 테펙스를 함께 사용해 난연 부품 설계 시 충분한 안전성을 확보할 수 있다는 것을 보여준다. 랑세스는 전기차 고전압 배터리의 하우징과 같은 구조물뿐만 아니라, 배터리 무선 유도충전 시스템의 하우징 등 다양한 분야로 테펙스 적용이 확대될 것으로 기대하고 있다.

랑세스코리아 엔지니어링 플라스틱 사업부 한상훈 이사는 “전기차는 대용량 배터리를 탑재하고 고전압을 사용하는 만큼 내연기관 자동차 대비 화재 위험성이 크다“며, “랑세스의 컴포지트 시트 테펙스는 별도의 난연제 적용 없이도 우수한 난연 성능을 발휘하기 때문에 화재안전이나 비용절감에 기여할 뿐 아니라 차체 경량화 효과도 누릴 수 있는 고성능 소재“라고 말했다.