耐热老化 PA66：德国巴斯夫 A3WG3

耐热老化 PA66：德国巴斯夫 A3WG3 的特性与应用

在工业生产中，许多领域的结构件常处于高温环境下长期运行，这对材料的耐热老化性能提出了严苛要求。传统 PA66 材料虽具备一定的力学性能，但在长期高温作用下，易出现分子链断裂、力学性能衰减等问题，难以满足高温工况下结构件的长期稳定使用需求。德国巴斯夫（BASF）针对市场对材料耐热老化性能的迫切需求，结合自身在高分子材料领域的技术积累，研发出耐热老化 PA66 A3WG3产品。该材料以特殊的耐热老化改性技术为核心，在保留 PA66 基础优势的同时，显著提升了材料在高温环境下的长期稳定性，为需长期应对高温工况的工业结构件制造提供了可靠的材料选择。

一、产品核心定位：高温工况下的稳定适配材料

PA66 凭借良好的综合力学性能，在工业结构件领域应用广泛。然而，普通 PA66 的耐热老化性能较弱，在 80℃以上高温环境中长期使用，其拉伸强度、弯曲强度等关键力学性能会快速下降，导致部件过早失效；即便经过常规耐热改性的 PA66，在 120℃以上的高温工况下，也难以维持长期稳定的性能表现。随着汽车发动机舱、工业窑炉周边设备、高温传动系统等领域对部件使用寿命和可靠性要求的不断提升，对具备优异耐热老化性能的 PA66 材料需求日益增长。

巴斯夫 A3WG3 精准契合这一市场需求，以 “高效耐热老化体系 + 稳定力学性能” 为技术核心，定位为 **“适配需在高温环境下长期运行、对材料耐热老化性能与力学稳定性有要求的工业结构件专用材料”**。无论是长期处于 130℃左右的汽车发动机舱内部件，还是持续暴露在 150℃高温下的工业传动系统零件，A3WG3 都能凭借其出色的耐热老化性能，减缓高温对材料分子结构的破坏，保障部件在整个使用寿命周期内保持稳定的力学性能，降低因材料耐热老化失效导致的设备故障风险，助力工业设备在高温工况下可靠运行。

二、核心性能亮点：耐热老化与多维度性能协同

巴斯夫 A3WG3 的性能优势集中体现在卓越的耐热老化性能上，同时在力学强度、热稳定性、尺寸精度、耐化学性及加工适配性方面表现均衡，能够满足高温工况下多维度的使用需求：

1. 卓越耐热老化性能：高温环境下长期稳定

A3WG3 通过特殊的分子结构优化与抗老化助剂改性，构建了高效的耐热老化体系，能有效抵御高温对材料性能的侵蚀：

长期高温力学性能保留率高：在 130℃热空气老化环境下放置 5000 小时后，拉伸强度保留率仍超 80%，弯曲强度保留率超 78%，远优于普通 PA66（相同条件下拉伸强度保留率通常低于 50%，弯曲强度保留率低于 45%），即便在高温环境下长期使用，部件也不易出现强度衰减、脆化等问题，适用于汽车发动机舱内的高温管路支架、传感器固定座等；

短期高温耐受性强：在 180℃短期高温环境（持续 200 小时）下，冲击强度保留率超 65%，无明显软化、变形现象，能够应对设备启动、运行过程中出现的短期高温峰值，可用于工业窑炉周边的温度监测设备外壳、高温风机叶片支撑件等；

热氧老化防护效果好：材料中添加的专用抗氧剂能有效抑制高温下的氧化反应，在 150℃热氧老化环境下放置 3000 小时后，材料的黄变指数≤8，力学性能衰减幅度控制在 25% 以内，避免因热氧老化导致部件外观劣化与性能失效，适合对外观有一定要求的高温环境外露部件，如汽车发动机外部高温连接件、工业高温设备操作面板支撑件等。

2. 优异力学强度：高温下保持承载能力

A3WG3 在提升耐热老化性能的同时，并未牺牲材料的力学强度，常温与高温环境下均能保持良好的承载能力：

常温力学性能出色：23℃常温条件下，拉伸强度达 125MPa-135MPa，弯曲强度达 180MPa-190MPa，弯曲模量达 8500MPa-9000MPa，能够承受较大的拉伸、弯曲载荷，适合制作常温与高温交替工况下的受力部件，如汽车传动系统的齿轮支撑座、工业机械的高温传动轴支架等；

高温力学性能稳定：在 130℃高温条件下，拉伸强度仍能保持 95MPa-105MPa，弯曲强度保持 135MPa-145MPa，弯曲模量保持 6500MPa-7000MPa，高温环境下的承载能力满足多数工业结构件的使用需求，可用于高温环境下的受力拉杆、承重支架等；

抗冲击性能均衡：23℃常温下简支梁冲击强度（缺口）达 7kJ/m²-9kJ/m²，130℃高温下冲击强度（缺口）达 4kJ/m²-5kJ/m²，在受到外力冲击时，部件不易脆裂，兼顾了高温环境下的使用安全性，适用于可能遭遇轻微冲击的高温工况部件，如汽车发动机舱内的管路保护套、工业高温设备的防护外壳配件等。

3. 良好热稳定性：适应宽温度范围

A3WG3 通过配方优化，具备良好的热稳定性，能够适应不同温度区间的使用场景：

热变形温度高：在 1.82MPa 载荷下，热变形温度达 230℃-240℃，远超普通 PA66（约 220℃），高温环境下不易软化、变形，保障部件在高温工况下的结构完整性，如汽车发动机缸体周边的高温密封件支撑座、工业高温反应釜的附件连接件等；

长期使用温度范围广：可在 - 40℃至 150℃范围内长期稳定使用，低温环境下仍能保持较好的刚性（-40℃弯曲模量保留率超 80%），高温环境下耐热老化性能稳定，适配寒冷地区高温设备、高低温交替工况下的工业部件，如北方地区户外高温发电设备的结构件、汽车发动机冷启动与高温运行交替的部件等；

温度循环稳定性好：经过 - 40℃（2 小时）与 150℃（2 小时）的温度循环测试 500 次后，拉伸强度衰减率≤10%，弯曲强度衰减率≤12%，无明显开裂、变形现象，能够应对设备运行过程中的温度波动，适用于温度变化频繁的高温工况部件，如工业空调压缩机的高温部件、汽车涡轮增压系统的连接件等。

4. 出色尺寸稳定性：保障精密装配

A3WG3 通过特殊的工艺调整与配方设计，有效控制了材料在不同环境下的尺寸变化，满足精密结构件的装配需求：

线性热膨胀系数低：在 23℃-100℃范围内，线性热膨胀系数为 2.2×10⁻⁵/℃-2.8×10⁻⁵/℃，低于普通 PA66（约 8×10⁻⁵/℃），温度波动时部件尺寸变化小，适配精密设备的高温结构件，如汽车变速箱内的高温精密齿轮、工业自动化设备的高温导轨配件等；

成型后尺寸精度高：注塑成型后，部件尺寸偏差率低于 0.25%，无需大量后续加工即可满足装配要求，减少生产工序与成本，适合批量生产的高温精密零部件，如工业传感器的高温外壳、汽车电子模块的高温支撑件等；

吸湿后尺寸变化小：在相对湿度 70% 环境中放置 1000 小时后，尺寸变化率低于 0.8%，避免因环境湿度变化影响高温部件与其他部件的装配精度，适用于潮湿高温环境下的工业设备部件，如食品加工行业的高温潮湿设备配件、汽车发动机舱内潮湿区域的结构件等。

5. 基础耐化学性：应对多介质接触

除卓越的耐热老化性能外，A3WG3 还具备一定的基础耐化学性，能够适应高温工况下可能接触的多种介质：

对中性水溶液耐受：对 pH 值 5-9 的水溶液（如工业冷却水、高温清洗用水）耐受性良好，接触后力学性能无明显衰减，适合制作接触高温冷却水的设备部件，如汽车发动机冷却系统的高温连接件、工业窑炉冷却水路的高温配件等；

对常规工业润滑油稳定：长期接触高温（120℃）工业润滑油后，质量变化率低于 3%，力学性能保留率超 75%，能够应对高温工况下与润滑油的接触，可用于汽车发动机内的高温润滑油路部件、工业传动系统的高温润滑区域结构件等；

使用限制：对强酸性溶液（如硝酸、盐酸）、强碱性溶液（如浓氢氧化钾溶液）及强极性有机溶剂（如丙酮、二甲苯）耐受性较弱，在高温环境下接触这些介质时，性能衰减速度会加快，使用时需避免长期接触，防止材料损坏与部件失效。

6. 良好加工适配性：兼容工业化生产

尽管 A3WG3 具备卓越的耐热老化性能与稳定的力学性能，但其加工适配性良好，能够兼容常规的注塑生产工艺，降低工业化应用门槛：

熔体流动性能适宜：在 280℃/5kg 条件下，熔体流动速率为 6g/10min-8g/10min，通过合理调整加工参数，可实现复杂结构高温部件的注塑成型，如多腔体高温传感器外壳、多齿高温精密齿轮等；

成型表面质量佳：材料内部成分分散均匀，注塑成型后部件表面无明显气泡、杂质外露现象，减少后续表面处理工序，降低生产成本，适合对外观有一定要求的高温外露部件，如汽车发动机外部的高温可见结构件、工业高温设备的外露操作部件等；

兼容常规设备：企业无需大规模改造现有注塑生产线，仅需根据材料的耐热特性微调工艺参数（如熔体温度、模具温度、保压时间），即可实现稳定生产，便于快速批量投产，满足工业领域对高温部件的大规模需求。

三、典型应用场景：多领域实践应用

依托卓越的耐热老化性能、稳定的力学强度及均衡的综合性能，A3WG3 已在汽车工业、工业高温设备、电子电气、机械制造等领域得到广泛应用，成为高温工况下结构件的优质材料选择：

1. 汽车工业领域：高温核心部件

汽车工业中，发动机舱、涡轮增压系统、排气系统周边等区域长期处于高温环境，对部件材料的耐热老化性能要求极高，A3WG3 可适配多种高温核心部件：

发动机舱内部件：制作发动机机油泵高温支架、发动机缸体周边高温传感器外壳，卓越的耐热老化性能保障部件在 130℃-150℃的发动机舱环境中长期稳定使用，避免因高温老化导致支架断裂、传感器外壳失效，保障发动机系统的正常运行；

涡轮增压系统部件：用于涡轮增压系统的高温管路支撑件、涡轮增压器周边高温固定座，能够承受涡轮增压系统工作时产生的 150℃-180℃短期高温，同时抵御长期高温环境下的老化，防止部件变形、开裂，确保涡轮增压系统的稳定传动与密封；

排气系统周边部件：制作排气系统周边的高温隔热罩支撑件、排气管道固定支架，在接近 200℃的高温环境下仍能保持稳定的力学性能，避免因高温老化导致支撑件失效，保障排气系统的安装稳定性与车辆行驶安全。

2. 工业高温设备领域：关键结构件

工业高温设备（如工业窑炉、高温干燥机、高温反应釜等）的许多部件需长期在高温环境下运行，A3WG3 的耐热老化性能使其成为这些部件的理想材料：

工业窑炉周边部件：制作工业窑炉的高温观察窗框架、窑炉进料口高温密封件支撑座，在 150℃-200℃的窑炉周边环境中，能够长期保持结构稳定与力学强度，避免因高温老化导致框架变形、支撑座断裂，保障窑炉的正常进料与观察功能；

高温干燥机部件：用于高温干燥机的热风管道支撑件、干燥腔体内的高温托盘支架，能够承受干燥机工作时 120℃-160℃的高温，长期使用后力学性能无明显衰减，防止支撑件老化失效导致管道脱落、托盘坍塌，确保干燥机的连续稳定运行；

高温反应釜附件：制作高温反应釜的进料口高温阀门外壳、反应釜周边的温度监测设备支架，在反应釜工作的高温环境下，能够抵御热老化，保持阀门外壳的密封性与支架的支撑能力，保障反应釜的正常进料与温度监测。

3. 电子电气领域：高温电子部件

电子电气领域中，部分电子设备（如高温传感器、汽车电子模块、工业控制设备）需在高温环境下工作，对材料的耐热老化性能与绝缘性能有双重要求，A3WG3 可适配相关高温电子部件：

高温传感器外壳：制作工业用高温传感器（如温度传感器、压力传感器）的外壳，在 120℃-150℃的高温环境下，既能保持良好的耐热老化性能，防止外壳老化开裂，又能保障一定的绝缘性能，避免传感器内部电路短路，确保传感器的精准监测；

汽车电子模块部件：用于汽车发动机舱内的电子控制模块外壳、模块内部的高温支撑件，能够承受发动机舱的高温环境，长期使用后外壳无明显老化变形，支撑件保持稳定的力学性能，保障电子控制模块的正常工作，提升汽车电子系统的可靠性；

工业控制设备部件：制作工业高温环境下的控制设备外壳、内部高温电路板支撑座，在 100℃-140℃的工业控制环境中，能够抵御热老化，保持外壳的防护性能与支撑座的承载能力，确保工业控制设备的稳定运行，减少因材料老化导致的设备故障。

4. 机械制造领域：高温传动与承载部件

机械制造领域中，部分传动系统与承载结构需在高温环境下工作，对材料的耐热老化性能与力学强度有较高要求，A3WG3 可适配多种高温部件：

高温传动系统部件：制作工业传动系统的高温齿轮支撑座、传动轴高温固定架，在 120℃-160℃的传动系统高温环境下，能够长期保持稳定的力学性能，避免因高温老化导致支撑座松动、固定架断裂，保障传动系统的精准传动；

高温承载部件：用于工业设备的高温承载平台支架、重物搬运设备的高温支撑结构，在高温环境下仍能承受较大的载荷，长期使用后无明显老化变形，防止承载部件失效导致平台坍塌、设备损坏，确保工业设备的安全运行；

高温机械连接件：制作高温环境下的机械螺栓、螺母等连接件，在高温工况下能够保持良好的强度与稳定性，避免因高温老化导致连接件松动、滑丝，保障机械部件之间的连接可靠性，减少设备维护频率与成本。

四、加工与使用建议：保障性能发挥

为充分发挥 A3WG3 的耐热老化性能与综合力学性能，保障高温部件的质量、使用寿命与使用安全，在加工、设计及使用过程中需注意以下要点：

干燥处理：PA66 材料具有一定的吸湿性，A3WG3 在注塑成型前需进行严格的干燥处理，建议在 100℃-110℃温度下干燥 8-10 小时，使原料含水量低于 0.05%。若原料储存环境湿度较大（相对湿度＞65%），需延长干燥时间至 10-12 小时，避免因原料含湿量过高导致成型后部件出现气泡、内部应力集中，影响耐热老化性能与力学强度；干燥后的原料应尽快投入生产，防止在空气中再次吸潮。

注塑参数优化：推荐熔体温度控制在 275℃-295℃（熔体温度过低易导致流动性不足，出现填充不满；温度过高则可能导致材料热降解，影响耐热老化性能），模具温度设定为 100℃-120℃，注射压力 140MPa-170MPa，保压压力 80MPa-100MPa。针对复杂结构的高温部件（如薄壁精密件、多腔体部件），可适当提高熔体温度 5-10℃，增加注射压力 15%-20%，同时延长保压时间，确保熔体充分填充模具型腔；成型周期需根据部件厚度调整，避免因冷却不足导致部件尺寸不稳定。

后处理工艺：注塑成型后的部件建议在 120℃-130℃环境下退火 5-6 小时，消除注塑过程中产生的内部应力，进一步提升材料的耐热老化稳定性与尺寸精度。对于用于 150℃以上高温工况的关键部件，可延长退火时间至 6-8 小时；退火后的部件应缓慢冷却至室温（冷却速率控制在 5℃/ 小时 - 10℃/ 小时），避免因温差过大产生新的内应力，导致部件在高温使用过程中开裂。

设计注意事项：部件设计时，主体壁厚建议控制在 2.5mm-5mm，壁厚过薄易导致高温下强度不足，过厚则可能出现缩痕