汽車專用塑膠

一、背景

汽車專用塑膠廣泛套用於汽車零部件加工製造行業,禾川引進尖端配方解剖技術為汽車製造企業提供整套產品配方改進技術;隨著汽車輕量化的發展和汽車產量的增加,我國已經成為世界第一汽車生產與消費國,且仍會高速發展。近30多年來,國際上汽車塑膠的用量在不斷增加,平均每輛車上塑膠的用量從20世紀70年代初的50~60kg已發展到目前的150kg左右,而且增長還在繼續。我國汽車使用塑膠一般不足汽車自重的10%,與歐、美、13等國的汽車塑膠用量比例20%以上仍有不小的差距。目前國內車用改性塑膠行業正處在成長期,預計到2015年國內汽車產量將達3200萬輛,按平均每輛車用塑膠150kg計算,總量將達480萬噸。我國汽車用塑膠的品種按用量排列依次為PP、PVC、PUR、不飽和樹脂、ABS、PE、PA、PC等,大部分為改性塑膠。

汽車上有許多塑膠件、最初汽零部件顰料化的主要目標是實現汽車內飾柔軟化,使乘客有安全舒適感,自705~"代初石油危機以後,為節省能源,對汽車提出輕量化和防鏽的要求,從此汽車零部件的塑膠化得到迅速的發展。特別是近幾年來汽半朝著輕量、高速、安全節能、舒適、多功能、成本低、長壽命的力陽發展、而各種新型塑膠正是符合這種發展方向的理想材料。

二.汽車專用塑膠

汽車上常用塑膠有PVC、ABS、PP、PE、PMMA、POM、PA、FRP、PF、PUR等。常用塑膠材料具體如下:

1)PC/ABS合金套用於內飾件、儀錶板、儀錶板周圍部件、防凍板、車門把手、陰流板、托架、轉向柱護套、裝飾板、空調系統配件、汽車車輪罩、反光鏡外殼、尾燈罩、擋泥板等;

2)PC/PBT合金和PC/PET合金套用於外裝件、汽車車身板、汽車側面護板、擋泥板、汽車門框等。

3)GFPA6、GFPA66、增強阻燃PA6套用於汽車發動機及發動機周邊部件、發動機蓋、發動機裝飾蓋、汽缸頭蓋、機油濾清器、刮雨器、散熱器格柵等。

4)PBT套用於保險槓、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞端子板、供油系統零件、儀錶盤、汽車點火器、加速器及離合器踏板等。

5)POM套用於汽車泵、汽化器部件、輸油管、動力閥、萬向節軸承、馬達齒輪、曲柄、把手、儀錶板、汽車窗升降機裝置、電開關、安全帶扣等。

6)PPE/PS合金套用於汽車輪罩、前燈玻璃嵌槽、尾燈殼等零部件;連線盒保險絲盒、斷路開關外殼等汽車電氣元件。

7)PPE/PA合金套用於外部件如大型擋板、緩衝墊、後阻流板

汽車內飾材料

塑膠製品及其複合材料是最重要的汽車輕質材料,它不僅可以減輕零部件約40%的質量,還可以使採購成本降低40%左右,因此,目前國內外汽車公司所生產的汽車的內飾件基本上實現了塑膠化。汽車塑膠製品在汽車內飾件上的套用主要集中在儀錶板、車內頂棚、門立柱裝飾板以及車內的隔音設施等幾個方面.儀錶板

目前汽車上使用的儀錶板可分為硬質儀錶板和軟質儀錶板硬質儀錶板一般使用在輕、小型貨車上,一次注射成形。這種儀錶板尺寸很大而且沒有蒙皮,表面質量要求非常高,同時要求高溫耐熱、剛性。材料可用改性,PPO、ABS樹脂、填充PP等。軟質儀錶板由表皮、骨架、緩衝材料等三部分構成。一般檔次的轎車採用PVC/ABS片材真空吸塑成形儀錶板表皮,如一汽捷達,上海桑塔納轎車;中高檔次轎車上採用粉末PVC搪塑成形儀錶板表皮,如一汽奧迪、小紅旗轎車。骨架材料有鐵板(如奧迪和小紅旗),有硬紙板(如捷達和桑塔納),也有ABS、改性PP等。為了便於回收利用,正在發展熱塑性聚烯烴表皮(TPO),改性聚丙烯骨架,聚丙烯發泡材料構成的儀錶板。同時隨著轎車上安全氣囊的安裝,軟飾儀錶板已失去其安全性的要求。因此只要外觀質量得到解決,採用低成本的硬質儀錶板完全可行。

座椅

目前座椅緩衝材料基本上採用軟質高彈性聚氨酯泡沫塑膠,骨架採用金屬材料。國外正在發展的全塑座椅,除了緩衝墊,座椅骨架也採用長玻纖增強的聚丙烯材料或30%玻纖增強的PA6,使重量減少40%以上,成本降低15。

門內板

門內板的構造基本上類似於儀錶板,由骨架、發泡材料和表皮構成。車門內板一般以硬質纖維板或PP木粉塑膠板為基礎材料,再層壓或複合上聚氨酯內襯;和PVC薄膜或無紡布。也有用改性PP或ABS製作車門內板骨架,再複合軟飾材料成為整體門內板。以小紅旗轎車和奧迪轎車為例,門內板的骨架部分由ABS材料注射成形,再把襯有PU發泡材料的針織滌綸表皮以真空成形的方法層壓在骨架上成為一體。有些貨車上甚至使用直接貼一層PVC人造革的門內板。

頂棚

車內頂棚是在內飾製品中材料品種和花樣最多的一種複合層壓製品。它的作用是除裝飾功能之外,還起著隔熱、隔音、吸音等特殊作用。頂棚的種類可分為成形頂棚(把成形的頂棚用鑲嵌粘結的方法固定)、貼上頂棚(帶表皮的泡沫墊直接貼上到車頂內部)和吊裝頂棚,其中成形頂棚占70%以上,貨車駕駛室和麵包車頂棚常使用貼上型。

成形頂棚由基材和表皮構成。基材要求輕量、高剛性、尺寸穩定、易成形的特點,為此一般使用“熱塑性”PU發泡片材、PP發泡片材、玻璃纖維、瓦楞紙、蜂巢狀塑膠帶等。表皮材料可用織物、無紡布、PVC等。我國轎車頂棚一般使用“熱塑性”PU發泡片材、玻璃纖維、無紡滌綸布材料層壓成形。

地毯

地毯材料必須挺括、隔音、舒適,不允許鬆弛、折皺等現象,所以大都採用帶有橡膠基的合成纖維針刺氈或PVC低發泡體組成。

其他

其他如門立柱蓋板、雜物箱、雜物斗、空調有關的殼體和各種導管以及導風格柵,大都採用ABS及聚烯烴塑膠。

汽車外裝材料

目前塑膠製品在汽車外飾件上的套用主要集中在保險槓、散熱器格柵、風擋玻璃、以及車身等幾個方面:

保險槓

在汽車外裝件塑膠化中,保險槓是塑膠化最成功的零件之一。目前車上使用的塑膠保險槓大體上分為兩大類,RIM法成形的熱固性PUR和彈性體改性聚丙烯。我國車用塑膠保險槓幾乎都採用彈性體共混改性PP材料,美國大多採用RIM成型法生產保險槓,而歐洲大多採用經塗裝的PP保險槓和PC/PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)合金保險槓,日本一些高級轎車上套用RIM。但目前保險槓大多數還是以材料成本較低的改性PP為主。

散熱器格柵

格柵是為r冷卻發動機而設定的開口部件,位於車體最顯眼的地方,是表現一個車風格的秀要零件,因此汽車廠家非常重視格柵的形狀設計和材料選擇。散熱器格柵套用的材料有ABS、PC、PP、PET(聚對苯二甲酸乙二酯),從電鍍和塗裝方面考慮,採用ABS以利於轎車具有光澤和立體感,也可採用PP。目前轎車上一般採用ABS或ABS/PC注射成形、表面電鍍或塗裝的格柵,如小紅旗轎車的格柵是ABS/PC表面噴漆。

格柵也採用耐候性較好的ASA(丙烯腈~苯乙烯一丙烯酸酯共聚物)材料,注射成形後其製品表面可以不塗裝,但其表面不如塗裝的產品。表面沒有塗裝的格柵成本町降低50%。最近出現的聚酯彈性體表面濺射金屬鉻的格柵倍受歡迎。

車輪罩

塑膠車輪罩分全罩型和半罩型,近來對汽車空氣動力性要求提高,全罩型車輪罩有增加的趨勢,車輪罩所採用的塑膠材料有ABS、PA、PC、ABS、PPO/PA等。 翼板襯裡,發動機擋泥板

轎車翼板襯裡一般採用耐低溫、高韌性的聚丙烯來製造,奧迪轎車和捷達轎車上的翼板襯裡已實現國產化。CA1092車上發動機擋泥板原來是由4塊鋼板組成,改成聚丙烯塑膠之後,成本、質量減輕,防腐性能提高。

燈類

前大燈考慮到大燈玻璃的透明性、耐熱性、耐衝擊性以及其成形性,多數車採用表面塗覆硬膜的PC,從而進一步提高了耐擦傷性和耐候性。前大燈反射鏡殼,為了滿足耐熱性表面處理要求,一般採用PPS、PC/PBT。

隨著放電燈管的出現,可能採用耐熱性較低的其他塑膠後排組合指示燈燈罩材料為PMMA,燈殼為填料改性PP,它們之間用熱熔粘接劑接合。

隨著振動焊接技術的發展,燈殼材料開始採用耐熱性ABS材料,這樣燈殼與燈罩之間可以振動焊接,也便於材料再生利用。

其他車身部件

車門把手一般使用POM,電鍍件使用PC/ABS鎖一般使用剛性好的POM。玻璃升降器的支承機構及手搖把材料為POM。雨刷機構的桿可用PBT(聚對苯二甲酸丁二酯),球碗可用POM,微電機上的小齒輪使用POM。

結構件、功能件

氣門室罩蓋

塑膠罩蓋質量輕、噪聲低,正在逐步取代鋼板衝壓及鋁壓鑄氣缸罩蓋,在歐洲和日本選擇警璃纖維增強尼龍,美國傾向於熱固性塑膠,其他可選擇的材料有PPS(聚苯硫醚)、熱固性綦酯BMC(塊狀模塑膠)、SMC(片狀模塑膠)和酚醛塑膠等。

冷卻風扇、護風圈

由增強聚丙烯材料製成,國內大多車型上已採用塑膠製品。

油箱

塑膠油箱與傳統的金屬油箱相比,成本低、質量輕、經濟效益好,安全性也比較好。主要採用超高分子量聚乙烯製成。

散熱器水室

汽車散熱器通常採用銅合金製造。近年來,鋁散熱器增多,但焊接困難,因此散熱器水室材料向易接合的塑膠轉化。主要材料是玻璃纖維增強尼龍66,耐熱性、耐化學藥品性及尺寸穩定性能滿足要求,質量減少30%。

水泵、油泵殼體

發動機的水泵和油泵殼體多採用鑄鐵件或鋁件,目前採用酚醛樹脂材料,在發動機高溫、高負荷狀態下,能保持良好的尺寸穩定性、重量輕、噪聲低、成本低。

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