塑料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,塑料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用,當(dāng)前，世界汽車材料技術(shù)發(fā)展的主要方向是輕量化和環(huán)?；?。減輕汽車自身的重量是降低汽車排放，提高燃燒效率的最有效措施之一，汽車的自重每減少10%，燃油的消耗可降低6%8%。為此，增加塑料類材料在汽車中的使用量，便成為降低整車成本及其重量，增加汽車有效載

2、荷的關(guān)鍵。,汽車用塑料零部件分為三類：內(nèi)飾件、外飾件和功能件。自20世紀(jì)90年代以來，隨著汽車材料國產(chǎn)化的開展，我國汽車用塑料步入了世界發(fā)展的軌道。,在我國，塑料件約占汽車自重的7%10%，舉例來說，在轎車和輕型車中，CA7220小紅旗轎車中的塑料用量為88.33kg，上海桑塔納為67.2 kg，奧迪為89.98 kg，富康為81.5 k g，依維柯0041則為144.5 kg；在重型車中，斯太爾1491為 82.25kg，斯太爾王為120.5 kg。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，我國汽車用塑料的品種按用量排列依次為PP，PVC，PU，不飽和樹脂，ABS，PF，PE，PA，PC，復(fù)合材料。,汽車配件塑料化后

3、的輕量化情況,配件名稱,原總量/Kg,塑料重量/Kg,減輕重量/Kg,輕量化率/%,空調(diào)器支架,3.18,0.91,2.27,71,盤式制動器活塞,0.82,0.41,0.41,50,發(fā)動機(jī)蓋,16.34,12.26,4.1,25,后門,20.88,12.71,8.17,39,座椅架(2座),22.7,11.35,11.35,50,燃料箱,22.7,18.16,4.54,20,輪胎(4只),54.48,40.86,13.62,25,驅(qū)動軸,10.22,4.31,5.9,58,葉片彈簧,12.71,2.04,10.67,84,門粱,7.72,3.18,4.54,59,車身,209.29,94.4

4、3,114.86,55,身架,128.48,93.98,34.5,27,車門（4扇）,70.82,27.69,43.13,61,前后保險杠,55.84,19.98,35.87,64,車頭,43.58,13.17,30.42,70,車輪（4只）,41.77,22.25,19.52,47,合計,721.53,377.69,344,47.7,但是，與汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國還存在很大的差距，德國、美國、日本等國的汽車塑料用量已達(dá)到10%15%，有的甚至達(dá)到了20%以上。雖然各國使用的塑料品種不盡相同，但大體相似。就不同品種的塑料用量來看，如果按使用數(shù)量排列，德國是PVC，PU，PP，PE，ABS；

5、美國是PU，PP，PE，PVC，ABS；日本是PVC，PP，PU，ABS，PE，F(xiàn)RP。,內(nèi)飾件,一輛汽車最容易出彩的是內(nèi)飾件，因為汽車的外觀是給別人看的，而人們真正享受的是汽車的內(nèi)飾，內(nèi)飾強(qiáng)調(diào)觸覺、手感、舒適性和可視性等。內(nèi)飾產(chǎn)品主要包括以下幾個方面：,儀表板 歐洲汽車的儀表板一般以ABS/PC及增強(qiáng)PP為主要材料；美國汽車的儀表板多用苯乙烯/順丁烯二酸酐SMA，這類材料價格低，耐熱、耐沖擊，具有良好的綜合性能；,日本汽車,的儀表板,曾采用過,ABS和增,強(qiáng)PP材料，目前則以玻璃纖維增強(qiáng)的SAN為主，有時也采用耐熱性更好的改性PPE。隨著電子技術(shù)的應(yīng)用，高度的控制技術(shù)、發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動汽車

6、操縱系統(tǒng)以及其它中央控制系統(tǒng)等將被集中在儀表板周圍，因此，由紡織物來取代目前在聚氨酯發(fā)泡體表面覆蓋的聚乙烯表皮將成為可能。,目前，我國使用的儀表板可分為硬和軟儀表板兩種。硬儀表板常被用在輕、小型貨車、大貨車和客車上，一般采用PP、PC、ABS、ABS/PC等一次性注射成型。這種儀表板表面有花紋，尺寸很大，無蒙皮，對表面質(zhì)量要求很高，對材料的要求是耐濕、耐熱、剛性好、不易變形。但由于這種儀表板通常采用多點(diǎn)注射成型，易形成流痕和粘接痕，同時添加色母不均，容易產(chǎn)生色差，因此表面需經(jīng)涂裝后才能使用，且最好選用亞光漆涂裝。另外，由于高檔儀表板追求質(zhì)感，所以在儀表板表面做一部分桃木飾紋將是一種發(fā)展方向。,

7、汽車常用的內(nèi)飾件及所選材料,內(nèi)飾件,主要原料,要求性能,可代替材料,方向盤,PP.PU.HDPE等,耐熱.手感好,熱塑性彈性體,儀表盤,金屬骨架+半硬發(fā)泡 PU+ABS或PVC皮.ABS.ABS/PVC.PPO/ABS.增強(qiáng)PP等,耐光.抗沖擊,冷硫化PU.SMA.PC/ABS等,儀表板芯,ABS,強(qiáng)度.涂漆性,增強(qiáng)PP,儀表蓋板,ABS,尺寸穩(wěn)定.耐熱,增強(qiáng)PP,雜物箱,PP,鉸鏈特性,煙灰缸,PF,耐熱,GFPBT,儀表板底托架,PP,價格低,車門內(nèi)手柄,ABS.PVC皮+PU+PE,韌性好,熱塑性PU,坐墊.靠墊,軟發(fā)泡PU,回彈性高.柔軟,頭枕芯,半硬發(fā)泡PU,柔軟,曖風(fēng)機(jī)殼,ABS.

8、增強(qiáng)PP,耐熱強(qiáng)度,曖風(fēng)機(jī)葉輪,POM,強(qiáng)度,汽車常用的內(nèi)飾件及所選材料,內(nèi) 飾 件,主要原料,要求性能,可替代材料,表皮,PVC革,柔軟.耐寒,車門內(nèi)飾板,填料,發(fā)泡PU,隔熱.隔音,發(fā)泡PE及PS,芯材,硬紙板,價格低,PP+廢紙,表皮,PVC膜或壁紙,柔軟.耐寒,布,車頂棚襯里,填料,發(fā)泡PU,隔熱.隔音,PP+廢紙,基材,塑料氈+PF,價格低,PS泡沫,軟質(zhì)儀表板由表皮、骨架材料、緩沖材料等構(gòu)成。斯太爾“7001”產(chǎn)品采用鋼板骨架，也有用ABS、改性PP、FRP做骨架的；桑塔納、捷達(dá)、富康及斯太爾“7001”均采用PVC/ABS或PVC片材作為表皮材料，并帶有皮紋，其加工工藝是先將表皮

9、真空吸塑成型，再將吸塑好的表皮修剪后備用，置入發(fā)泡模腔內(nèi)，再放上骨架，然后注入緩沖類發(fā)泡材料（如PU）而成形。,由于半硬質(zhì)PU泡沫的開孔性，因此它具有良好的回彈性，并能吸收50%70%的沖擊能量，安全性高，耐熱、耐寒，堅固耐用，且手感好。但是，由三種以上材料構(gòu)成的儀表板，材料的再生利用極為困難。為了便于回收利用，正在發(fā)展用熱塑性聚烯烴TPO表皮和改性聚丙烯PP骨架及聚丙烯發(fā)泡材料構(gòu)成的儀表板。,車門內(nèi)板 車門內(nèi)板的構(gòu)造基本上類似于儀表板，由骨架、發(fā)泡和表皮革構(gòu)成。以紅旗轎車和奧迪轎車為例，車門內(nèi)板的骨架部分由ABS注塑而成，再采用真空成形的方法，將襯有PU發(fā)泡材料的針織滌綸表皮復(fù)合在骨架上形成

10、一體。,最近開發(fā)成功的低壓注射壓縮成型方法，是把表皮材料放在還未凝固的聚丙烯毛坯上，經(jīng)過壓縮，壓成為門內(nèi)板。表皮材料為襯有PP軟泡層的TPO，這類門板易回收再生。中低檔轎車的門內(nèi)板，可采用木粉填充改性PP板材或廢纖維層壓板表面復(fù)合針織物的簡單結(jié)構(gòu)，即沒有發(fā)泡緩沖結(jié)構(gòu)，有些貨車上甚至使用直接貼一層PVC人造革的門內(nèi)板。,在美國，門內(nèi)裝飾板用ABS或PP注塑成形的居多，現(xiàn)在我國國產(chǎn)的卡車斯太爾王也使用同類板。近年來，車門內(nèi)飾板為滿足耐候性和柔軟性，已開始使用熱塑性彈性體與PP泡沫板相疊合的結(jié)構(gòu)。日本開發(fā)了一種沖壓成形、連續(xù)生產(chǎn)全PP車門內(nèi)飾板的技術(shù)，門板包括PP內(nèi)襯板、PP泡沫襯熱層和PP/EPD

11、M皮層結(jié)構(gòu)。,車 門 周 圍 塑 料 件,部 件 名 稱,所 以 材 料,門檻前部.后部護(hù)板,左門內(nèi)飾板總成,門框內(nèi)護(hù)條總成,車門窗內(nèi)密封條總成,門拉手總成,左右門上梁護(hù)板總成,PP,PVC膜+PP泡沫塑料+纖維板,軟PVC.EPDM.TPV,植絨PVC.EPDM.TPV,軟PVC+金屬架+PP蓋,PVC.PU.纖維板,座椅 目前坐墊及靠背基本上是由軟質(zhì)PU發(fā)泡制成。對于座椅的表皮材料，60年代大多數(shù)采用PVC人造革，70年代開始使用真皮織物包皮，織物材料主要是尼龍，預(yù)計聚酯織物包皮會逐年增加。座椅緩沖材料為模壓發(fā)泡的軟質(zhì)高彈性PU，目前尚無其它發(fā)泡材料可以替代它。,軟質(zhì)PU發(fā)泡材料可用熱硫化

12、層和冷硫化法生產(chǎn)，但從設(shè)備投資和材料性能考慮，目前座椅緩沖墊多用冷硫化法生產(chǎn)。考慮到座椅的舒適性，緩沖墊的密度可以改變，從而使軟硬度隨之改變。如奧迪A6轎車靠背上的緩沖墊可使用天然纖維（如椰子殼）浸膠材料，其特點(diǎn)是透氣性好；骨架材料可用GMT（玻璃纖維氈片）取代鋼鐵材料。,方向盤 方向盤一般采用自結(jié)皮硬質(zhì)PU泡沫材料高壓或低壓發(fā)泡而成。方向盤結(jié)構(gòu)要求挺拔、堅固、輕便、外韌內(nèi)軟，并能耐熱、耐寒、,耐光、耐磨。因此，包覆,物多用改性PP、PVC、,PU、ABS等樹脂，骨架,一般選用鋼骨架與鋁壓注,而成，考慮到輕量化，現(xiàn),在也有用玻璃纖維增強(qiáng)PA替代鐵芯的趨勢。為了追求豪華、舒適、手感好，現(xiàn)在的方向

13、盤表面部分增加了桃木飾紋或真皮包皮等。,頂棚、后圍 車內(nèi)頂棚、后圍（后圍主要對重型車而言）是內(nèi)飾件中材料和品種花樣最多的一種復(fù)合層壓制品，它的作用除了起裝飾功能外，還起著隔熱、隔音等特殊功能。頂棚、后圍一般由基材和表皮構(gòu)成，基材需要具有輕量、剛性高、尺寸穩(wěn)定，易成形等特點(diǎn)，為此一般使用熱塑性聚氨酯發(fā)泡內(nèi)材、PP發(fā)泡內(nèi)材、熱塑性氈類內(nèi)材、玻璃纖維瓦楞紙、蜂窩狀塑料帶等。,表皮材料可用織物、無紡布、TPO、PVC等。我國的轎車頂棚一般使用TPO發(fā)泡片材、玻璃纖維、無紡滌綸布材料層壓成型。頂棚的種類有成型頂棚、粘接頂棚和吊裝頂棚，其中成形頂棚占70%以上。卡車主要用成型頂棚，基材采用熱固性或熱塑性氈

14、類，壓制成型，表皮材料選用針織面料、無紡布、PVC等。,發(fā)動機(jī)罩及地墊 發(fā)動機(jī)罩及地墊屬中、重型汽車及客車的重要內(nèi)飾件?，F(xiàn)在，發(fā)動機(jī)罩一般是將PVC皮革吸塑后與聚醚多元醇和異氰酸酯 發(fā)泡填充而成,主要起到吸音、隔 熱、減震和美化車內(nèi)環(huán)境等作用。轎車中的,地墊一般都采用美 觀、漂亮的復(fù),合成型墊（如橡膠 PVC、毛、,麻類）制成。除了以上塑料內(nèi)飾件外，還有遮陽板、門手柄、門檻飾條、側(cè)窗防霜器、雜物箱及蓋以及其它吸音材料等。,外飾件,外飾件除了要具有內(nèi)飾件的功能外，還要求具有高強(qiáng)度、高韌性、耐環(huán)境條件性能及抗沖擊性能等。汽車保險杠 保險杠是汽車的主要外飾件之一。保險杠一般采用模壓塑料板材、改性PP

15、材料，或用玻璃纖維增強(qiáng)塑料經(jīng)模壓、吸塑或注塑成型。桑塔納轎車的面板材料是采用共聚丙烯加熱塑性彈性體，再加入其它助劑，經(jīng)注塑成型的。,改性PP汽車硬質(zhì)保險杠專用料,原 料,配 比,原 料,配 比,PP(2401),13,抗氧劑10110,0.1,PP(1430),20,抗氧劑DLTP,0.1,POE,12,滑石粉(2500),30,PP-g-MAH,25,炭黑,2,國內(nèi)外汽車硬質(zhì)保險杠改性PP專用料的性能,性能,國內(nèi),國外,相對密度,0.91-0.97,0.90左右,熔體流動速率/(g/10min),2-14,1.7-11,拉伸強(qiáng)度/MPa,18-30,17-33,斷裂伸長率/,%,300-80

16、0,142-760,彎曲強(qiáng)度/MPa,14-28,19-30,缺口沖擊強(qiáng)度/(J/m)23,c,30,c,600-750,500-750,600左右,100左右,熱變形溫度/,c,90-120,80-105,洛氏硬度(R),60-65,60-84,成型收縮率/,%,0.9-1.3,1.0-1.3,根據(jù)不同車型的要求，某些車型的保險杠需要噴漆，如捷達(dá)王、新捷達(dá)、別克等車的保險杠都進(jìn)行了表面噴漆。而桑塔納和奧迪100等就直接采用注塑成形的保險杠，但要求保險杠與車身同一色澤。保險杠表面經(jīng)噴漆后，色澤漂亮，但成本增加近一倍，而且噴漆后的保險杠，其回收再生料的耐寒性和伸長率大幅度降低，不能再用于制造保險杠。所以，開發(fā)可涂性PP來制造保險杠是當(dāng)前的研究課題。斯太爾王的保險杠及前臉連在一起，主要采用SMC壓制而成，質(zhì)量輕，強(qiáng)度高。,散熱器格柵 散熱器格柵是為了冷卻發(fā)動機(jī)而設(shè)置的開口部件，位于車體最前面，往往把汽車的銘牌鑲嵌其間，是表現(xiàn)一輛汽車風(fēng)格的重要部件。,目前轎車上所使用的散熱器格柵一般用ABS或PC/ABS合金，經(jīng)注塑成型制成。桑塔納轎車的格柵是用ABS制成的，由于ABS耐候性較差，使用時需加