汽车专用料配方分析

汽车专用料配方分析

一.背景

汽车专用料料广泛应用于汽车零部件加工制造行业，禾川化工引进尖端配方解剖技术；禾川化工专业从事汽车料配方分析、成分检测、配方还原、配方检测，禾川化工为汽车制造企业提供整套产品配方改进技术；随着汽车轻量化的发展和汽车产量的增加，我国已经成为世界第一汽车生产与消费国，且仍会高速发展。近30多年来，国际上汽车塑料的用量在不断增加，平均每辆车上塑料的用量从20世纪70年代初的50～60kg已发展到目前的150kg左右，而且增长还在继续。我国汽车使用塑料一般不足汽车自重的10％，与欧、美、13等国的汽车塑料用量比例20％以上仍有不小的差距。目前国内车用改性塑料行业正处在成长期，预计到2015年国内汽车产量将达3200万辆，按平均每辆车用塑料150kg计算，总量将达480万吨。我国汽车用塑料的品种按用量排列依次为PP、PVC、PUR、不饱和树脂、ABS、PE、PA、PC等，大部分为改性塑料。

汽车上有许多塑料件、最初汽零部件颦料化的主要目标是实现汽车内饰柔软化，使乘客有安全舒适感，自705~"代初石油危机以后，为节省能源，对汽车提出轻量化和防锈的要求，从此汽车零部件的塑料化得到迅速的发展。特别是近几年来汽半朝着轻量、高速、安全节能、舒适、多功能、成本低、长寿命的力阳发展、而各种新型塑料正是符合这种发展方向的理想材料。

二.汽车专用料

汽车上常用塑料有PVC、ABS、PP、PE、PMMA、POM、PA、FRP、PF、PUR等。常用塑料材料具体如下：

1）PC／ABS合金应用于内饰件、仪表板、仪表板周围部件、防冻板、车门把手、阴流板、托架、转向柱护套、装饰板、空调系统配件、汽车车轮罩、反光镜外壳、尾灯罩、挡泥板等；

2）PC／PBT合金和PC／PET合金应用于外装件、汽车车身板、汽车侧面护板、挡泥板、汽车门框等。

3）GFPA6、GFPA66、增强阻燃PA6应用于汽车发动机及发动机周边部件、发动机盖、发动机装饰盖、汽缸头盖、机油滤清器、刮雨器、散热器格栅等。

4）PBT应用于保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等。

5）POM应用于汽车泵、汽化器部件、输油管、动力阀、万向节轴承、马达齿轮、曲柄、把手、仪表板、汽车窗升降机装置、电开关、安全带扣等。

6）PPE／PS合金应用于汽车轮罩、前灯玻璃嵌槽、尾灯壳等零部件；连接盒、保险丝盒、断路开关外壳等汽车电气元件。

7）PPE／PA合金应用于外部件如大型挡板、缓冲垫、后阻流板

2.1汽车内饰材料

塑料制品及其复合材料是最重要的汽车轻质材料，它不仅可以减轻零部件约40％的质量，还可以使采购成本降低40％左右，因此，目前国内外汽车公司所生产的汽车的内饰件基本上实现了塑料化。汽车塑料制品在汽车内饰件上的应用主要集中在仪表板、车内顶棚、门立柱装饰板以及车内的隔音设施等几个方面.

2.1.1仪表板

目前汽车上使用的仪表板可分为硬质仪表板和软质仪表板硬质仪表板一般使用在轻、小型货车上，一次注射成形。这种仪表板尺寸很大而且没有蒙皮，表面质量要求非常高，同时要求高温耐热、刚性。材料可用改性，PPO、ABS树脂、填充PP等。软质仪表板由表皮、骨架、缓冲材料等三部分构成。一般档次的轿车采用PVC／ABS片材真空吸塑成形仪表板表皮，如一汽捷达，上海桑塔纳轿车；中高档次轿车上采用粉末PVC搪塑成形仪表板表皮，如一汽奥迪、小红旗轿车。骨架材料有铁板(如奥迪和小红旗)，有硬纸板(如捷达和桑塔纳)，也有ABS、改性PP等。为了便于回收利用，正在发展热塑性聚烯烃表皮(TPO)，改性聚丙烯骨架，聚丙烯发泡材料构成的仪表板。同时随着轿车上安全气囊的安装，软饰仪表板已失去其安全性的要求。因此只要外观质量得到解决，采用低成本的硬质仪表板完全可行。

2.1.2座椅

目前座椅缓冲材料基本上采用软质高弹性聚氨酯泡沫塑料，骨架采用金属材料。国外正在发展的全塑座椅，除了缓冲垫，座椅骨架也采用长玻纤增强的聚丙烯材料或30％玻纤增强的PA6，使重量减少40％以上，成本降低15。

2.1.3门内板

门内板的构造基本上类似于仪表板，由骨架、发泡材料和表皮构成。车门内板一般以硬质纤维板或PP木粉塑料板为基础材料，再层压或复合上聚氨酯内衬；和PVC薄膜或无纺布。也有用改性PP或ABS制作车门内板骨架，再复合软饰材料成为整体门内板。以小红旗轿车和奥迪轿车为例，门内板的骨架部分由ABS材料注射成形，再把衬有PU发泡材料的针织涤纶表皮以真空成形的方法层压在骨架上成为一体。有些货车上甚至使用直接贴一层PVC人造革的门内板。

2.1.4顶棚

车内顶棚是在内饰制品中材料品种和花样最多的一种复合层压制品。它的作用是除装饰功能之外，还起着隔热、隔音、吸音等特殊作用。顶棚的种类可分为成形顶棚(把成形的顶棚用镶嵌粘结的方法固定)、粘贴顶棚(带表皮的泡沫垫直接粘贴到车顶内部)和吊装顶棚，其中成形顶棚占70％以上，货车驾驶室和面包车顶棚常使用粘贴型。成形顶棚由基材和表皮构成。基材要求轻量、高刚性、尺寸稳定、易成形的特点，为此一般使用“热塑性”PU发泡片材、PP发泡片材、玻璃纤维、瓦楞纸、蜂巢状塑料带等。表皮材料可用织物、无纺布、PVC等。我国轿车顶棚一般使用“热塑性”PU发泡片材、玻璃纤维、无纺涤纶布材料层压成形。

2.1.5地毯

地毯材料必须挺括、隔音、舒适，不允许松弛、折皱等现象，所以大都采用带有橡胶基的合成纤维针刺毡或PVC低发泡体组成。

2.1.6其他

其他如门立柱盖板、杂物箱、杂物斗、空调有关的壳体和各种导管以及导风格栅，大都采用ABS及聚烯烃塑料。

2.2汽车外装材料

目前塑料制品在汽车外饰件上的应用主要集中在保险杠、散热器格栅、风挡玻璃、以及车身等几个方面：

2.2.1保险杠

在汽车外装件塑料化中，保险杠是塑料化最成功的零件之一。目前车上使用的塑料保险杠大体上分为两大类，RIM法成形的热固性PUR和弹性体改性聚丙烯。我国车用塑料保险杠几乎都采用弹性体共混改性PP材料，美国大多采用RIM成型法生产保险杠，而欧洲大多采用经涂装的PP保险杠和PC／PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)合金保险杠，日本一些高级轿车上应用RIM。但目前保险杠大多数还是以材料成本较低的改性PP为主。

2.2.2散热器格栅

格栅是为r冷却发动机而设置的开口部件，位于车体最显眼的地方，是表现一个车风格的秀要零件，因此汽车厂家非常重视格栅的形状设计和材料选择。散热器格栅应用的材料有ABS、PC、PP、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)，从电镀和涂装方面考虑，采用ABS以利于轿车具有光泽和立体感，也可采用PP。目前轿车上一般采用ABS或ABS／PC注射成形、表面电镀或涂装的格栅，如小红旗轿车的格栅是ABS／PC表面喷漆。格栅也采用耐候性较好的ASA(丙烯腈～苯乙烯一丙烯酸酯共聚物)材料，注射成形后其制品表面可以不涂装，但其表面不如涂装的产品。表面没有涂装的格栅成本町降低50％。最近出现的聚酯弹性体表面溅射金属铬的格栅倍受欢迎。

2.2.3车轮罩

塑料车轮罩分全罩型和半罩型，近来对汽车空气动力性要求提高，全罩型车轮罩有增加的趋势，车轮罩所采用的塑料材料有ABS、PA、PC、ABS、PPO／PA等。

2.2.4翼板衬里，发动机挡泥板

轿车翼板衬里一般采用耐低温、高韧性的聚丙烯来制造，奥迪轿车和捷达轿车上的翼板衬里已实现国产化。CA1092车上发动机挡泥板原来是由4块钢板组成，改成聚丙烯塑料之后，成本、质量减轻，防腐性能提高。

2.2.5灯类

前大灯考虑到大灯玻璃的透明性、耐热性、耐冲击性以及其成形性，多数车采用表面涂覆硬膜的PC，从而进一步提高了耐擦伤性和耐候性。前大灯反射镜壳，为了满足耐热性表面处理要求，一般采用PPS、PC／PBT。随着放电灯管的出现，可能采用耐热性较低的其他塑料后排组合指示灯灯罩材料为PMMA，灯壳为填料改性PP，它们之间用热熔粘接剂接合。随着振动焊接技术的发展，灯壳材料开始采用耐热性ABS材料，这样灯壳与灯罩之间可以振动焊接，也便于材料再生利用。

2.2.6其他车身部件

车门把手一般使用POM，电镀件使用PC／ABS锁一般使用刚性好的POM。玻璃升降器的支承机构及手摇把材料为POM。雨刷机构的杆可用PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)，球碗可用POM，微电机上的小齿轮使用POM。

2.3结构件、功能件

2.3.1气门室罩盖

塑料罩盖质量轻、噪声低，正在逐步取代钢板冲压及铝压铸气缸罩盖，在欧洲和日本选择警璃纤维增强尼龙，美国倾向于热固性塑料，其他可选择的材料有PPS(聚苯硫醚)、热固性綦酯BMC(块状模塑料)、SMC(片状模塑料)和酚醛塑料等。

2.3.2冷却风扇、护风圈

由增强聚丙烯材料制成，国内大多车型上已采用塑料制品。

2.3.3油箱

塑料油箱与传统的金属油箱相比，成本低、质量轻、经济效益好，安全性也比较好。主要采用超高分子量聚乙烯制成。

2.3.4散热器水室

汽车散热器通常采用铜合金制造。近年来，铝散热器增多，但焊接困难，因此散热器水室材料向易接合的塑料转化。主要材料是玻璃纤维增强尼龙66，耐热性、耐化学药品性及尺寸稳定性能满足要求，质量减少30％。

2.3.5水泵、油泵壳体

发动机的水泵和油泵壳体多采用铸铁件或铝件，目前采用酚醛树脂材料，在发动机高温、高负荷状态下，能保持良好的尺寸稳定性、重量轻、噪声低、成本低。三.汽车材料参考配方：

3.1汽车零部件参考配方：成分质量百分比成分说明PA6639~40%

PA612~13%

玻璃纤维（6mm）30~33%

PP-g-MAH1-3%

POE-g-MAH10~12%

抗氧剂10100.1-0.5%

抗氧剂1680.1-0.5%

分散剂A0.1-0.5%

分散剂B0.1-0.5%

TAF0.1-0.5%光亮润滑剂

3.2汽车保险杠参考配方;成分质量百分比成分说明PP45%~48%

CPP26%~29%

POE-g-MAH19%~22%

硅灰石4%~6%

KH5500.1-0.5%偶联剂抗氧剂1680.1-0.5%

抗氧剂10100.1-0.5%

降温母粒1-5%

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四、常见汽车专用料选材

尼龙66:中黏EPR27、高黏EPR32,平顶山神马集团;

尼龙6:高黏32,岳阳石化;中黏26-28,岳阳石化/石家庄化纤;

接枝聚丙烯:KTJ-1A,沈阳科通;

接枝聚乙烯:

KT-5A,大连工大;

接枝POE:KTR-3C,沈阳科通;

接枝POE:长春应化所;

接枝POE:9805,上海日之升;

接枝EPDM:

9802,上海日之升;

接枝EPDM:南京驰鸿;

玻璃纤维:988(长),浙江巨石;

抗氧剂:

1010,瑞士汽巴/吉林大河东;

光亮润滑剂:TAF,苏州国光。

五、常见塑料检测

1.塑料制品分析（塑料绳、塑料丝、塑料带、塑钢建材、塑料薄膜、泡沫材料、塑料管、塑料容器、塑料异型材、电缆护套绝缘、电子电器结构件，电子元器件、电动工具、汽车结构件（保险杠、仪表板、总成）包装材料、门窗型材、建筑管材、防水卷材、电线电缆、密封材料、医疗器