改性塑料材料在汽车上的应用及技术要求

1、汽车应用领域的塑料材料、汽车塑料材料开发概述，目前世界汽车材料技术开发的主要方向是轻量化和环境保护化。减轻汽车本身的重量是减少汽车排放提高燃烧效率的最有效措施之一。据分析，汽车的自重每减少10%，油耗就可以减少6%8%。塑料及其复合材料是重要的汽车轻量化材料，不仅可以将零部件的重量减少到约40，还可以将成本减少到约40。为此，增加汽车中塑料类的使用量将成为减少车辆费用和重量，增加汽车有效载荷的关键。汽车塑料材料开发概况，全世界每辆汽车的平均塑料用量达到105公斤，相当于汽车总重量的812左右。目前全球汽车用塑料制品的市场规模为每年454万吨，中美国为172万吨/年，欧洲为136万吨/年，我国目

2、前的使用量每年只有10多万吨。可见我国汽车塑料配件行业还有很大的发展空间。世界各国的汽车塑料材料使用情况：德国：PVC、PU、PP、PE、ABS、PA、PC及其复合材料；美国：PU、PP、PE、PVC、ABS、PA、PC及其复合材料；日本：PVC、PP、PU、ABS、PE、FRP、PA、PC及其复合材料；中国：PP、PVC、PU、不饱和树脂、ABS、PF、PE、PA、PC及其复合材料，世界各国汽车塑料材料使用情况：汽车工业主要汽车塑料应用列表(kg/vs)(蒸汽统计内嵌板、门内嵌板、食品盒、门把手、座椅、屋顶、遮阳板、门槛装饰板、侧窗防霜器和其他吸声材料等护套：保险杠、车身底部防护板、散热器格

3、栅、灯罩/灯座、轮罩防护板、水帽适用于装饰板、空调系统附件、汽车轮罩、反射镜罩、尾灯罩、翼子板等，2)PCP Bt合金和PCPET合金适用于外部组件、汽车车身板、汽车侧盖、翼子板、汽车门框等。3)GFPA6，GFPA66，改进的阻燃PA6，用于汽车引擎和引擎周边部件、引擎罩、引擎装饰罩、气缸盖罩、滤油器、刮刀、散热器格栅等。4)PBT用于缓冲器、汽化器组件、翼子板、扰流板、火花塞端子、燃油供应系统部件、仪表、汽车点火器、加速器和离合器踏板等。5)POM适用于汽车泵、汽化器部件、输油管、动力阀、万向节轴承、电动机齿轮、曲柄、手柄、仪表板、汽车车窗升降机、电动开关、安全带扣等。6)PPEPS合金适

4、用于汽车车轮罩、前灯玻璃槽、尾灯罩等零部件；连接盒、保险丝盒、开启开关外壳等汽车电器元件。7)PPEPA合金适用于大挡板、坐垫、后电阻板、汽车塑料部件分类、内外装饰的各种材料使用：(faw大众、汽车塑料部件(内部部件)、仪表板：仪表板的表面温度高，因此塑料仪表板在高温度下蠕变小，以适应机房的高温和阳光暴露其中，欧洲汽车的仪表板通常以ABS/PC和增强PP为主要材料。美国汽车仪表板使用了很多ABS、PCABS合金，最近使用了价格低、耐热性强、抗冲击性强、综合性能好的苯二烯/马来酸酐SMA。日本汽车的仪表板应用了ABS和增强的PP材料，目前以玻璃纤维增强SAN为基础，应用了耐热性强的PPO。，汽车

5、塑料部件的材料情况(内部部件)，目前我国使用的仪表板可以分为硬仪表板和软仪表板。硬质合金仪表板通常用于轻型卡车、重型卡车和公共汽车，以及一次性注射成型，如石英PP、ABS和ABS/PC合金。柔软的仪表板由表皮、骨骼材料、缓冲材料等组成。骨架材料多采修正PP、ABS、PC/ABS合金和FRP等；现在，许多车辆的结构基本上与PVC/ABS合金材质、汽车塑料部件材质(内部装饰)、门内面板：门内面板相同，包括骨骼材质、泡沫和桌面皮革。中级车的骨架是ABS注射成型，真空成型，将使用PU泡沫材料的针织涤纶表皮合成骨架(如红旗轿车和奥迪等)形成。低等级细木粉用于部分卡车，包括水晶PP板或废纤维层合板表面复合

6、针织物的简单结构，即没有泡沫缓冲结构，直接附着到PVC人造皮革层的门内板。汽车塑料部件材料(内部装饰)，门内部面板：部分门内部面板也因50%天然纤维和50%PP热压而减少了重量，降低了成本，提高了隔音性能。在美国，门装饰板很多是通过ABS或PP注射成型制造的，现在我国国内卡车steyr王也使用了同档板。近年来，为了满足耐候性和柔软性，门内装饰开始使用热塑性弹性体作为与PP泡沫板重叠的纹理。日本开发了冲压和持续生产整个PP门内部的技术，包括PP内部衬板、PP泡沫衬里和PP/EPDM皮质结构。汽车塑料部件材料(室内)板材：目前，坐垫和靠背基本上是用柔软的PU发泡制成的。柔软的PU发泡材料可以用热硫

7、化层和冷硫化方法生产，但考虑到设备投资和材料特性，板材缓冲垫现在采用冷硫化方法生产。考虑到座椅的舒适性，可以通过改变坐垫的密度来改变柔软硬度。奥迪A6汽车靠背的坐垫垫可使用椰壳等天然纤维浸泡材料，其透气性好是特点。骨架材料可以用玻璃纤维毡/聚合物增强复合材料(GMT)替代钢材料。汽车塑料部件的材料情况(内部装饰)、天花板、后周长：汽车内部天花板、后周长(后周长主要针对中型汽车)是内部装饰中材料和品种最多的复合层压板，不仅具有装饰功能，还具有隔热、隔音等特殊功能。天花板，后周长通常由基板和表皮形成，需要轻量化、刚性、大小稳定性和容易成型的特性。为此，使用了热塑性聚氨酯泡沫内部、PP泡沫内部、热塑

8、性毡内部、玻璃纤维波纹、蜂窝塑料带等。汽车塑料部件材料(内部装饰)、天花板、背面：表皮材料可用于织物、非织造布、TPO、PVC等。我国汽车顶棚采用TPO发泡板材、玻璃纤维、非织造布涤纶原装层压成型。天花板的类型包括成型天花板、粘合天花板和吊装天花板，其中成型天花板占70%。卡车主要是成型天花板，基板是热硬化性或热塑性毡成型，表皮材料选择针织面料、非织造布或柔软PVC等。汽车塑料部件材料(外部部件)、缓冲器：缓冲器是外部装饰和功能，缓冲器的材料需要足够的强度、刚性、冲击、耐热性、耐用性、耐污染性、耐药性、振动和良好的外观。80年代中期，汽车缓冲器是用玻璃纤维增强PP(GMP)、反应注射成型、高纤

9、维板材成型等增强材料制造的。汽车塑料部件材料(外部部件)、缓冲器：目前，汽车缓冲器采用越来越多的改性PP和改性PC/PBT合金制造。其中，欧洲汽车使用的保险杠材料大部分采用德国BASF公司生产的产品。例如人群的奥迪100、高尔夫、上海的桑塔纳、天津的莎莉等汽车的保险杠都是水晶PP注射成型的。顶级轿车用石英PC/PBT合金(例如Audi A6、bike等)成型。汽车塑料部件材料(外部装饰)，挡泥板：使用汽车挡泥板-热塑性合金。例如，GE的PPOPA结合金用于为Vcctor型汽车创建挡泥板。ICI在Maestro货车上使用了玻璃纤维增强PP作为挡泥板；BASF开发了翼子板专用的PAPPO合金，日本

10、轿车使用PPPA合金制造的翼子板。汽车塑料零件的材料情况(外部零件)、散热器格栅：散热器格栅是为冷却引擎而设置的开放零件，位于车身前端，经常监视汽车的铭牌，是表达汽车风格的重要部分。目前轿车中使用的散热器格栅通常是用ABS或PC/ABS合金注射成型制造的。桑塔纳汽车的格栅是用ABS制造的，ABS耐候性弱，所以使用时添加耐候性添加剂使其成为黑色。汽车塑料部件(框架部件)，方向盘：方向盘通常由自粘硬PU泡沫高低压泡沫组成。方向盘结构需要耐热、耐寒、耐磨和耐磨。因此，涂层大部分使用改性PP、PVC、PU、ABS等树脂，骨架通常由钢骨架和铝压机制成，考虑到轻量化，玻璃纤维增强PA的趋势也很有用，而不是

11、铁芯。为了追求高档、舒适、手感，现在方向盘表面部分添加了桃树装饰或真包皮等。汽车塑料部件(结构部件)、燃料箱：燃料箱是汽车的重要安全部件之一，具有需要材料的单层或多层复合接头结构，以适应耐寒、耐热、蠕变、应力裂纹、大气老化、溶剂和抗化学腐蚀的抗冲击性、冲击、防漏、防火和防爆等要求、汽车塑料部件(框架)、引擎部件：汽车塑料部件(框架)、引擎部件：汽车塑料部件(框架)、汽车底盘：真空管材料：TPC制造工艺3360挤压制动齿轮材料3360PA46-GF30制造工艺具有前光源镜盒，由组模具材料(BMC)、PPS、PC、PBT等组成，以满足热耐受性和表面处理要求。后排通常显示组合灯遮光材料为PMMA，灯

12、壳用热熔胶粘合的水晶PP。随着振动焊接技术的发展，灯壳材料开始使用耐候性ABS，可以轻松回收材料。汽车塑料部件材料(功能部件)、窗玻璃：用于无机钢化玻璃、有机玻璃和透明PC树脂等当前窗口。用电脑挡风，可以减少交通事故中碎片造成的司机和乘客的伤害。另一种材料是PVB树脂(聚乙烯醇缩丁醛树脂)，透明、粘合力好，用作两个无机玻璃之间的粘合层，在受到外力冲击时，由于良好的粘合力，碎玻璃继续粘在PVB膜上。目前由于价格及加工技术问题，PVB板材还没有被汽车窗玻璃冲开。汽车塑料部件材料(功能部件)、空调、暖风机：暖风机、空调是汽车的重要功能，其组件大部分是由塑料注射或塑料吸入构成的。Steyr Wang暖

13、风机，以空调为例，塑料部件约6公斤，上下外壳由PP 20%玻璃纤维强化注射成型制成，暖风管由LDPE成型，旋转板、臂、叉、齿轮等连接器由PA66注射成型加固。汽车塑料部件的材料(功能部件)、烟灰缸、汽缸和盖子：通常使用PC、PF、PBT或PC/ABS注射成型，以满足阻燃性、耐热性，黄赫坦王子(中国中型车商用车公司系列中型车)使用PC，steyr王则使用pbbs，中国汽车塑料产业还有很长的路要走，中国汽车塑料零件加工产业的问题，(1)中国汽车塑料零件加工产业在20世纪80年代随着中国汽车合资企业的建立和国外技术的持续引进而发展，国内大多数知名塑料零件供应商的路几乎是“从引进到持续引进”的发展路径

14、。(2)国内大部分供应商在处理能力方面几乎没有问题，但在核心技术方面，对技术引进的严重依赖。例如，目前国内供应商可以在国外根据技术要求制造各种汽车内部及保险杠系统部件，但保险杠系统的设计开发能力不足，只能加工塑料保险杠箱，不能独立开发保险杠缓冲器吸能系统。(3)多年来，汽车塑料配件行业的整体性能是，如果主机工厂引进新的国外型号，配件供应商也同时向国外订购了相应的制造设备和模具，并按照主机工厂提供的图纸和技术要求组织了生产。结果是，企业增加了自身成本，失去了自身的核心技术，同时导致了严重的重复引入问题，这种引入仅处于复制制造模型的水平。对汽车塑料配件开发提出了一些建议，(1)近年来，国际汽车巨头

15、不断增加进入中国市场的竞争压力，提高自身开发能力，成为中国汽车产业可持续发展的重要途径。当然，要实现车辆的自主开发，首先必须实现零部件的自主开发，并解决(2)汽车各可塑性的结构设计、制造工艺和设备、材料选择、修改等问题。此外，还要解决产品的表面或涂层、连接、测试评价等问题，所有这些都称为应用技术。(3)根据目前的实际情况，建议国内有关企业首先加强低压成型等低成本制造工艺技术和设备的研究，开发低成本、高韧性塑料零件制造工艺。通过降低大型塑料零件所需模具和工艺设备的成本，降低塑料零件(尤其是大型塑料本体罩)的成本，促进塑料本体技术的发展。(4)根据谁生产、谁回收的原则，主机厂和塑料零件厂共同建议进行塑料回收的技术开发，研究开发工作根据塑料零件进行从3面到： 1的可回收热塑性零件(如缓冲器)的回收技术研究2汽车仪表板组件和门垫等多材料零件的分离技术和再利用技术研究3 SMC、RTM零件等热固性纤维增强复合材料的回收技术研究，汽车塑料应用的未来发展趋势，汽车塑料应用技术的发展与汽车新技术的开发密切相关。目前，汽车技术向更加环保、安全、舒适、个性化的方向发展。