汽車專用料配方分析

汽車專用料配方分析

一.背景

汽車專用料料廣泛應(yīng)用于汽車零部件加工制造行業(yè)，禾川化工引進(jìn)尖端配方解剖技術(shù)；禾川化工專業(yè)從事汽車料配方分析、成分檢測、配方還原、配方檢測，禾川化工為汽車制造企業(yè)提供整套產(chǎn)品配方改進(jìn)技術(shù)；隨著汽車輕量化的發(fā)展和汽車產(chǎn)量的增加，我國已經(jīng)成為世界第一汽車生產(chǎn)與消費國，且仍會高速發(fā)展。近30多年來，國際上汽車塑料的用量在不斷增加，平均每輛車上塑料的用量從20世紀(jì)70年代初的50～60kg已發(fā)展到目前的150kg左右，而且增長還在繼續(xù)。我國汽車使用塑料一般不足汽車自重的10％，與歐、美、13等國的汽車塑料用量比例20％以上仍有不小的差距。目前國內(nèi)車用改性塑料行業(yè)正處在成長期，預(yù)計到2015年國內(nèi)汽車產(chǎn)量將達(dá)3200萬輛，按平均每輛車用塑料150kg計算，總量將達(dá)480萬噸。我國汽車用塑料的品種按用量排列依次為PP、PVC、PUR、不飽和樹脂、ABS、PE、PA、PC等，大部分為改性塑料。

汽車上有許多塑料件、最初汽零部件顰料化的主要目標(biāo)是實現(xiàn)汽車內(nèi)飾柔軟化，使乘客有安全舒適感，自705~"代初石油危機(jī)以后，為節(jié)省能源，對汽車提出輕量化和防銹的要求，從此汽車零部件的塑料化得到迅速的發(fā)展。特別是近幾年來汽半朝著輕量、高速、安全節(jié)能、舒適、多功能、成本低、長壽命的力陽發(fā)展、而各種新型塑料正是符合這種發(fā)展方向的理想材料。

二.汽車專用料

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

1）PC／ABS合金應(yīng)用于內(nèi)飾件、儀表板、儀表板周圍部件、防凍板、車門把手、陰流板、托架、轉(zhuǎn)向柱護(hù)套、裝飾板、空調(diào)系統(tǒng)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合金應(yīng)用于外裝件、汽車車身板、汽車側(cè)面護(hù)板、擋泥板、汽車門框等。

3）GFPA6、GFPA66、增強(qiáng)阻燃PA6應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)及發(fā)動機(jī)周邊部件、發(fā)動機(jī)蓋、發(fā)動機(jī)裝飾蓋、汽缸頭蓋、機(jī)油濾清器、刮雨器、散熱器格柵等。

4）PBT應(yīng)用于保險杠、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞端子板、供油系統(tǒng)零件、儀表盤、汽車點火器、加速器及離合器踏板等。

5）POM應(yīng)用于汽車泵、汽化器部件、輸油管、動力閥、萬向節(jié)軸承、馬達(dá)齒輪、曲柄、把手、儀表板、汽車窗升降機(jī)裝置、電開關(guān)、安全帶扣等。

6）PPE／PS合金應(yīng)用于汽車輪罩、前燈玻璃嵌槽、尾燈殼等零部件；連接盒、保險絲盒、斷路開關(guān)外殼等汽車電氣元件。

7）PPE／PA合金應(yīng)用于外部件如大型擋板、緩沖墊、后阻流板

2.1汽車內(nèi)飾材料

塑料制品及其復(fù)合材料是最重要的汽車輕質(zhì)材料，它不僅可以減輕零部件約40％的質(zhì)量，還可以使采購成本降低40％左右，因此，目前國內(nèi)外汽車公司所生產(chǎn)的汽車的內(nèi)飾件基本上實現(xiàn)了塑料化。汽車塑料制品在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用主要集中在儀表板、車內(nèi)頂棚、門立柱裝飾板以及車內(nèi)的隔音設(shè)施等幾個方面.

2.1.1儀表板

目前汽車上使用的儀表板可分為硬質(zhì)儀表板和軟質(zhì)儀表板硬質(zhì)儀表板一般使用在輕、小型貨車上，一次注射成形。這種儀表板尺寸很大而且沒有蒙皮，表面質(zhì)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(zhì)儀表板由表皮、骨架、緩沖材料等三部分構(gòu)成。一般檔次的轎車采用PVC／ABS片材真空吸塑成形儀表板表皮，如一汽捷達(dá)，上海桑塔納轎車；中高檔次轎車上采用粉末PVC搪塑成形儀表板表皮，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(dá)和桑塔納)，也有ABS、改性PP等。為了便于回收利用，正在發(fā)展熱塑性聚烯烴表皮(TPO)，改性聚丙烯骨架，聚丙烯發(fā)泡材料構(gòu)成的儀表板。同時隨著轎車上安全氣囊的安裝，軟飾儀表板已失去其安全性的要求。因此只要外觀質(zhì)量得到解決，采用低成本的硬質(zhì)儀表板完全可行。

2.1.2座椅

目前座椅緩沖材料基本上采用軟質(zhì)高彈性聚氨酯泡沫塑料，骨架采用金屬材料。國外正在發(fā)展的全塑座椅，除了緩沖墊，座椅骨架也采用長玻纖增強(qiáng)的聚丙烯材料或30％玻纖增強(qiáng)的PA6，使重量減少40％以上，成本降低15。

2.1.3門內(nèi)板

門內(nèi)板的構(gòu)造基本上類似于儀表板，由骨架、發(fā)泡材料和表皮構(gòu)成。車門內(nèi)板一般以硬質(zhì)纖維板或PP木粉塑料板為基礎(chǔ)材料，再層壓或復(fù)合上聚氨酯內(nèi)襯；和PVC薄膜或無紡布。也有用改性PP或ABS制作車門內(nèi)板骨架，再復(fù)合軟飾材料成為整體門內(nèi)板。以小紅旗轎車和奧迪轎車為例，門內(nèi)板的骨架部分由ABS材料注射成形，再把襯有PU發(fā)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(nèi)板。

2.1.4頂棚

車內(nèi)頂棚是在內(nèi)飾制品中材料品種和花樣最多的一種復(fù)合層壓制品。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(jié)的方法固定)、粘貼頂棚(帶表皮的泡沫墊直接粘貼到車頂內(nèi)部)和吊裝頂棚，其中成形頂棚占70％以上，貨車駕駛室和面包車頂棚常使用粘貼型。成形頂棚由基材和表皮構(gòu)成。基材要求輕量、高剛性、尺寸穩(wěn)定、易成形的特點，為此一般使用“熱塑性”PU發(fā)泡片材、PP發(fā)泡片材、玻璃纖維、瓦楞紙、蜂巢狀塑料帶等。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(fā)泡片材、玻璃纖維、無紡滌綸布材料層壓成形。

2.1.5地毯

地毯材料必須挺括、隔音、舒適，不允許松弛、折皺等現(xiàn)象，所以大都采用帶有橡膠基的合成纖維針刺氈或PVC低發(fā)泡體組成。

2.1.6其他

其他如門立柱蓋板、雜物箱、雜物斗、空調(diào)有關(guān)的殼體和各種導(dǎo)管以及導(dǎo)風(fēng)格柵，大都采用ABS及聚烯烴塑料。

2.2汽車外裝材料

目前塑料制品在汽車外飾件上的應(yīng)用主要集中在保險杠、散熱器格柵、風(fēng)擋玻璃、以及車身等幾個方面：

2.2.1保險杠

在汽車外裝件塑料化中，保險杠是塑料化最成功的零件之一。目前車上使用的塑料保險杠大體上分為兩大類，RIM法成形的熱固性PUR和彈性體改性聚丙烯。我國車用塑料保險杠幾乎都采用彈性體共混改性PP材料，美國大多采用RIM成型法生產(chǎn)保險杠，而歐洲大多采用經(jīng)涂裝的PP保險杠和PC／PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)合金保險杠，日本一些高級轎車上應(yīng)用RIM。但目前保險杠大多數(shù)還是以材料成本較低的改性PP為主。

2.2.2散熱器格柵

格柵是為r冷卻發(fā)動機(jī)而設(shè)置的開口部件，位于車體最顯眼的地方，是表現(xiàn)一個車風(fēng)格的秀要零件，因此汽車廠家非常重視格柵的形狀設(shè)計和材料選擇。散熱器格柵應(yīng)用的材料有ABS、PC、PP、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)，從電鍍和涂裝方面考慮，采用ABS以利于轎車具有光澤和立體感，也可采用PP。目前轎車上一般采用ABS或ABS／PC注射成形、表面電鍍或涂裝的格柵，如小紅旗轎車的格柵是ABS／PC表面噴漆。格柵也采用耐候性較好的ASA(丙烯腈～苯乙烯一丙烯酸酯共聚物)材料，注射成形后其制品表面可以不涂裝，但其表面不如涂裝的產(chǎn)品。表面沒有涂裝的格柵成本町降低50％。最近出現(xiàn)的聚酯彈性體表面濺射金屬鉻的格柵倍受歡迎。

2.2.3車輪罩

塑料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，車輪罩所采用的塑料材料有ABS、PA、PC、ABS、PPO／PA等。

2.2.4翼板襯里，發(fā)動機(jī)擋泥板

轎車翼板襯里一般采用耐低溫、高韌性的聚丙烯來制造，奧迪轎車和捷達(dá)轎車上的翼板襯里已實現(xiàn)國產(chǎn)化。CA1092車上發(fā)動機(jī)擋泥板原來是由4塊鋼板組成，改成聚丙烯塑料之后，成本、質(zhì)量減輕，防腐性能提高。

2.2.5燈類

前大燈考慮到大燈玻璃的透明性、耐熱性、耐沖擊性以及其成形性，多數(shù)車采用表面涂覆硬膜的PC，從而進(jìn)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，一般采用PPS、PC／PBT。隨著放電燈管的出現(xiàn)，可能采用耐熱性較低的其他塑料后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(shù)的發(fā)展，燈殼材料開始采用耐熱性ABS材料，這樣燈殼與燈罩之間可以振動焊接，也便于材料再生利用。

2.2.6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(jī)構(gòu)及手搖把材料為POM。雨刷機(jī)構(gòu)的桿可用PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)，球碗可用POM，微電機(jī)上的小齒輪使用POM。

2.3結(jié)構(gòu)件、功能件

2.3.1氣門室罩蓋

塑料罩蓋質(zhì)量輕、噪聲低，正在逐步取代鋼板沖壓及鋁壓鑄氣缸罩蓋，在歐洲和日本選擇警璃纖維增強(qiáng)尼龍，美國傾向于熱固性塑料，其他可選擇的材料有PPS(聚苯硫醚)、熱固性綦酯BMC(塊狀模塑料)、SMC(片狀模塑料)和酚醛塑料等。

2.3.2冷卻風(fēng)扇、護(hù)風(fēng)圈

由增強(qiáng)聚丙烯材料制成，國內(nèi)大多車型上已采用塑料制品。

2.3.3油箱

塑料油箱與傳統(tǒng)的金屬油箱相比，成本低、質(zhì)量輕、經(jīng)濟(jì)效益好，安全性也比較好。主要采用超高分子量聚乙烯制成。

2.3.4散熱器水室

汽車散熱器通常采用銅合金制造。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料轉(zhuǎn)化。主要材料是玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66，耐熱性、耐化學(xué)藥品性及尺寸穩(wěn)定性能滿足要求，質(zhì)量減少30％。

2.3.5水泵、油泵殼體

發(fā)動機(jī)的水泵和油泵殼體多采用鑄鐵件或鋁件，目前采用酚醛樹脂材料，在發(fā)動機(jī)高溫、高負(fù)荷狀態(tài)下，能保持良好的尺寸穩(wěn)定性、重量輕、噪聲低、成本低。三.汽車材料參考配方：

3.1汽車零部件參考配方：成分質(zhì)量百分比成分說明PA6639~40%

PA612~13%

玻璃纖維（6mm）30~33%

PP-g-MAH1-3%

POE-g-MAH10~12%

抗氧劑10100.1-0.5%

抗氧劑1680.1-0.5%

分散劑A0.1-0.5%

分散劑B0.1-0.5%

TAF0.1-0.5%光亮潤滑劑

3.2汽車保險杠參考配方;成分質(zhì)量百分比成分說明PP45%~48%

CPP26%~29%

POE-g-MAH19%~22%

硅灰石4%~6%

KH5500.1-0.5%偶聯(lián)劑抗氧劑1680.1-0.5%

抗氧劑10100.1-0.5%

降溫母粒1-5%

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四、常見汽車專用料選材

尼龍66:中黏EPR27、高黏EPR32,平頂山神馬集團(tuán);

尼龍6:高黏32,岳陽石化;中黏26-28,岳陽石化/石家莊化纖;

接枝聚丙烯:KTJ-1A,沈陽科通;

接枝聚乙烯:

KT-5A,大連工大;

接枝POE:KTR-3C,沈陽科通;

接枝POE:長春應(yīng)化所;

接枝POE:9805,上海日之升;

接枝EPDM:

9802,上海日之升;

接枝EPDM:南京馳鴻;

玻璃纖維:988(長),浙江巨石;

抗氧劑:

1010,瑞士汽巴/吉林大河?xùn)|;

光亮潤滑劑:TAF,蘇州國光。

五、常見塑料檢測

1.塑料制品分析（塑料繩、塑料絲、塑料帶、塑鋼建材、塑料薄膜、泡沫材料、塑料管、塑料容器、塑料異型材、電纜護(hù)套絕緣、電子電器結(jié)構(gòu)件，電子元器件、電動工具、汽車結(jié)構(gòu)件（保險杠、儀表板、總成）包裝材料、門窗型材、建筑管材、防水卷材、電線電纜、密封材料、醫(yī)療器