塑料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

塑料在汽車工業(yè)中的運用

當(dāng)前，世界汽車資料技術(shù)開展的主要方向是輕量化和環(huán)保化。減輕汽車本身的分量是降低汽車排放，提高熄滅效率的最有效措施之一，汽車的自重每減少10%，燃油的耗費可降低6%～8%。為此，添加塑料類資料在汽車中的運用量，便成為降低整車本錢及其分量，添加汽車有效載荷的關(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，隨著汽車資料國產(chǎn)化的開展，我國汽車用塑料步入了世界開展的軌道。

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67.2kg，奧迪為89.98kg，富康為81.5kg，依維柯0041那么為144.5kg；在重型車中，斯太爾1491為82.25kg，斯太爾王為120.5kg。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，我國汽車用塑料的種類按用量陳列依次為PP，PVC，PU，不飽和樹脂，ABS，PF，PE，PA，PC，復(fù)合資料。

汽車配件塑料化后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3.180.912.2771盤式制動器活塞0.820.410.4150發(fā)動機(jī)蓋16.3412.264.125后門20.8812.718.1739座椅架(2座)22.711.3511.3550燃料箱22.718.164.5420輪胎(4只)54.4840.8613.6225驅(qū)動軸10.224.315.958葉片彈簧12.712.0410.6784門粱7.723.184.5459車身209.2994.43114.8655身架128.4893.9834.527車門（4扇）70.8227.6943.1361前后保險杠55.8419.9835.8764車頭43.5813.1730.4270車輪（4只）41.7722.2519.5247合計721.53377.6934447.7但是，與汽車工業(yè)興隆國家相比，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到達(dá)10%～15%，有的甚至到達(dá)了20%以上。雖然各國運用的塑料種類不盡一樣，但大體類似。就不同種類的塑料用量來看，假設(shè)按運用數(shù)量陳列，德國是PVC，PU，PP，PE，ABS；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，由于汽車的外觀是給他人看的，而人們真正享用的是汽車的內(nèi)飾，內(nèi)飾強(qiáng)調(diào)觸覺、手感、溫馨性和可視性等。內(nèi)飾產(chǎn)品主要包括以下幾個方面：

●儀表板

歐洲汽車的儀表板普通以ABS/PC及加強(qiáng)PP為主要資料；美國汽車的儀表板多用苯乙烯/順丁烯二酸酐SMA，這類資料價錢低，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資料，目前那么以玻璃纖維加強(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)的運用，高度的控制技術(shù)、發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動汽車支配系統(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)泡體外表覆蓋的聚乙烯表皮將成為能夠。

目前，我國運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，普通采用PP、PC、ABS、ABS/PC等一次性注射成型。這種儀表板外表有花紋，尺寸很大，無蒙皮，對外表質(zhì)量要求很高，對資料的要求是耐濕、耐熱、剛性好、不易變形。但由于這種儀表板通常采用多點注射成型，易構(gòu)成流痕和粘接痕，同時添加色母不均，容易產(chǎn)生色差，因此外表需經(jīng)涂裝后才干運用，且最好選用亞光漆涂裝。另外，由于高檔儀表板追求質(zhì)感，所以在儀表板外表做一部分桃木飾紋將是一種開展方向。

汽車常用的內(nèi)飾件及所選資料內(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.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)飾件及所選資料內(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、骨架資料、緩沖資料等構(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片材作為表皮資料，并帶有皮紋，其加工工藝是先將表皮真空吸塑成型，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)泡資料〔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，平安性高，耐熱、耐寒，鞏固耐用，且手感好。但是，由三種以上資料構(gòu)成的儀表板，資料的再生利用極為困難。為了便于回收利用，正在開展用熱塑性聚烯烴TPO表皮和改性聚丙烯PP骨架及聚丙烯發(fā)泡資料構(gòu)成的儀表板。

●車門內(nèi)板

車門內(nèi)板的構(gòu)造根本上類似于儀表板，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)泡資料的針織滌綸表皮復(fù)合在骨架上構(gòu)成一體。最近開發(fā)勝利的低壓注射—緊縮成型方法，是把表皮資料放在還未凝固的聚丙烯毛坯上，經(jīng)過緊縮，壓成為門內(nèi)板。表皮資料為襯有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外表復(fù)合針織物的簡單構(gòu)造，即沒有發(fā)泡緩沖構(gòu)造，有些貨車上甚至運用直接貼一層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，如今我國國產(chǎn)的卡車——斯太爾王也運用同類板。近年來，車門內(nèi)飾板為滿足耐候性和柔軟性，已開場運用熱塑性彈性體與PP泡沫板相疊合的構(gòu)造。日本開發(fā)了一種沖壓成形、延續(xù)消費全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/EPDM皮層構(gòu)造。

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PPPVC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

目前坐墊及靠背根本上是由軟質(zhì)PU發(fā)泡制成。對于座椅的表皮資料，60年代大多數(shù)采用PVC人造革，70年代開場運用真皮織物包皮，織物資料主要是尼龍，估計聚酯織物包皮會逐年添加。座椅緩沖資料為模壓發(fā)泡的軟質(zhì)高彈性PU，目前尚無其它發(fā)泡資料可以替代它。軟質(zhì)PU發(fā)泡資料可用熱硫化層和冷硫化法消費，但從設(shè)備投資和資料性能思索，目前座椅緩沖墊多用冷硫化法消費。思索到座椅的溫馨性，緩沖墊的密度可以改動，從而使軟硬度隨之改動。如奧迪A6轎車靠背上的緩沖墊可運用天然纖維〔如椰子殼〕浸膠資料，其特點是透氣性好；骨架資料可用GMT〔玻璃纖維氈片〕取代鋼鐵資料。

●方向盤

方向盤普通采用自結(jié)皮硬質(zhì)PU泡沫資料高壓或低壓發(fā)泡而成。方向盤構(gòu)造要求挺拔、鞏固、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，骨架普通選用鋼骨架與鋁壓注而成，思索到輕量化，現(xiàn)在也有用玻璃纖維加強(qiáng)PA替代鐵芯的趨勢。為了追求奢華、溫馨、手感好，如今的方向盤外表部分添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)飾件中資料和種類花樣最多的一種復(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、后圍普通由基材和表皮構(gòu)成，基材需求具有輕量、剛性高、尺寸穩(wěn)定，易成形等特點，為此普通運用熱塑性聚氨酯發(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。表皮資料可用織物、無紡布、TPO、PVC等。我國的轎車頂棚普通運用TPO發(fā)泡片材、玻璃纖維、無紡滌綸布資料層壓成型。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?？ㄜ囍饕贸尚晚斉?，基材采用熱固性或熱塑性氈類，壓制成型，表皮資料選用針織面料、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。如今，發(fā)動機(jī)罩普通是將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。轎車中的地墊普通都采用美觀、美麗的復(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資料等。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。保險杠普通采用模壓塑料板材、改性PP資料，或用玻璃纖維加強(qiáng)塑料經(jīng)模壓、吸塑或注塑成型。桑塔納轎車的面板資料是采用共聚丙烯加熱塑性彈性體，再參與其它助劑，經(jīng)注塑成型的。改性PP汽車硬質(zhì)保險杠公用料原料配比原料配比PP(2401)13抗氧劑101100.1PP(1430)20抗氧劑DLTP0.1POE12滑石粉(2500)30PP-g-MAH25炭黑2國內(nèi)外汽車硬質(zhì)保險杠改性PP公用料的性能性能國內(nèi)國外相對密度0.91-0.970.90左右熔體流動速率/(g/10min)2-141.7-11拉伸強(qiáng)度/MPa18-3017-33斷裂伸長率/%300-800142-760彎曲強(qiáng)度/MPa14-2819-30缺口沖擊強(qiáng)度/(J/m)23°c?30°c600-750500-750600左右100左右熱變形溫度/°c90-12080-105洛氏硬度(R)60-6560-84成型收縮率/%0.9-1.31.0-1.3根據(jù)不同車型的要求，某些車型的保險杠需求噴漆，如捷達(dá)王、新捷達(dá)、別克等車的保險杠都進(jìn)展了外表噴漆。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。保險杠外表經(jīng)噴漆后，色澤美麗，但本錢添加近一倍，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)前的研討課題。斯太爾王的保險杠及前臉連在一同，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。目前轎車上所運用的散熱器格柵普通用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，運用時需參與耐候性助劑，色澤為黑色。小紅旗的格柵是ABS/PC合金經(jīng)注塑成型后，再用噴漆噴敷，當(dāng)然，也有用耐候性較好的ASA資料，在注塑成型后，外表可不經(jīng)涂裝。外表不涂裝的散熱器格柵，其本錢將降低50%。最近，出現(xiàn)了以聚酯彈性體為資料的格柵，經(jīng)外表濺射金屬鉻后運用，此種格柵備受用戶的青睞。

●翼子板

翼子板〔也叫擋泥板〕的作用是，在汽車行駛過程中，防止被車輪卷起的砂石、泥漿濺到車廂的底部。因此，要求所運用資料具有耐氣候老化和良好的成型加工性。桑塔納轎車左右前輪的上方有2個翼子板，重約1.8Kg，它是用增韌改性PP經(jīng)注射成型而成；重卡斯太爾王的翼子板采用FRP制造；斯太爾1491的翼子板那么采用PU彈性體制造。如今，翼子板用塑料多為PU類，也有采用樹脂制造的。今后，用PA/PP合金注射成型是一種開展方向。

TPVC改性PVC汽車擋泥板塑料配方原料加入量原料加入