浅谈汽车装饰件塑料原材料的选用

作者：众泰汽车有限公司 郭金保

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 汽车装饰件是汽车的重要部分，它们在各自的安装位置起着重要的作用，实现着汽车的各项功能。在19世纪 70年代以前，我国汽车上塑料零部件的应用还很少，仅限于电器绝缘件、部分胶堵等少数零件。后来随着汽车内饰软化要求的提出，汽车内饰开始采用PUR软发泡、PVC革、薄膜及塑料制品，从19世纪90年代开始，塑料在汽车装饰件方面开始进入全面的发展应用阶段。 塑料材料的大量运用 近年来，随着全世界石油资源的消耗和CO2排放量的增加，降低油耗成为汽车设计者首要考虑的问题，而汽车轻量化是解决这一危机的重要技术措施之一。据统计，汽车自重每减轻10%，燃油消耗可降低6%～8%，要实现汽车轻量化就要考虑在汽车零部件上大量开发和应用轻量化材料，塑料正是适合这一要求而开始在汽车装饰件上大量运用的。 目前，国产轿车塑料的单车用量为50～120kg，国产轻、中型载货车的塑料单车用量为40～50kg，重型载货车的塑料单车用量可达80～150kg。可以说，我国轿车的塑料应用水平，无论从单车用量、应用品种还是从塑料制品的生产技术来讲，均已基本达到国外同类产品的技术水平。 塑料材料的特性 塑料是一种合成的高分子聚合物，是利用单体原料通过合成或缩合反应聚合而成的材料，是由合成树脂加入填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂和色料等各种添加剂组合而成。它的主要成分是合成树脂。塑料的基本性能主要决定于合成树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或含少量添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。 塑料本身具有以下优点：（1）大多数塑料质轻；（2）抗化学腐蚀能力强；（3）耐磨耗性好；（4）部份透明或半透明，具有光泽；（5）大部分为良好的绝缘体；（6）着色性好；（7）防水；（8）部分耐高温；（9）价格便宜；（10）一般成型性好、容易被塑制成不同形状；（11）容易加工、可大量生产、加工制造成本低；（12）用途广泛、效用多等。 通过各种不同的改进方法，加入不同的添加剂可以改良塑料的性能。根据不同需要改良的改性塑料具有不同的性能，如具有优良的耐冲击性、耐候性；尺寸稳定性，不容易变形；耐高/低温性；以及柔韧性；阻燃性和抗老化性等。 改良后的塑料有着不同的分类，如：工程塑料：PC、PC/ABS、PBT、PET、PA6、PA66、POM、PPO和PMMA/ABS等；特种塑料：PPA、PPS、PEI、PES、PEEK和LCP等；以及通用塑料：PP、HIPS及热塑性弹性体；另外还有PC/PET、PC/PBT、PPS/PS和PBT/ABS等特殊合金塑料。经过改良后的塑料极大地拓宽了塑料材料的应用领域。 汽车上常用的塑料材料 以下是几种汽车上常用塑料的特点： 1.聚碳酸酯（PC）是在分子主链中含有碳酸酯的热塑性塑料：它具有高透明、高强度、高耐蠕变、极优的尺寸稳定性、优良的低温和耐热性、阻燃性、加工性和隔音性等优良特性； 2.丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）是一种通用型热塑性聚合物：它具有优良的耐热性和电绝缘性、良好的尺寸稳定性、优良的加工流动性、韧性和抗冲击性以及容易电镀等特点； 3.聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT/PPS）是乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚合物：它具有高耐热性、韧性、耐疲劳性、自润滑、低摩擦系数、耐候性、吸水率低（这使它在潮湿环境中仍保持各种物性）和电绝缘性，低温下可迅速结晶和成型性良好等特点； 4.聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种性能优越的热塑性聚酯材料：它具有耐热性佳、吸湿性低、耐化学品、耐候性佳、介电强度高和尺寸稳定等特点；容易制成玻纤增强和阻燃产品，可用超声波焊接； 5.聚酰胺（PA）即尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称，包括脂肪族PA和芳香族PA：它具有很高的机械强度、软化点高、耐热、自润滑性好，吸震性和消音性，以及耐油、电绝缘性好等特点；纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作； 6.聚甲醛（POM）是一种综合性能优异的高性能热塑性工程塑料；具有强度高、耐蠕变特性、耐疲劳特性、尺寸稳定性、优良的成型性、高光泽特性、优良的耐摩擦（磨耗）和长期滑动特性等特点；对于某些无机药品及油类具有超群的耐久性。 汽车装饰件塑料原材料的选择 如何选择汽车装饰件塑料原材料？主要是根据装饰件在汽车上所起的作用、所处的应用环境及其制造工艺、塑化成型所需的技术条件等因素，再结合塑料原材料本身的特性来选择相应的合适的原材料。 塑料件的性能要求一般为：物理性能：密度、成型收缩率、吸水率和填充量；机械性能：拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量和悬臂梁冲击；热性能：维卡软化点、热传导率、热变形温度和阻燃性能；电性能：介电常数、介电强度、耐导电径迹和体积电阻率。 1.汽车外饰件塑料原材料的选用 前、后保险杠、外侧围护板，由于其处于汽车的周围，对汽车起保护的作用，要求防撞、吸能，应具有超高的耐冲击性和韧性。并且由于它是汽车外部工作件，工作环境较为恶劣，这就要求具有耐高/低温性、耐老化性能和耐腐蚀性；又由于它体积比较大，制造时成型困难，表面易形成流痕、熔接痕，这就要求材料流动性好、具有优良的成型性。 保险杠是外观件，对表面外观有较高的要求，有的要进行喷漆处理，还需要涂装性好。 此外，保险杠的最大尺寸接近2m，收缩变形较大，尺寸难以保证在公差要求的范围内，所以还要求具有尺寸稳定性。据此，结合塑料材质的特点，保险杠的原材料可以选用如下材料：PP+EPDM+Talc、PBT/ABS、PC/ABS、PA/ABS和PC/PBT。 散热格栅又称中网、散热器罩，它装在汽车发动机水箱的前边，起到通风散热的作用，也是外部工作件，因此要求原材料耐高温、耐候性强。散热格栅是汽车的前部亮点，有的要求电镀，还要求表面流畅，这样更美观、漂亮，故要求原材料具有优良的流动性、良好的电镀及喷涂性能。据此，结合塑料材质的特点，散热格栅的原材料可以选用如下材料：耐热ABS、PC/ABS、PC/PBT、ASA和AES。 标牌、铭牌是小件，固定或贴在汽车的表面，是外部工作件，它的原材料需具备耐高/低温、耐化学腐蚀性；有的需要电镀，故需要有良好的电镀性。据此，标牌、铭牌的原材料可选用如下材料：电镀级ABS、电镀PC/ABS。 行李架装在汽车顶部，是外部工作件，要求耐候性强；有的行李架还需要承重，故要求强度高、耐冲击强；行李架细长，纵向收缩变形较大，尺寸难以保证在公差要求的范围内，所以还要求具有尺寸稳定性。据此，行李架可选用如下塑料：PC/ABS、PBT+GF。 扰流板起扰流、减小汽车风阻系数和消除涡流噪音的作用，是外部工作件，要求耐候性强；有的要求喷漆以求美观和消除成型工艺造成流痕、水纹、结合痕等缺陷，故要具有良好的喷涂性和优良的加工性能。它可选用如下塑料：PP+EPDM+Talc、ABS、PC/ABS和PP66+GF。 门拉手/门把手是外部工作件，经常受力，接触汗液等，有的需要电镀或喷漆，原料要具有低温韧性、良好的电镀性及喷涂性能、耐疲劳性、耐化学药品；它们多数要进行二次加工，进行二次包塑或机加工，故此其原料还要具备尺寸稳定性。它可选用如下塑料： ABS、ABS +GF、PP+GF、电镀PC/ABS和PC/PBT。 后视镜是外部工作件，工作环境也较为恶劣，原料需要具有耐候性强、耐冲击强；后视镜通常要电镀或喷漆，还要有良好的电镀性及喷涂性能；后视镜要求外观流畅、尺寸变化小，原料要具有流动好、尺寸稳定性的特点。它可选用如下塑料：ASA、AES、ABS、PP+GF、PC/PBT和PBT+GF。 除雾格栅又叫前雨刮格栅，它位于前风挡玻璃下边，发动机舱后上边，主要作用是密封、防止前风挡玻璃挡下的雨水和杂物进入机舱。它要求耐候性强、耐冲击性高；由于它不需要光亮，要低光泽。它可选用如下塑料：PP+ Talc、耐热ABS、PC/ABS和PA/ABS。 轮胎罩套在备胎上，一般用于越野汽车，工作环境更为恶劣，因此它要具备耐冲击性、抗震抗拍打性和耐腐蚀。它可选用如下塑料：PP+EPDM+MD、PA+EPDM+MD。 2.汽车内饰件塑料原材料的选用 仪表板是汽车内饰件中最为复杂、最大，承载件最多、最难于加工制造的部件，它集安全性、功能性、舒适性与装饰性於一身，除了要求有良好的刚性及吸能性，人们对其手感、皮纹、色泽、色调的要求也愈来愈高。它要求原材料流动性、成型性、尺寸稳定性好；由于仪表板接受阳光的直接照射，所以它要具备高耐热性；仪表板要有良好的刚性及吸能性，所以它要具备高耐冲击性、柔韧性；同时要避免光线影响驾驶员视线，还要具备低光泽性。它可选用如下塑料：PP+ Talc、耐热ABS、PC/ABS、PA/ABS和PBT/ABS。 控制面板装在仪表板上，它主要承载一些电器功能件，它要求原材料高耐热、低光泽性（良好的消光性外观）、优良的成型加工性能。它可选用如下塑料：耐热ABS、PC/ABS。 出风格栅装在仪表板上，它是汽车空调的出风口，要经常拨动。它要求原材料高耐热、耐冲击性、柔韧性和尺寸稳定性。它可选用如下塑料：耐热ABS、PC/ABS 、PBT/PET+GF 和PP+ Talc。 杂物箱和副仪表板与仪表板相连，主要用于盛放物品；它要求原材料高刚性、耐热性、高冲击性、耐刮檫性、尺寸稳定性和低光泽性。它可选用如下塑料：PP+ Talc、ABS和PC/ABS。 扶手和拉手是司乘人员的把手，它要求原材料具有高耐热、高冲击、尺寸稳定性、低光泽性和易于涂装、电镀。它可选用如下塑料：PP+ Talc、耐热ABS和PC/ABS。 门内饰板、衬板和立柱护板安装在驾驶室的周围，形成司乘人员的室内活动空间，它要求原材料具有高强度性、高表面硬度、耐冲击性、耐化学性、低气味、易成型加工性、尺寸稳定性和耐刮檫性。它可选用如下塑料：PP+ Talc、PP+ EPDM-T、耐热ABS和PC/ABS。 发动机罩，位于发动机舱内发动机的上部，用于遮盖发动机及其管路、线束，由于发动机舱内温度较高，油污较大，它要求原材料具有高耐热、高冲击、高强度、低翘曲、耐油、耐腐蚀和尺寸稳定性。它可选用如下塑料：PA+GF+MD、PA+GF。 结束语 本文是作者多年来从事汽车装饰件开发的总结，也可作为汽车塑料饰件件原材料选用的参考。 塑料件原材料的选择很重要，原材料选择得合适，塑料件的各项综合性能就会很好的体现；塑料件就能在其工作位置充分的发挥其功效；塑料件就会经久耐用；塑料件的制造成本也会降低；更会很好的提升塑料件的性价比。 随着塑料原材料及合成高分子材料的深入研究和发展，会有更多具备各项综合性能的塑料材料出现，塑料件原材料的选择面会更大；随着塑料件制造业的发展，塑料件的制造方法和成型工艺也会更加成熟。塑料在汽车行业的应用前景会更加广阔。(end)

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