车用改性塑料

作者：中国塑协改性塑料专委会 刘英俊

欢迎访问e展厅 展厅 1 工程塑料展厅 聚乙烯(PE), 聚苯乙稀PS, 聚酰亚胺PI, 聚酰胺PA, PA66塑料(尼龙), ... 车用塑料市场前景广阔，成为众多塑料加工企业关注的热门领域 据新闻节目报导，进入汽车社会的中国大地上，汽车保有量仅次于美国，已超过1亿辆，稳居世界第2位。同时我国也已经是全世界汽车制造大国，年产各类汽车达1800多万辆。众所周知，从节能减排角度看，在保持汽车必要性能的前提下，尽量减轻汽车自重是最有效的办法，而尽量使用以塑料为标志的高分子材料是实现汽车减重的最为有效的途径。 尽管我国汽车制造工业使用塑料材料的整体水平还未达到世界领先程度，但无论是乘用车还是货运车每年所需要的各种塑料材料的绝对数量都在数百万吨以上，占全国各种塑料制品年产量的10%左右，而且较之农用、建筑用、包装用等其它门类的塑料制品，其产品的经济效益都是名列前茅的。 车用塑料的绝对数量庞大和可观的经济效益吸引越来越多的企业投身其中，导致销售市场上激烈竞争，主要表现在以下几个方面： 1）资金是否雄厚以应对回款期限过长的压力； 2）技术水平能否应对市场上不同档次产品的性能要求； 3）是否意识到合理使用废弃塑料的必要性并拥有相应的应对能力。 除资金因素只有少数企业有应对能力外，多数企业能否在激烈的竞争中取得主动权关键在于是否掌握了塑料改性技术，通过填充改性、共混改性和合理使用废弃塑料为用户提供高性能价格比的质优价廉的车用塑料颗粒料及制品。 塑料材料在汽车上的应用情况 从塑料品种上看，按用量依次排列为PP、PVC、PU、不饱和聚酯、ABS、PE、PA、PC等，但这些塑料材料使用纯树脂的比例很小，大部份都是经过填充、共混或复合改性的。 PC/ABS合金用于制作汽车仪表板、车门把手、空调系统部件、尾灯罩、轮罩及内饰件等；PC/PBT合金和PC/PET合金用于车门门框、档泥板等；玻纤增强尼龙（GFPA6、GFPA66）用于发动机及周边部件、机油滤清器、雨刷、散热器桥栅等；此外还有许多种工程塑料及合金，如PBT、POM、PPE/PS合金、PPE/PE合金，PPE/PBT合金等用于制造多种汽车零部件。尽管这些材料的价格昂贵，但因其耐热、高强度等方面的需要，是其它材料不可替代的。例如传动齿轮用POM（聚甲醛）制成是由于POM在常温下具有优良的自润滑性，承载能力也比较理想，但随着温度升高，POM的承载能力显著下降。80℃的环境温度下，POM的强度下降为室温环境时强度的一半，而环境温度为120℃时，其强度仅为室温下强度的四分之一左右。在汽车行驶过程中，传动齿轮相对转动时，其接触面因摩擦而升温，转动越快，升温越剧烈，如时间超过1分钟，这种摩擦导致的温升就会对齿轮的承载能力产生很大影响，因此为了保障汽车在持续高速下的安全运行，其传动系统的齿轮必须选用在高温下仍能承担高负载同时还要耐冲击和耐磨的塑料材料。一些经改性的工程塑料可以承担此种使命，如玻璃纤维增强PA66和HTPA等，而DSM工程塑料公司研制的Stanyl® TW241F6，在相同温度下（140℃），比玻纤增强PA66和HTPA的强度高出50%以上（见图1），在同等使用条件下，同Stanyl® TW241F6做成的齿轮，其寿命是PA66做成齿轮的上千倍。 从塑料材料的性能及内含的技术水平方面看，车用塑料的情况更是千差万别，同样的汽车保险杠价格相差数倍，直接供给整装厂的零部件和汽配市场的同类产品也不是一回事，其主要原因是所用的塑料材料不同，即使材料相同也因改性技术水平高低会出现明显的性能价格比上的差异。 一种观点认为必须使用全新的基础料，才能确保产品质量，从而保持供货企业的良好声誉。在这种思想指导下无疑会因为成本因素导致产品缺乏市场竞争力，以致生产和经营上都出现困难。我们应当提倡在保证使用性能的前提下尽量降低制造成本，主要是降低原材料的成本，而不是一味地反对使用相对廉价的通用塑料或废旧塑料材料。性价比高，竞争力强，市场能够接受的关键是对材料的性能与功能的把握，离不开塑料改性技术。 经典的车用改性塑料 ★ 保险杠 大部分汽车的保险杠都是用高分子材料制成，除高档轿车的保险杠由反应注塑成型的聚氨酯材料制成外，目前多数汽车的保险杠都是以聚丙烯（PP）为基料，经改性而成的塑料材料注塑成型而制成。改性的主要目的是改善其抗冲击性、耐低温性、耐老化性和尺寸稳定性。用来改进其抗冲击性能的弹性体材料有POE、EPDM、EPR等。为了使保险杠的柔韧性和刚性均衡，同时改善尺寸稳定性，使用适量滑石粉是必要的。为了提高其耐候性，还要加入适量抗氧剂、光稳定剂等。表1给出国内某企业生产的保险杠用改性聚丙烯专用料（FD-18）的性能。 ★ 仪表板 仪表板是一种薄壁、大面积、上面开有很多安装仪表用孔和洞的形状复杂的零部件。表2为国内外一些企业研制的轿车仪表板用改性聚丙烯专用料的性能。 ★空气过滤器（见表3） ★侧护板、档泥板（见表4） 国外一些公司采用塑料合金或其它改性方法制作挡泥板，如ICI公司在Maestro货车上用夹心成型的玻璃纤维填充PP做挡泥板；法国Atochem公司开发的PA/PP合金是一种新的有竞争力的材料，其流动性能很像PP而价格又较便宜；BASF开发了PA/PPO共混物制挡泥板；日本的Bel和Pao车都采用PP/PA合金做挡泥板，可在线涂覆，降低了成本。DOW公司的RIM聚脲体系SpectrimHF-85用在GM公司的Mini货车上作前挡板，经实验证明，表面性能很好，比PU成型清晰度好。 ★ 燃油箱 要求其材质耐寒、耐热、耐蠕变、耐应力开裂、耐大气老化、耐溶剂及化学药品，同时还要求抗冲击性强、阻隔性能好等。 燃油箱的基材选用高分子量高密度聚乙烯（HMHDPE），但必须有优异的阻隔层，多采用尼龙或乙烯—乙烯醇共聚物EVOH。齐鲁石化生产的HMHDPE与德国同类树脂的性能见表5。 目前最先进的燃油箱制造技术采用多层共挤吹塑工艺及设备，六台挤出机分别融熔挤出一层物料，其中内层和焊接层为主料、阻隔层为EVOH或PA6、PA66，粘结层为马来酸酐接枝改性的LDPE或HDPE，回收料层可使用料头或残废品的粉碎料。 ★ 内饰件 包括方向盘、座椅、顶蓬、内门板、行李箱内衬、发动机罩内衬等。 方向盘采用聚氨酯（PU）、改性聚丙烯、尼龙等材料制成，内门板采用改性聚丙烯或ABS制成、顶蓬的材料为发泡片材及其它表面装饰材料。 鞍山君利工程塑料有限公司研制的中华M2方向盘盖用改性聚丙烯专用料以共聚聚丙烯为基体原料，通过添加适量橡胶增韧剂和滑石粉，再加入适量助剂，得到的改性聚丙烯专用料的性能如表6所示。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/22/2013)