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工程塑料在汽车塑料零部件的应用探秘

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放大字体  缩小字体    发布日期:2017-03-27  
核心提示:随着汽车轻量化的趋势,汽车塑料零部件的使用越来越多。发达国家将汽车用塑料量作为衡量汽车设计和制造水平高低的一个重要标志,德国汽车用塑料占整体材料的15%。近年来我国汽车产业发展迅速,目前汽车年产量超过400万辆,参照国外的趋势,汽车行业年用改性塑料将在50万吨以上,其中工程塑料占了很大一部分比例,应用于汽车

随着汽车轻量化的趋势,汽车塑料零部件的使用越来越多。发达国家将汽车用塑料量作为衡量汽车设计和制造水平高低的一个重要标志,
德国汽车用塑料占整体材料的15%。近年来我国汽车产业发展迅速,目前汽车年产量超过400万辆,参照国外的趋势,
汽车行业年用改性塑料将在50万吨以上,其中工程塑料占了很大一部分比例,应用于汽车各种零部件。



 

 

汽车塑料零部件使用的工程塑料有哪些呢?

 

一、尼龙材料(PA)

尼龙主要用于汽车发动机及发动机周边部件,主要品种是GFPA6、GFPA66、增强阻燃PA6等产品。

1、在汽车发动机周边部件上的应用:由于发动机周边部件主要是发热和振动部件,其部件所用材料大多数是玻纤增强尼龙。这是因为尼龙具有较好的综合性能,用玻纤改性后的尼龙,主要性能得到很大的提高,如强度、制品精度、尺寸稳定性等。另外,尼龙的品种多,较易回收循环利用,价格相对便宜等,这些因素促成尼龙成为发动机周边部件的理想选择材料。进气歧管是改性尼龙材料在汽车领域中最为典型的应用,1990年德国宝马汽车公司,首先将以玻纤增强尼龙为原料制造的进气歧管应用在六汽缸发动机上。之后美国福特用玻纤增强PA66制造的进气歧管应用在V6发动机上,紧接着世界各大汽车公司纷纷跟进,改性尼龙进气歧管得到广泛的应用。

2、在汽车发动机部件上的应用:发动机盖、发动机装饰盖、汽缸头盖等部件一般都用改性尼龙作为首选材料,与金属材质相比,以汽缸头盖为例,质量减轻50%,成本降低30%。除了发动机部件外,汽车的其他受力部件也可使用增强尼龙,如机油滤清器、刮雨器、散热器格栅等。

聚赛龙尼龙材料在汽车领域的应用:

聚赛龙尼龙材料在汽车领域的应用

 

二、聚酯材料(PBT)

在汽车制造领域,PBT广泛地用于生产保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等汽车零部件。PBT与增强PA、PC、POM在汽车制造业中的竞争十分激烈,PA易吸水,PC的耐热性耐药性不及PBT。在汽车用途接管方面,由于PBT的抗吸水性优于PA,将会逐渐取代PA。在相对湿度较高、十分潮湿的情况下,由于潮湿易引起塑性降低,电器节点处容易引起腐蚀,常可使用改性PBT。在80℃、90%相对湿度下,PBT仍能正常使用,并且效果很好。

聚赛龙PBT材料最主要应用于车灯系统:

聚赛龙PBT材料最主要应用于车灯系统

 

三、聚甲醛材料(POM)

汽车行业是POM材料最大的潜在市场。POM具有质轻、硬度大、耐磨、耐蠕变、耐化学腐蚀性等优点,非常适合制造汽车用的汽车泵、汽化器部件、输油管、动力阀、万上节轴承、马达齿轮、曲柄、把手、仪表板、汽车窗升降机装置、电开关、安全带扣等,尤其是滑块等耐磨零件是改性POM的强项,这些部件对金属磨耗小,减少了润滑油用量,增强了部件的使用寿命。

聚赛龙公司通过增强、增韧、耐磨等改性手段,开发出系列高性能聚甲醛产品,广泛应用于汽车领域:

聚赛龙公司开发出的系列高性能聚甲醛产品

 

四、聚碳酸酯材料(PC)

改性PC由于具有优异的耐热性、耐冲击性、刚性和良好的加工流动性,在汽车上主要应用于外饰件和内饰件,仪表板周围部件、防冻板、车门把手、阴流板、托架、转向柱护套、装饰板、空调系统配件、车灯零部件等汽车零部件。

聚赛龙PC材料在汽车领域的应用:

聚赛龙PC材料在汽车领域的应用

 

五、车用塑料零部件最新行业进展

1. 索尔维发布创新热固半固化树脂系统

这种跨时代材料以ReichholdAdvalite™树脂调配,提供以下市场中无与伦比的性能及优势:

▶60秒内快干能力,是车结构部件大规模生产的理想材料(每年15辆车)

▶性能达到汽车圧热固化高性能系统的标准水平

▶与其他快干系统相比硬度独一无二

▶低粘性,设计用于自动化生产

▶室温中储存性质稳定,免除冷库和温控运输

▶这种革命性的半固化树脂系统在生产中具有高灵活性,可用于高速高效生产不同汽车部件。

“SolvaLite™的快干性能,加上索尔维在处理方式上的创新,使结构件的生产效率和成本达到汽车OEM企业的目标。”索尔维汽车生产线项目管理总监GeraldPerrin这样说。“在这个创新材料的开发中Reichhold是一个重要的合作伙伴,他们帮助索尔维创造了一种生产汽车组合结构件的新方式。”

Reichhold先进材料商业开发经理JohnIlkka还说“Reichhold与索尔维有合作协议,共同开发了用于调制SolvaLite™730的Advalite™创新树脂系统。我们为这种创新产品的上线而感到兴奋,我们相信它能让汽车业有个巨大的进步。”

 

2. 杜邦发布轻型及高强度解决方案

杜邦一直投资于材料研发,并为不同的合作伙伴开发出令人兴奋的应用产品。宝马i8跑车就是这种投资类型的完美一例。宝马i8跑车新的谐振腔采用杜邦™Zytel®PLUS95G35玻璃纤维增强尼龙为原材料。这款谐振腔,由宝马集团、杜邦高性能材料公司和MANN+HUMMEL密切合作共同开发,降低了两个涡轮增压发动机的噪音,带来了更加愉快的驾驶体验。这种材料的轻质和高强度特性还利于减少燃料消耗和CO2排放。

在不降低性能的同时减少排放的需要,是这种新应用的推动力。汽车制造商正在不断寻找替代品,以应对欧盟减少温室气体排放的目标,从而导致欧洲新车市场出现重大变化。目标要求在2021年之前将车辆二氧化碳的排放量控制在95g/km以下的水准。

这些对环境政策的考虑,意味着在汽车行业有越来越多的成本效益的需求。易加工的热塑性塑料能够在车辆的整个寿命期间,可靠地承受发动机舱或汽车外部严格的要求。限制排放的方法之一是通过涡轮增压发动机——减少发动机油耗的同时保持原有的功率。然而,减少发动机尺寸的副作用是发动机中的热量增加,因此需要用于动力系统的工业元件,其在高热、苛刻化学环境中是耐用的。

 

3. 赢创合资企业瞄准汽车行业轻量化产品

德国特殊化学品制造商赢创集团携手汽车工程公司Forward Engineering携手共建了一家合资企业,针对汽车行业推进碳纤维复合零部件的工业化量产。

3月7日,这家位于埃森市的化学品公司宣布与Vestaro GmbH(总部位于慕尼黑)之间的合作关系,表示赢创将恪守为汽车行业开发轻量化材料的承诺。“携手Vestaro是我们进一步扩大与汽车制造商之间的合作迈出的重要一步。多年以来,我们一直在为汽车轻量化的发展开发产品。”赢创交联剂业务经理RobertoVila-Keller说道。

Vestaro说道,为了实现高效制造,赢创将提供技术咨询,并挑选和调整基质配方。“在合资企业,我们将工程技术和特殊化学品捆绑销售,这意味着我们可以提供更好的复合材料矩阵系统。”Vestaro总经理Leiflckert解释道。

赢创将为新公司的材料开发提供胺类固化剂技术、Vestamin环氧树脂配方和异氰酸酯Vestanat聚氨酯配方。Forward Engineering原先是德国Roding Automobile公司的设计部门,将为新公司提供混合结构技术。Vestaro将由赢创和Forward Engineering共同经营,赢创持股49%,Forward Engineering持股51%。

 

4. 新型环烯烃聚合物——应汽车市场而生

由日本瑞翁(Zeon)生产的Zeonex和Zeonor环烯烃聚合物(COP)通常在医疗领域用于制造透明药水瓶和其他容器,但近期该公司的目标是强化该树脂的其他性能,尤其是耐热性、柔韧性和对玻璃的粘附性。

在近日于东京召开的第七届汽车轻量化展览会暨全球汽车展上,Zeon特种塑料和零部件部门的产品经理Koichi Ikeda说道,已经开发出新级别树脂L-24,应用于汽车柔性扁平连接器系统。其中一个案例是自动驾驶汽车中的77-GHz毫米波雷达系统。

新型环烯烃聚合物的目标市场是汽车扁平柔性连接器和轻量化玻璃 

据悉,相比液晶聚合物(LPC)和聚酰亚胺(PI)树脂,L-24实质性传输损耗更小。不同于LCP和PI,L-24不能溶解于30%苛性钠。抗电阻性也好于这两款竞争性树脂。介质击穿强度为250千伏/毫米,而LCP和PI都为150千伏/毫米。

由Zeon开发的另一款尚未公布的COP树脂是L-3PS。这种光稳定级别树脂具备对玻璃的超强粘附性,是一种潜在的汽车玻璃轻量化材料。Zeon的理论是,L-3PS可以在两层玻璃层中形成一层内层,外层仍是持久耐用的玻璃,但这样就实现了汽车玻璃轻量化。L-3PS对金属的粘附性也很强。即使用氙灯照射2000个小时,其光传导性能也不会改变。 
 
 
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