塑料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

當(dāng)前，世界汽車材料技術(shù)發(fā)展的主要方向是輕量化和環(huán)?；?。減輕汽車自身的重量是降低汽車排放，提高燃燒效率的最有效措施之一，汽車的自重每減少10%，燃油的消耗可降低6%～8%。為此，增加塑料類材料在汽車中的使用量，便成為降低整車成本及其重量，增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，隨著汽車材料國產(chǎn)化的開展，我國汽車用塑料步入了世界發(fā)展的軌道。

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)發(fā)達國家相比，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達到10%～15%，有的甚至達到了20%以上。雖然各國使用的塑料品種不盡相同，但大體相似。就不同品種的塑料用量來看，如果按使用數(shù)量排列，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，因為汽車的外觀是給別人看的，而人們真正享受的是汽車的內(nèi)飾，內(nèi)飾強調(diào)觸覺、手感、舒適性和可視性等。內(nèi)飾產(chǎn)品主要包括以下幾個方面：

目前，我國使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，一般采用PP、PC、ABS、ABS/PC等一次性注射成型。這種儀表板表面有花紋，尺寸很大，無蒙皮，對表面質(zhì)量要求很高，對材料的要求是耐濕、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，易形成流痕和粘接痕，同時添加色母不均，容易產(chǎn)生色差，因此表面需經(jīng)涂裝后才能使用，且最好選用亞光漆涂裝。另外，由于高檔儀表板追求質(zhì)感，所以在儀表板表面做一部分桃木飾紋將是一種發(fā)展方向。

汽車常用的內(nèi)飾件及所選材料內(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PP等耐光.抗沖擊冷硫化PU.SMA.PC/ABS等儀表板芯ABS強度.涂漆性增強PP儀表蓋板ABS尺寸穩(wěn)定.耐熱增強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)機殼ABS.增強PP耐熱強度

曖風(fēng)機葉輪POM強度

汽車常用的內(nèi)飾件及所選材料內(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，安全性高，耐熱、耐寒，堅固耐用，且手感好。但是，由三種以上材料構(gòu)成的儀表板，材料的再生利用極為困難。為了便于回收利用，正在發(fā)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)泡材料構(gòu)成的儀表板。

●車門內(nèi)板

車門內(nèi)板的構(gòu)造基本上類似于儀表板，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)泡材料的針織滌綸表皮復(fù)合在骨架上形成一體。最近開發(fā)成功的低壓注射—壓縮成型方法，是把表皮材料放在還未凝固的聚丙烯毛坯上，經(jīng)過壓縮，壓成為門內(nèi)板。表皮材料為襯有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表面復(fù)合針織物的簡單結(jié)構(gòu)，即沒有發(fā)泡緩沖結(jié)構(gòu)，有些貨車上甚至使用直接貼一層PVC人造革的門內(nèi)板。

車門周圍塑料件部件名稱所以材料門檻前部.后部護板左門內(nèi)飾板總成門框內(nèi)護條總成車門窗內(nèi)密封條總成門拉手總成左右門上梁護板總成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

目前坐墊及靠背基本上是由軟質(zhì)PU發(fā)泡制成。對于座椅的表皮材料，60年代大多數(shù)采用PVC人造革，70年代開始使用真皮織物包皮，織物材料主要是尼龍，預(yù)計聚酯織物包皮會逐年增加。座椅緩沖材料為模壓發(fā)泡的軟質(zhì)高彈性PU，目前尚無其它發(fā)泡材料可以替代它。軟質(zhì)PU發(fā)泡材料可用熱硫化層和冷硫化法生產(chǎn)，但從設(shè)備投資和材料性能考慮，目前座椅緩沖墊多用冷硫化法生產(chǎn)?？紤]到座椅的舒適性，緩沖墊的密度可以改變，從而使軟硬度隨之改變。如奧迪A6轎車靠背上的緩沖墊可使用天然纖維（如椰子殼）浸膠材料，其特點是透氣性好；骨架材料可用GMT（玻璃纖維氈片）取代鋼鐵材料。

●頂棚、后圍

車內(nèi)頂棚、后圍（后圍主要對重型車而言）是內(nèi)飾件中材料和品種花樣最多的一種復(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、后圍一般由基材和表皮構(gòu)成，基材需要具有輕量、剛性高、尺寸穩(wěn)定，易成形等特點，為此一般使用熱塑性聚氨酯發(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。表皮材料可用織物、無紡布、TPO、PVC等。我國的轎車頂棚一般使用TPO發(fā)泡片材、玻璃纖維、無紡滌綸布材料層壓成型。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，表皮材料選用針織面料、無紡布、PVC等。

●發(fā)動機罩及地墊

發(fā)動機罩及地墊屬中、重型汽車及客車的重要內(nèi)飾件?，F(xiàn)在，發(fā)動機罩一般是將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。轎車中的地墊一般都采用美觀、漂亮的復(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材料等。改性PP汽車硬質(zhì)保險杠專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專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拉伸強度/MPa18-3017-33斷裂伸長率/%300-800142-760彎曲強度/MPa14-2819-30缺口沖擊強度/(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目前轎車上所使用的散熱器格柵一般用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，使用時需加入耐候性助劑，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材料，在注塑成型后，表面可不經(jīng)涂裝。表面不涂裝的散熱器格柵，其成本將降低50%。最近，出現(xiàn)了以聚酯彈性體為材料的格柵，經(jīng)表面濺射金屬鉻后使用，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，要求所使用材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制作；斯太爾1491的翼子板則采用PU彈性體制作?，F(xiàn)在，翼子板用塑料多為PU類，也有采用樹脂制作的。今后，用PA/PP合金注射成型是一種發(fā)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量PVC100重質(zhì)炭酸鈣10-60DOP40-80內(nèi)外潤滑劑2TPVC20-40加工助劑ACR3-5三堿式硫酸鉛/二堿式亞磷酸鉛6-10炭黑2改性EVA汽車擋泥板塑料配方原料加入量/質(zhì)量粉原料加入量/質(zhì)量粉EVA(VA15%)60穩(wěn)定劑(944)0.2LLDPE40炭黑母料2抗氧劑(B900)0.06●進氣道

進氣道是為發(fā)動機而設(shè)計的部件。對于卡車來說，進氣道是重要的外飾件，通常位于駕駛室后面，一般為ABS板吸塑二次加工成型、PE吹塑成型或ABS注塑而成，重卡斯太爾王和“黃河王子”的進氣道就是ABS注塑而成，重約15Kg。

●導(dǎo)流板

導(dǎo)流板通常具有輕量、高剛性、設(shè)計新穎并呈流線型等特點。根據(jù)不同車型的要求，一般可采用SMC（片材模塑材料）、FR