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盤點|車用聚丙烯材料分類及介紹

2018-08-23

隨著汽車工業的蓬勃發展,制造汽車的各種原材料也迅速發展和更新換代,越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應用已有近50年的歷史,目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設計和制造水平高低的一個重要標志,塑料飾件的大量應用,促進了汽車的減重節能,提高了汽車的美觀舒適度。

 

PP以密度小、性價比高、具有優異的耐熱性能、耐化學藥品腐蝕性、剛性、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應用。近來更是有把汽車內飾和外裝材料統一到PP系列材料的趨勢。由于高性能基礎樹脂的開發生產周期長、投資巨大、技術要求高,且需要高精尖的集成先進綜合技術,所以對現有PP樹脂需要進行更廣泛、更有效、更經濟、更實用的改性。

 
無機填料和彈性體增韌增強改性PP
 

無機填料和彈性體增韌增強改性PP主要是“三高”。是由 PP樹脂、三元乙丙橡膠(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韌彈性體及滑石粉、碳酸鈣等無機填料的復合物,其主要用于汽車保險杠的注射成型,且改性PP保險杠具有成本低、質輕、易涂裝、可循環使用等優點。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數和低收縮率,且其抗化學腐蝕性能強,尤其是經表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能,提高材料的模量和熱變形溫度。

 
玻璃纖維增強改性PP
 

玻璃纖維增強改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應用(如在前端模塊、儀表板骨架、車門模塊等典型部件的應用)是多年來的研究熱點之一。

 

LGFPP制品指含有長度為10~25mm的玻璃纖維改性的PP復合材料經過注塑等工藝形成的三維結構。10~25mm的長玻璃纖維增強聚合物相比普通4~7mm的短玻璃纖維增強聚合物具有更高的強度、剛度、韌性,以及尺寸穩定性好、翹曲度低等優勢。此外,LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能,即使經受100℃的高溫也不會產生明顯的蠕變。

 

與金屬材料和熱固性復合材料相比,LG-FPP的密度低,相同部件的質量可減輕20%~50%;LGFPP能為設計人員提供更大的設計靈活性,可成型形狀復雜的部件、提高集成汽車零部件的能力、節約模具成本(一般長玻璃纖維增強聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)、減少能耗(長玻璃纖維增強聚合物的生產能耗僅為鋼制品的60%~80%,鋁制品的35%~50%)、簡化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產品,具有強度高、熱膨脹系數低、耐高溫、阻燃性能好、低浮纖、低翹曲、低收縮 等特點。

 
發泡改性PP
 

PP發泡材料是通過提高PP的熔體強度,從而提高發泡倍率而制成的低密度物質,其具有質輕、耐熱、耐高溫等優點。

 

隨著汽車輕量化的發展,選用PP發泡材料已成為汽車減重的重要途徑,目前其在汽車內飾上的應用也越來越多,其中PP發泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%,卡車、工程機械車占20% ,客車、商務車占35%。

 

汽車用PP發泡材料主要為化學微發泡材料,因為普通微發泡PP制品的表觀質量很不理想,僅適合于需要表面覆皮的高端車,不僅增加了制造成本,也限制了PP發泡材料的推廣和應用;而化學微孔發泡是以熱塑性材料為基體,化學發泡劑為氣源,通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態,注入模腔后氣體在擴散內壓的作用下,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡,且其理想的泡孔直徑應 <50μm ,但目前國內行業實際生產的微發泡PP的微泡孔直徑約為80~350μm 。對于微孔發泡主要有注塑微發泡、吹塑微發泡和擠出微發泡等,注塑微發泡適用于各種汽車內外飾件,如車身門板、尾門、風道等;擠出微發泡適用于密封條、頂棚等;吹塑微發泡適用于汽車風管等。

 

利用微發泡技術可使PP制品的質量減少約10%~20% ,較傳統材料在部件上可實現最高50%的減重,注射壓力降低約30%~50% ,鎖模力降低約20% ,循環周期減少10%~15%,同時還能提高汽車的節能性,較傳統材料可實現最高30%的節能,并且能改善制品的翹曲變形性,使產品和模具的設計更靈活。

 

在一些部件中,如汽車風管、風道,還可實現隔熱、降噪的效果,減少后道工序的成本。 密 度 為0.06g/cm3的輻射交聯PP高發泡片材具有良好的力學性能,作為汽車車頂,可降低汽車的質量,同時其還可用于汽車的內飾件,有利于汽車的輕量化。

 
耐刮擦PP
 

相對于工程塑料來說,PP、橡膠改性PP、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收、質輕、成本低的優勢,因而被越來越多地應用于汽車以及其他領域,然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差,而這一性能卻是儀表板、操控臺和門板表皮等汽車內部應用部件的關鍵性能,也是汽車外部應用部件、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一,而且表面性能提高的聚烯烴能很好地代替金屬和工程塑料,同時還有利于涂色,因此積極尋找提高聚烯烴材料耐刮擦性能的解決方案十分重要。通過添加涂層、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能,例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內飾用PP復合材料。


文章來源:榮格工業資源網

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