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1、目录 第一篇 汽车常用塑料概述 一、我国汽车塑料制品发展现状与趋势 二、汽车用塑料主要优点 第二篇 汽车常用塑料分类介绍 一、通用类塑料 二、工程类塑料 三、特种塑料 第三篇 汽车内外饰各部件常用塑料选用原则 一、内饰系统 二、外饰系统,2020/8/2,第一篇 汽车常用塑料概述,一、我国汽车塑料制品发展现状与趋势 随着现代科技的高速发展、新材料和新工艺的不断进步,时下人们对汽车的质量要求提出一系列更高的要求,主要表现在舒适性、安全性、环保性和美观性等方面。在这种背景下,汽车的轻量化、低成本化已经成为了工业设计的主导。,环 保,信息化,低成本,安 全,舒 适,清洁能源化,轻量化,可回收,低噪声
2、,低振动,驾驶平顺,NVH,2020/8/2,2020/8/2,二、汽车用塑料主要优点 汽车用塑料有很多以往传统材料没有的优点。主要表现在重量轻、有良好的外观装饰效果、有多种实际应用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、节约能源,可持续利用等各方面。高分子汽车材料的主要特点如下。 质量轻: 轻质、高强度;只有普通钢材比重的15-20%,比木头轻;在很大程度上促进了汽车轻量化 良好的加工性: 良好的可塑性和与其它材料之间良好的兼容结合性,可以用多种工艺加工出各种不 同形状、不同性能、不同颜色、不同功能的材料;还可以进行二次加工 ,如车削、冲切、剪裁等。 优良的综合理化性能: 良好的绝缘性能、防腐
3、蚀性能、耐老化性能、良好的耐磨和耐洗刷性能、良好的防水性能和力学性能、良好的粘结结合性能 。 优秀的装饰效果: 可一次性加工成具有复杂造型和多种色彩的制品 ,有时还需印刷、贴膜、轧花、复层、着色,加工成具有非常逼真的形象、花纹和图案,可以仿制天然木材、金属、动物皮的纹理,还可以表面烫金、贴膜、镀银、镶嵌等 。 节能和环保: 替代大量天然材料,节约大量的资源;良好的可加工性,生产过程节约能源;大量使用热塑性塑料,废旧料可方便回收,直接用于再制造。,2020/8/2,第二篇 汽车常用塑料分类介绍,塑料种类繁多,在汽车上的应用分为内饰件、外装件和功能件。根据名种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用
4、塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。 一、通用塑料 一般是指生产量大、成型性好、价格便宜、广泛使用的塑料。通用塑料包含五大品种,聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),都是热塑性塑料。 PP 聚丙烯,俗称百折胶,类似白色蜡状,透明、质轻,注塑时流动性好,吸水性低于0.02%,耐化学有机溶剂,除浓硝酸和浓硫酸外在很多介质中很稳定,抗沖击强度高,抗弯曲性能好、易成型、收缩率大、耐温度性强、但是在低温环境呈脆性,耐磨性不高。由于PP属于非极性材料,涂装时需要表面处理(例如火焰处理、喷底漆等)。PP收缩率为1.0-3.5%,合适的薄厚
5、为1.5-2.5mm。 注塑特性:有明显的熔点,一般加热到173左右就能熔化,在300时有少量分解,360就大量的分解;因此,注塑时温度可调区间较大,一般使用注塑温度为190240;聚丙烯不吸水,一般不需烘干,为了产品质量,也用60温度烘干1hr,以排出浮水 ;收缩时的各向异性,易引起不均衡收缩,因此设计制品时尽量避免壁厚不均匀;聚丙烯也可以做为其它易分解原料换料时的清洗剂。,2020/8/2,PP在汽车领域的广泛使用主要存在两个问题:易燃烧(会滴落燃烧物)和低温环境呈脆性。针对这两个问题,在工业的实际应用中掺加合适的添加剂,做PP改性。易燃烧会添加阻燃剂;低温环境下呈脆性,主要采用加入其它韧
6、性材料、刚性粒子或弹性体进行各种改性增韧,如橡胶(EPDM)、滑石粉(TD)、玻纤(GF)等。用PP树脂制造的汽车用制品很多,有各种仪表板、门护板、立柱护板、保险杠、水箱、装饰板,PP在汽车上的应用有越来越多的趋势。,PE 聚乙烯,最轻的塑料之一,半透明白色腊状材料,耐水性好,耐酸碱,耐有机溶剂,电绝缘性优良 。PE的力学性能与其密度有很大关系,密度越高力学性能越好,常用的两种聚乙烯分别为LDPE和HDPE。聚丙烯使用温度可达80100,摩擦性能和耐寒性好,但机械强度不高,易变形,易老化,易发脆,易应力开裂,表面硬度低,易刮伤;表面不易粘贴和印刷,印刷时需进行表面放电处理,不能电镀,表面无光泽
7、。收缩率1.54.0% ,合适的薄厚1.0-2.5mm。 注塑特性:一般的聚乙烯熔点为142,分解温度为300,注塑温度的可调区间较大,LDPE注塑时一般使用温度为170220,HDPE注塑时一般使用温度为180230。聚乙烯不吸水,生产时一般不需哄干,为了产品质量,也用60温度烘干1hr,以排出浮水。,PE作为汽车材料最大的缺点是容易燃烧,最简单、常用的方法是加入合适的阻燃剂来改善PE的燃烧性能。用PE制造的汽车制品主要有油箱、风管,前座椅装饰盖 ,风道总成(HDPE)、左右通风管总成、上下风向叶片连接杠、左右脚通风口总成等。,2020/8/2,PVC 聚氯乙烯,常用PVC是多组份的塑料,因
8、为各组份的含量不同,就形成了各种机械性能差异很大的不同硬度的PVC颗粒,一般分为软PVC和硬PVC两大类。软PVC,质柔软耐摩擦,绕曲弹性良好,吸水性低,易加工成型,有良好的耐寒性和电绝缘性能,耐酸碱,不耐有机容剂 ,PVC难燃,离火即灭 ;硬质PVC机械强度较高,表面硬度、拉伸强度、刚性等机械强度都高于PE,接近于ABS,可以做工程材料, 但使用温度低(-15+55)。收缩率:硬质PVC为1-1.5% ,软质PVC为2-2.3% ,合适的薄厚2-3.5mm。 注塑性能:PVC没有明显的熔点,一般加热到120145就能熔化,但150以下就能分解出HCL气体,180就大量的分解成HCL气体;因此
9、,需加入大量的热稳定剂才能注塑,注塑温度的可调区间较小。注塑时,一般使用温度为140160,有时也可以达到190,但时间不能超过20分钟,否则会大量分解。因为氯离子的存在,它会轻微吸水,生产时需哄干,烘干温度在7590之间,烘干1.5hr2.5hr;聚氯乙烯的熔体粘度大,流长比小,薄壁制品可能缺胶,因此,浇口和流道相对较大。 在汽车塑料制品中最常用的塑料原材料当属聚氯乙烯,用PVC塑料制造的汽车塑料制品随处可见,PVC仪表板蒙皮、PVC塑料方向盘、PVC塑料衬板、PVC塑料汽车铺地材料。这不仅是因为PVC树脂价格经济,而且加工性能和综合力学性能都比较好。,2020/8/2,PS 聚苯乙烯,俗称
10、硬胶,透明的仿玻璃状的材料,流动性好,不吸水,聚苯乙烯耐酸碱和低能醇,电绝缘性优良 ,透明度极高,有较高的表面光泽,容易印刷;但机械性能差,质硬而脆,易受许多烃类、酮类、高级脂肪脂等侵蚀而软化或应力开裂,表面硬度低易刮伤,耐热性差, 易燃,离火后能继续燃烧,热变形温度低;由于PS脆性,常将其与其它物质一起接枝共聚,如与丁二烯接枝共聚形成HIPS,成分中含橡胶后抗冲击强度和表面硬度都大大提高。收缩率0.4-0.7% ,合适的薄厚2-3mm。 注塑性能:一般的PS熔点为173,分解温度为330,注塑温度的可调区间较大。注塑时,一般使用温度为180240;聚苯乙烯不吸水,生产时不需哄干,为了产品质量
11、,也可用60温度烘干1hr,以排出浮水;聚苯乙烯的熔体粘度小,流长比大,一般不需大的浇口和流道就能充满制品;但PS质硬而脆,制品设计时,应量避免尖角,注意脱模斜度,否则,会出现制品开裂。 PS在汽车上的主要应用在仪表外壳、灯罩、照明制品上。聚苯乙烯还可通过发泡成型制备包装材料及绝热保温材料,用于生产顶棚,还有就是与其它材料接枝共聚和改性,得到很多固定搭配的PS家族的合金塑料品种,如SMA用在制造汽车仪表板骨架。,2020/8/2,ABS 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚体,俗称超不碎胶,本体呈白色,综合了丙烯晴(耐化学腐蚀性,表面硬度)、丁二烯(坚韧)、苯乙烯(良好加工性,染色性好耐气候性差,易氧化
12、)三种组分的优良性能,高冲击韧性和良好的机械性能,优良的耐热耐油性能和化学稳定性,尺寸稳定,易机械加工,表面可电镀,电性能良好。但是ABS热变形温度较低,可燃耐气候性差,易受阳光的作用变色变脆。收缩率为0.4-0.7% ,合适的壁厚1.8-3mm。 注塑性能:一般的ABS熔点为170左右,分解温度为260,注塑温度的可调区间比较大。注塑一般使用温度为180240;因为橡胶成分的存在,它吸少量水分,生产时需哄干,可用8090温度烘干12hr即可;同时,由于橡胶成分的存在,热稳定性差,比较易分解,注塑时原料不要在料筒内停留太长时间;熔体粘度比PS大,但浇口和流道一般,也能充满制品;制品易带静电,表
13、面易吸尘埃。 由于ABS种类多,表面处理效果好,价格低,被广泛使用与汽车领域。鉴于ABS的耐候性差,目前商用车中已经广泛使用高耐候的AES、ASA等材料补充ABS。当产品需要做表面处理时(例如水转印膜、喷涂)时,采用ABS;不需要表面处理时选用ASA、AES。汽车产品中最典型就是装饰亮条、换挡手柄头、内开拉手、牌照装饰板、后扰流板总成、后视镜本体、散热器隔栅本体、扶手等。,2020/8/2,2020/8/2,二、工程类塑料 工程类塑料由于拥有较好的综合机械性能,在汽车领域也得到广泛使用,在本文中主要介绍聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PU)、聚碳酸酯(PC
14、)., PA 聚酰胺,俗称尼龙,工业使用上PA种类较多,常用的有PA6、PA66和PA610。PA易印刷,易染色,电性能优良;耐药品,耐油的腐蚀。机械方面的共性是坚韧,都具有很高的表面硬度,拉伸强度好,抗冲击能力好,耐疲劳,耐折迭,耐应力开裂 。PA 的抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变,所以水相对是PA的增塑剂,加入玻纤后其抗拉抗压强度可提高2 倍左右,耐温能力也相应提高,PA本身的耐磨能力非常高,所以可在无润滑下不停工作。PA的缺点耐酸性差,耐光性差,耐污染性差。由于热膨胀和吸水性的影响,制件尺寸稳定性差,收缩率12%,需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率100% ,相对吸湿饱和时能吸8%,合
15、适壁厚:23.5mm。 注塑性能:PA由于酰胺基的存在,吸水强而吸水牢固,因此,在注塑时应充分的烘干,一般要在120烘干3-4小时;PA粘度小,流动速度快,为防止射嘴流诞,应采用自锁喷嘴或尼龙专用喷嘴。同时,要注意模具精度。 PA在汽车领域主要用于制造软管(制动软管、燃油管)、燃烧油过滤器、空气过滤器、机油过滤器、水泵壳、水泵叶轮、风扇、制动液罐、动力转向液罐、白叶窗、前大灯壳、安全带。,2020/8/2, PMMA 聚甲基丙烯酸酯,俗称有机玻璃,耐室外老化,有极好的透光性,爆晒而不影响它的透明度,在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光,室外十年仍有89%,紫外线达78.5% 。机械
16、强度较高,有一定的耐寒性,耐腐蚀,绝缘性能良好,尺寸稳定,易于成型,质较脆,易熔于有机溶剂,表面硬度不够,易刮伤起毛。合适的塑料产品:有一定强度要求的透明结构件。 注塑性能:PMMA的吸湿率为0.3%,注塑前必须进行干燥,一般在80 左右干燥24h;注塑时熔体温度在240270 ,模具温度要控制在3570 。 PMMA由于其良好的透光性能,广泛用在汽车照明标志牌、车门玻璃和灯玻璃罩上。,采用PMMA的丰田卡罗拉尾灯,2020/8/2, POM 聚甲醛,俗称塑钢,抗拉强度,沖击韧性,刚性和疲劳强度,抗蠕变性能很高,尺寸稳定性好,吸水性小,摩擦数小,具优良的耐摩擦磨损性能,在高温和水中仍有很大的刚性,耐化学腐蚀性能同于PA,但价格较低,耐反复扭曲,有突出的回弹能力。可在-40摄氏度-100摄氏度之间长期使用。POM的不足之处在于:易受强酸腐蚀,不耐高温,热稳定性差。收缩率2-3.5% 合适壁厚:1.5-2.5mm。 注塑性能: POM有明显的熔点,175时熔化,240时就分解,一般加工温度为1902