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汽车内外饰常用塑料及其应用

汽车内外饰常用塑料及其应用

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汽车内外饰部件常用塑料主要有PP类、PU类、ABS类(包括ABS和PC+ABS)、PE类、PA类和POM等,其中用量最大的为PP类材料。
 
图 汽车内饰取材现状图
 
1. PP
PP中文名称聚丙烯,是由丙烯单体经自由基聚合而成的聚合物。它是一种无毒、无臭、无味,且高密?#21462;?#26080;侧链、高结晶度的乳白色线性聚
 
合物。也是内外饰部件用量最大的塑料材料。
 
优点:
 
1) 密度小(最轻的塑料),质量轻;
 
2) 吸水率低于0.02%,几乎完全不受水分?#36136;?
 
3) 抗冲击强度高,加工流动性好,易成型,制品外观质量好;
 
4) 原料来源丰富,价格便宜;
 
5) 耐温性能好(但热负荷变?#25991;?#21147;差);
 
6) 耐化学性能好。
 
缺点:
 
低温环境?#34432;?#24615;和耐候老化性能差(可通过改性、添加助剂等方式改善);
 
结晶性材料,收缩率较大,尺寸稳定性差。
 
应用:
 
PP类材料主要使用部件为零件本体,如仪表板本体、副仪表板本体、杂物箱、储物箱、门护板本体、立柱护板本体、门槛压板、座?#20301;?#26495;、
 
行李箱护板、?#19997;头?#25163;、前/后保险杠?#21892;ぁ?#20391;裙护板、?#33018;?#31383;下装饰板、?#26448;?#26495;等。
 
纤维增强PP类材料具有较高的刚性,尤其是长玻纤增强和玻璃纤维?#22791;?#24615;,在结构件上使用较多,以替代金属为主,应用在备胎舱、座椅骨
 
架、门模块等部件?#31232;?/div>
 
 
图 PP-LGF材料门内板
 
 
图 PP应用于保险杠
 
2. ABS
ABS是一种无定形材料,为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。综合了丙烯腈(耐热性、耐化学性、高刚度)、丁二烯(坚韧)、苯乙烯(良好加工性、
 
染色性好?#25512;?#20505;性差、易氧化)三种单体的优良性能。ABS的特性主要取决于三种单体的比例及?#36739;?#20013;的分子结构,改变三组分的比例、化合
 
方法、颗粒的尺寸,便可生产出不同的品种。
 
优点:
 
表面装饰性和二次加工性,包括喷漆、电镀、焊接、粘接等;
 
尺寸稳定性和耐蠕变性能好。
 
缺点:
 
为耐化学性差,耐紫外线不佳(丁二烯组分具有),光泽度高。
 
耐热性不高,热变形温度较低。
 
应用:
 
ABS在内外饰部件上主要应用于采用喷漆、电镀、水转印、IMD等工艺的装饰件,例如喷漆装饰条、电镀亮条、电?#32856;?#26629;、电镀标牌、后视
 
镜外壳等。同时因其尺寸稳定性特别是高温稳定性较好,所以也被用于组合仪表罩、转向柱护罩、门护板中部嵌板、开关按钮、出风口面板
 
等。吹塑级的ABS还可以用于扰流板。
 
注意事项:
 
零件温度要求是决定选择不同耐热等级ABS的主要考?#19988;?#32032;。另外,由于ABS较差的耐候性,一般不用于暴露于阳光直射的外饰皮纹件。
 
 
图 ABS应用于方向盘盖
 
 
 
图 高性能电镀级ABS应用于汽车格栅
 
3. PC+ABS
PC+ABS是PC和ABS共混的合金塑料,PC与ABS共混物可以综合PC和ABS的优良性能。
 
优点:
 
耐热性、韧性、冲击强度(特别适用于高强度结构件)和阻燃性;
 
良好的加工性、表观质量和低密?#21462;?/div>
 
材料单位成本降低,溶体黏度降低。
 
作为两种无定形塑料的合金,PC+ABS的优点为综合性能优良,无明显缺点。
 
应用:
 
PC+ABS应用于一些需要一定耐热性且对冲击要求较高的装饰件,如电镀门把手、中控台装饰板等。由于具有优秀的低温性能、尺寸稳定性以
 
及与泡沫出色的粘结性能,PC+ABS还常应用于高档车型的仪表板本体。
 
 
 
图 PC+ABS应用于中控面板/CD支架
 
图 PC+ABS合金应用于门把手
 
4. POM
POM是一种半结晶塑料,中文名为聚甲醛。POM分为均聚和共聚两种。均聚POM是三聚甲醛或甲醛的均聚体;共聚POM是三聚甲醛与1,3-二
 
氧戊环的共聚体。均聚甲醛结晶度高,机械强?#21462;?#21018;性、热变形温度等指标比共聚甲醛好,共聚甲醛熔点低,热稳定性、耐化学腐蚀性、流
 
动特性、加工性和连续使用温度均优于均聚甲醛。
 
POM的端基为半缩醛(-CH2OH),当温度高于100℃时,端基易断裂,一般需经封端基处理使其稳定化,提高其热稳定性和耐热使用温?#21462;?/div>
 
优点:
 
耐磨性高、比强度和比刚性接近于金属、?#25512;?#21171;性好。
 
缺点:
 
耐温不高、阻燃性差、收缩率大。
 
应用:
 
POM主要应用于耐蠕变性、?#25512;?#21171;性、耐磨要求高或者有自润滑要求的部件,如保险杠安装支架、开启手柄、卡扣、封口内部机构件、玻璃
 
升降?#20302;车取?/div>
 
图 超高粘度POM应用于玻璃升降器组件
 
 
 
图 POM应用于扬声器格栅
 
汽 车内外饰部件常用塑料主要有PP类、PU类、ABS类(包括ABS和PC+ABS)、PE类、PA类和POM等,其中用量最大的为PP类材料。
5. HDPE
HDPE为高密度聚乙烯,是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂,为PE的一个重要?#31181;?#26448;料。其性能主要受密?#21462;?#20998;子量、分子量分布和添
 
加剂四个因素影响。
 
优点:
耐寒性、耐环境应力开裂性和阻隔性能优异。
 
缺点:
耐高温性能差。
 
应用:
HDPE在内外饰部件上应用于吹塑部件,主要为仪表板风?#32769;低常?#19968;般选熔?#21103;?#36739;低的HDPE,熔体强度高。风道对HDPE的主要性能要求为
 
耐温性,包括高温性、低温性和温度交变稳定性。其他性能要求HDPE具有低散发性、低气味性。
 
图 HDPE应用于塑料油箱
 
6. PA
PA俗称尼龙,学名聚酰胺,是分子主链上含有重复酰胺基因-[NHCO]-的热塑性树脂总称。脂肪族尼龙是最主要的品种,其命名由合成单体具
 
体的碳原子数而定,最常用的为PA6和PA66。
 
优点:
纯PA6和PA66的主要优点为耐磨损,自润滑性好,韧性好,亚甲基/酰胺基的比例越大,柔性?#33014;谩?/div>
 
缺点:
吸水性、尺寸稳定性不佳,酰胺键的比例越大,吸水率越高。
 
PA6和PA66作为半结晶塑料,在玻纤增强后性能得到成倍提升,尤其是刚性和耐热性,但短玻纤的引入也会导致取向翘曲和表面浮纤问题。
 
应用:
尼龙在内外饰部件中主要发挥其耐磨自润滑性和刚性好的优点。
 
纯PA66在卡扣、扎带和齿轮中应用较多,玻纤增强的尼龙多应用于结构件,如外开把手、内开手柄、后视镜底座、安全气囊安装支架等。考
 
虑到尼龙材料的承受高温能力,绝大部分尼龙材料应用在发动机舱领域。纤维级尼龙称为锦纶,可应用在地?#33655;稀?/div>
 
 
 
图 尼龙扎带,摄于兰蒂奇展台
 
 
 
图 玻纤增强PA6 应用于车内外把手
 
 
 
图 PA用于汽车油底壳
 
7. PVC
PVC为聚氯乙烯,是由氯乙烯单体经聚合反应而制成的无定形热塑性树脂加一定的添加剂 (如稳定剂、润滑剂、填充剂等)组成,物理外观为白
 
色粉末。
 
优点:
添加助剂后,可塑性强、耐低温性能好。
 
缺点:
纯PVC软化/熔融温度高,对热极不稳定、易降解,易老化。
 
应用:
PVC塑料在内外饰部件上主要应用于仪表板表皮和门板上装饰板表皮,而有些变速杆球头采用PVC塑料。需要考虑PVC得耐热老化性、耐光照
 
色?#21619;?#21450;耐低温性能。
 
 
 
图 PVC用于仪表盘表皮
 
8. PBT
PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯,是一种半结晶塑料,属于聚酯系列,与PET一起统称为热塑性聚酯,或饱和聚酯。
 
优点:
PBT最出色的性能在于电性能,不受湿度变化的影响。玻纤增强后其强度和耐热性得到大幅提升,可用于结构件。
 
缺点:
其在高温高湿环境下脂键的水解可能导致长期使用性能下降。因此加工时含水量必须非常低,某些应用应使用抗水解牌号。
 
应用:
纯PBT或低玻纤含量增强的PBT多应用于电器件,如接插件等,高玻纤含量的PBT多应用于结构件,如后视镜底座、行李架支座等。PBT的合
 
金材料PC+PBT可用于保险杠吸能块、门把手、加油口盖等。
 
使用高玻纤含量的PBT做结构件,因为?#33519;?#26367;代金属或玻纤增强尼龙,主要性能要求为机械强?#21462;?/div>
 
 
 
图 PBT应用于大灯装饰框
 
 
 
图 PC/PBT合金用于加油壶盖板
 
9. PU
PU即聚氨酯,是由异氰酸酯于多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。
 
优点:
聚氨酯泡沫的主要优点在于压缩变?#25991;?#21147;、回弹性好、良好的声学性能。
 
缺点:
鉴于环保压力,聚氨酯需要在环保发泡剂、降低VOC和中间体?#21355;?#30002;苯二异氰酸酯(TDI)含量方面进行改善。
 
应用:
聚氨酯主要应用于汽车座?#38395;?#27819;、仪表板软质发泡层、地毯/前壁板隔音垫吸音层。此外,硬质的聚氨酯片材经过与玻纤组成复合板材大量用
 
于顶蓬基材。
 
 
 
图 聚氨酯用于汽车顶棚
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