塑料与弹性体在汽车行业的应用

塑料与弹性体在汽车行业的应用苑会林北京化工大学2020/2/42目录1概述2塑料部分2.1.1典型的外饰应用2.1.2典型的内饰制品应用（座舱内）2.1.3典型的罩内制品应用2.1.4其他应用2.2热固性树脂2.2.1典型的外饰件应用2.2.2典型的内饰（座舱）的应用2.2.3典型的罩内（引擎室）的应用2.2.4其他应用3弹性体3.1热塑性弹性体3.1.1典型外饰应用3.1.2典型的内饰应用（座舱）3.1.3典型的罩内应用（引擎室内）3.1.4其他应用3.2热塑性弹性体及合成橡胶3.2.1典型的外饰应用3.2.2典型的内饰应用（座舱）3.2.3典型的罩内应用（引擎室）2020/2/431概述塑料与弹性体在汽车行业中的应用现状与发展前景制动系统中的应用包括驾驶区的刹车踏板和车轮上的鼓式刹车、碟式刹车等输油系统中的应用始于供油管，一直到发动机的气缸转向系统中有方向盘、吸能式转向管柱、转向横轴、转向柱、加强盘、连杆、球节、轮轴；动力转向系统中有方向盘、软管、油泵、油箱其他装置如进气歧管、输油输气系统、仪表板、变速器、驱动器。2020/2/44塑料与弹性体成型工艺注射成型挤出成型中空吹塑成型热成型传递成型反应注射成型（RIM）模压成型纤维毡增强成型拉挤成型缠绕成型手糊成型喷涂成型树脂传递模塑（RTM）2020/2/45塑料与弹性体的其它应用汽车固定和可动车窗专用仿玻璃材料数字/无线通讯设备燃料电池板和薄膜材料传动装置中的应用包括拉挤和缠绕法成型的高抗扭强度、高负载能力、强耐磨性以及阻燃性好的制品。而在汽车用化学纤维及其织物（如应用在座椅上的聚酯织物、应用在气囊的尼龙织物、汽车地毯用聚丙烯等）和涂料（除了新兴的模内涂装技术）方面2020/2/46结晶性・非结晶性树脂的比较结晶性非结晶性PARm-PPECOCPSPMMAABSPPPEPESPEIPSFPAILCPPPSPBTPOM特殊PAPEEKPI一般工程塑料一般塑料高价价格高耐热性SPSPCPET2020/2/47卤素灯反射体:BMC/PPS（镜面效果，耐热）衬框：PC/PBT(耐热PBT)齿轮:POM连接件:PPS2020/2/48放电灯(HID)增压器的绝缘体:PBT自动调光系统骨架：PBT齿轮:POM步进马达:PPS2020/2/49PolyurethaneApplicationsSemiRigidFoamTPUCrossLinkedElastomers2020/2/410应用实例产品:衬框材料:Duranex201XA要求:外观好,耐热性,尺寸稳定性2020/2/411应用:大灯底座材料:Duranex®3300要求:耐热性,尺寸稳定性,刚性2020/2/412应用:雾灯衬框材料:Fortron®6660A42要求:耐热性,尺寸稳定性,良好的外观2020/2/413应用:增压器的绝缘体材料:Duranex®733LD要求:耐热性,尺寸稳定性,耐化学性,电性能2020/2/414聚甲醛国外主要生产商AsahiChemical（均聚物“Tenac”、共聚物“TenacC”、活性引发共聚物“Lynex－T”）BASF（共聚物“Ultraform”）DuPont（均聚物“Delrin”）MitsubishiGasChemical（共聚物“Iupital”）Polyplastics（亚洲分部有共聚物“Duracon”）Ticona/CelaneseAG（欧洲分部共聚物“Celcon”、“Hostaform”）2020/2/415聚甲醛国内主要生产商云天化MitsubishiGasChemical、Polyplastics和Ticona三家公司为了扩大亚太地区聚甲醛生产能力，直接合资的形式在中国江苏省南通市共建一家6万吨/年的聚甲醛生产工厂2020/2/416聚甲醛应用在汽车上的典型制品启动与加速引擎的齿轮、衣帽钩、控制线、茶杯杯托、车门把手、车门锁、引擎冷却风扇叶片/风扇罩、外饰制件、输油系统配件（如油泵）、座椅靠枕连接件、车内暖通空调控制系统配件、加热板、行李架、散热器与气罐盖子、翻车安全气阀、安全带扣、卷收器防尘盖、档位释放钮、车座扶手、音箱栅格、遮阳板、胶扣、车窗摇柄、升降车窗导向滑槽、车窗支撑垫片、挡风玻璃雨刷、雨刷座和雨刷旋轴2020/2/417聚甲醛应用在汽车上所需要性能耐油性耐化学腐蚀性拉伸强度韧性耐磨性长期负载作用下的尺寸稳定性抗蠕变性耐紫外线能力着色力2020/2/418均聚聚甲醛与共聚聚甲醛均聚聚甲醛的分子结构是由许多个甲氧基重复单元即“－(CH2O)－”共聚聚甲醛是由甲氧基“－(CH2O)－”和乙氧基“－(CH2CH2O)－”单元共同构成2020/2/419均聚聚甲醛的主要性能2020/2/420尼龙的主要国外生产商Bayer（“Durethan”）DSM工程塑料（“Stanyl”）DuPont（“Zytel”和“Minlon”）Honeywell（“Capron”）Rhodia工程塑料（“Technyl”）Solutia（“Vydyne”，销售商为DowChemical）TotalFinaElf（“Rilsan”）2020/2/421尼龙应用在汽车上的典型制品空气滤清器壳、进气歧管、交流电机配件、轴承套、车身板、刹车踏板、接线柱、链条张紧装置、卡箍、离合圈、联轴器、车门把手、尾气控制系统配件、引擎罩、固定件、油泵支撑衬垫、输油系统配件、车牌照固定架、滤油器外罩、后视镜架和镜框、摇杆盖子、油泵配件、座椅内框、传感器、开关、踏板、方向盘、止推垫圈、硬管、涡轮增压器配件2020/2/422尼龙在汽车上所需要的主要性能抗压抗扭抗弯强度韧性抗蠕变性耐疲劳耐磨损耐油脂耐罩内腐蚀能力极限PV值NVH标准2020/2/423表10.2玻璃纤维填充量为40％的注塑级“Capron”尼龙6树脂的主要性能参数2020/2/424聚碳酸酯国外主要生产商Bayer（“Makrolon”PC，“Apec”高温PC，“Bayblend”PC/ABS合金、“Makroblend”PC共混物）DowChemical（“Calibre”PC、“Pulse”PC/ABS）GEPlastics（“Lexan”PC、“Cycoloy”PC/ABS）2020/2/425聚碳酸酯及其共混物应用在汽车上的典型制品保险杠、透气栅格、车门把手、输气硬管、车窗玻璃、车灯罩（如雾灯罩）、杂物箱、车头灯、停车灯、侧灯、转向示意灯、遮阳板，以及仪表板和其他如配件支座和用于空调、方向盘的配件；内饰部分包括车顶后视镜框、车外后视镜框，以及车头灯反光镜2020/2/426聚碳酸酯及其共混物应用在汽车上的主要性能等明度成像精确度尺寸稳定性抗冲击强度耐划痕性耐温性能2020/2/427表10.3“Calilbre”IM40018，抗冲改性聚碳酸酯树脂的主要性能参数在汽车中多用于大型复杂制品，如仪表板配件和固定件2020/2/428热固性聚酯和乙烯基聚酯主要生产商有AOC（一家由OwensCorning和AlphaCorporationresinbuziness合资建设的厂家）（“Vipel”）、AshlandChemical/CompositePolymerDivision（“PhaseEpsilon”、“SMC－LITE”）DSMCompositeResin（“Atlac”）DowChemical（“Derakane”）Interplastics（“CoREZYN”）2020/2/429乙烯基聚酯应用在汽车上的典型制品车身板防火墙燃料电池板车头灯配件皮卡用货仓散热器支撑架SUV底盘护板挂斗卡车车顶挡风玻璃摇臂盖车轮套防风玻璃外罩2020/2/430热固性聚酯和乙烯基聚酯应用在汽车上所需要参考的性能尺寸稳定性强度韧性高温工作能力2020/2/431“Derakane”790环氧乙烯基聚酯材料是基于高温酚醛合成工艺开发出来的，同其他“Derakane”家族的乙烯基聚酯树脂相仿，它是采用苯乙烯作溶剂合成的。“Derakane”790树脂在SMC模压工艺的适用温度下以过氧化物为引发剂，如TBPB(过氧化苯甲酸叔丁酯)，可获得交联固化。如果用一些金属氧化物如氧化镁填充该树脂，混合物可作为片状模塑料(SMC)使用，如填充料含有收缩率控制助剂，则成型出的产品具有精确的尺寸。该树脂具有出色的尺寸稳定性、在较高的工作温度下也能保持一定的强度(热变形温度280ºC)。热固性聚酯和乙烯基聚酯可以制备成SMC、BMC、TMC作原料，采用模压、缠绕、拉挤、树脂传递模塑(RTM)、喷附和手糊等工艺成型制品2020/2/432表10.4“Derakane”790R-65，环氧乙烯基聚酯树脂的主要性能参数该材料多用于汽车底盘和能量传动装置配件如油池、阀门盖、链条盒等2020/2/4332塑料部分2.1热塑性树脂2020/2/4342.1.1典型的外饰应用车身装置：空气动力附件（气坝、尾翼），保险杠，车门，翼板，车罩，填充板，驾驶室前围板，围板，后备箱盖，外覆层，帖布通风罩车门把手，车门锁，车门锁驱动与传动装置，车门锁止板前仪表板，后仪表板塑料/金属复合车前罩2020/2/4352.1.1典型的外饰应用油箱盖活动车顶导轨皮卡货舱内衬行李架及行李架横梁动力设施后视镜外罩车灯配件：聚光镜，支架，封片，雾灯，前照灯，灯座，透镜，反光镜固定件加强件车门下围板底盘护板内饰件内饰卡件2020/2/4362.1.1典型的外饰应用行李箱门锁天窗切割轮衬垫车轮芯轴螺母车轮盖挡风窗通风罩挡风窗雨刷，雨刷座，雨刷旋轴车窗导滑条车窗支架车窗：固定车窗与可动车窗，挡风窗，侧车窗，后车窗2020/2/437塑料制车身板随着模内喷涂、模内装配技术以及薄壁树脂（具有较高的熔体流动速率而不影响制品性能）的出现，在一步步地取代钢制的车身板。塑料车身板的优点——如轻质、耐压、耐磨，并具有更大的设计自由度。随着模内上色薄壁注射成型技术（IMCF）得以成功开发并逐渐走向成熟，以IMCF为原料所进行的车身板模内涂装工艺可以使车身板获得更好的光泽度，并具有更高的耐磨性。2020/2/438塑料制车身板模内涂装工艺使用较为成熟的原料主要包括“Xenoy”PC/ABS合金“SollX”“Noryl”GTX“Surlyn”反应性树脂“Magnum”ABS抗冲级PC/ABS合金“HiFax”聚丙烯树脂2020/2/439模内涂装级树脂的应用仪表板、控制面板以及内饰件，通常仪表板、散热器栅格（安装在前栅格板上）、车身侧板、饰件以及覆层是采用混有颜色的Surlyn树脂注射成型得到的。这里的Surlyn树脂是一种具有超强反应能力的离子交联聚合物。2020/2/440其它适合成型外车身板的原料ABS，ASA，PC/ABS，PC/PBT，PC/PET，TPU（E），PC/TPU（E），TPO，PA以及PBT/PET等其中无机粒子增强填充的PC与聚酯共混物，由于具有更高的低温冲击强度，更低的CLTE，同时显著改善了汽车上竖直面板、后车门以及保险杠的A级表面质量，近年来在北美和欧洲一带获得了越来越广泛的应用2020/2/441其它适合成型的原料“Celanex”级耐紫外线PBT，“Ultradur”、“Valox”两种树脂具有良好的刚度、柔韧性、尺寸稳定性，更高的尺寸精度、耐候性，这些性能上的优势使之成为适合注射成型挡风玻璃雨刷罩的原料2020/2/442模内组装技术（IMA）功能性配件的模内组装技术（IMA）可以省掉传统工艺中脱模后再组装这一步骤，使制造成本显著降低，因而该技术受到了汽车行业的青睐。目前越来越多的注塑生产商正在使用IMA技术采用旋转的一模多腔式模具大量生产各种配件，然后借助自焊接材料来获得封闭性良好的产品。IMA技术可以应用于所有汽车零件的生产制造（如外饰件，内饰件，罩内饰件以及底盘配件等）2020/2/443“Azdel”玻璃纤维毡增强热塑性材料（GMT）是以聚丙烯和其他热塑性材料为基体，以短切玻璃纤维束，这种GMT做为原料适合于成型外饰制品，如保险杠和备胎架等。2020/2/444长玻璃