中国汽车用塑料的现状和发展方向
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的缩孔和窗玻璃模糊性。最近发展的气体辅助注射成
型法,采用一点注入口也能够克服表面缩孔的形成和
熔解痕的发生,同时提高制品的刚度。
成。一般档次的轿车来用PVC懈片材真空吸塑成
型仪表板表皮,如一汽捷达、上海桑塔纳轿车;中高档
迪、红旗轿车。骨架材料有铁板(如奥迪和红旗),有硬
软质仪表板由表皮、骨架、缓冲材料等3部分构
逐年增加。2000年中国汽车对塑料的需求量达到
203.8 kt,其中PP约为51.6 kt;PE约为18.8 kt;PU
塑料的需求将达500.7 kt,其中PP约为123.3 kt;PE 约为54.5 kt;PU约为113.6 kt;PVC约为49.4 kt; ABS约为59.8 kt;Nylon约为25 kt;POM约为6 kt;玻
合金如ABS/t)C制备,这种材料具有高的冲击韧性(是
PVC/ABS的3倍以上)和优良的力学性能。 (2)门内板 门内板的构造基本上类似于仪表板,由骨架、发泡 材料和表皮构成。以红旗轿车和奥迪轿车为例,门内 板的骨架部分由ABS材料注射成型,再把衬有PU发 泡材料的针织涤纶表皮以真空成型的方法层压在骨架
2.90 1.77
O.0l
—
0.82 5.4 0.09
一
0.15
O.09
0.06
0.04
0.83
0.50
O.01
一
复合材料
Pgr AAS PC PⅡ;E EV,A
O.02 O.20 O.75 0.01 0.1 2.64 209 19.3 114 47.54 664 39.86 78 23.21 O.5 0.46 1.50 231 74.55 48 61.04 0.18 0.2 0.07
轿车上采用粉末PVC搪塑成型仪表板表皮,如一汽奥
隔热、隔音、吸音等特殊作用。顶棚的种类可分为成型
顶棚(把成型的顶棚用镶嵌黏结的方法固定)、粘贴顶 棚(带表皮的泡沫垫直接粘贴到车顶内部)和吊装顶 棚。其中成型顶棚占70%以上,货车驾驶室和面包车
纸板(如捷达和桑塔纳),也有ABS、AS/CF、改性PP 等。 为了便于回收利用,目前中国正在发展热塑性聚 烯烃表皮(TPO)、改性聚丙烯骨架、聚丙烯发泡材料构 成的仪表板。如捷达轿车的仪表板表皮正在进行TPO 材料的试验工作。 随着轿车上安全气囊的安装,软质仪表板已失去 其安全性的要求,因此只要外观质量得到解决,采用低 成本的硬质仪表板完全可行。 目前国外较好的车种仪表板多采用高档次的塑料
扶手、地毯、行李箱内衬、发动机罩盖内衬以及各种吸
音、降噪用的毛毡垫等。汽车内饰典型制品的材料发
展现状与方向归纳起来如下: (1)仪表板 目前汽车上使用的仪表板可分为硬质仪表板和软 质仪表板。
座椅上的高分子材料有表皮、缓冲垫和骨架。表
皮材料可选择PVC人造革、各种化纤纺织品、真皮和
硬质仪表板一般使用在轻、小型货车上,一次注射 成型。这种仪表板尺寸很大而且没有蒙皮,表面质量 要求非常高,同时要求高温耐热、刚性,因此与其他内
饰制品不同,尽管牺牲了材料流动性,仍需多点注入 口。采用多点注入口容易产生熔解痕和流痕,多数场
人工皮、真丝和毛织品,根据汽车档次和顾客的需要决
定。从纺织原料来看,日本车多选用涤纶纤维,美国为 尼龙纤维,欧洲以涤纶、尼龙、丙烯睛纤维为主,这与各
国的气候条件有关。将来的发展方向是带有多功能性 的复合纤维纺织品。 座椅的缓冲材料为模压发泡的软质高弹性PU,其
用SMC、MPPO等材料。中空成型(ABS、PP材料)的
导流板成本较低,表面容易涂装,目前发展得很快。
(5)灯类 前大灯。考虑到大灯玻璃的透明性、耐热性、耐冲
目前车上使用的塑料保险杠大体上分为两大类,
即RIM法成型的热固性PUR和弹性体改性聚丙烯。 中国汽车用塑料保险杠几乎全部采用弹性体共混改性 PP材料,其材料基本上实现了国产化,但改性用的弹 性体全部依赖进口。根据不同车型的要求,某些车型 的塑料保险杠表面还需要喷漆,如捷达王、新捷达、别
表1中国9种汽车塑料用状况 妇/辆
天津夏利
3.28
一
第一个阶段是20世纪60年代到70年代末,为满
足中吨位货车的生产,用热固性树脂制造电器绝缘件
和转向盘等零件。由于当时中国石油化学工业还未发
展,因此也只能利用POM和PA研究开发钢板弹簧衬 套、半轴齿轮垫片、横拉杆球头碗等小型结构件,并实 际上得到了应用。
顶棚常作用粘贴型。 。成型顶棚由基材和表皮构成。基材要求轻量、高 刚性、尺寸稳定、易成型等特点,为此一般使用“热塑 性”PU发泡片材、PP发泡片材、玻璃纤维、瓦楞纸、蜂 巢状塑料带等。表皮材料可用织物、无纺布、TPO、 PVC等。中国轿车顶棚一般使用“热塑性”PU发泡片 材、玻璃纤维、无纺涤纶布材料层压成型。 目前的轿车顶棚材料难于回收利用,只能粉碎成 粉末埋入地下。因此可以考虑采用PP瓦楞板+PP发
性体是可行的。但其表面粗糙度和颜色匹配性很难解 决。另外,反应改性热塑性弹性体较共混改性在材料 性能和成本方面更具有竞争力。迄今为止,中国没有 一辆乘用车的保险杠与车身为同一种颜色,保险杠全 是黑色的。目前国际上的汽车保险杠采用EPDM改性
PP或PC/PBT合金制成,用此材料制成的保险杠,车 身和保险杠一次涂装,保险杠与车身同一颜色,称其为
克等车的保险杠进行表面喷漆,而桑塔纳和奥迪等车
就直接采用注射成型的黑色产品。保险杠表IH『喷漆处 理增加制品制造成本近1倍,而且非常不利于材料回 收利用。喷过漆的保险杠回收再生的材料耐寒性和伸 长率下降很大,不能再用于制造保险杠,而没有喷漆的 保险杠使用4~5 a后回收再生的材料仍然可用于制造
保险杠,因此发展材料本身带有颜色的彩色热塑性弹
随着中国汽车工业的发展,中国汽车用塑料的发
展过程经历了3个阶段。
第二阶段是20世纪70年代末开始的汽车内饰软
化,即利用PUR软泡沫、PVC革和PVC薄膜制造汽车
座椅、仪表板、顶棚、地垫、门内板等。 第三阶段从20世纪90年代末开始,随着汽车工 业的发展,汽车用塑料开始全面发展。中国石油化学 工业的迅猛发展和材料国产化的进程,使中国汽车上 塑料的用量步入20世纪90年代世界的发展水平。目 前中国汽车塑料的应用状况如表1所示。
一
1.22 6.9 1.13 5.28 O.63 9.57 32.5
O.93 13.9 5.12 5.16 6.0 4.94 3.9
O.78 18.8 15.5 11.8 O.34 6.55 12.5 8.0 2.0 8.2
5.O 19.6 7.0l 2.98
一
O.92
—
0.43
1.28
2.23
O.22
维、纸板等。将来应尽量使用废纤维、废PU、PET饮料 瓶再生材料等。 1.2汽车外装塑料制品的发展现状与方向 为了轻量化和节能,外装制品也逐渐开始使用热 塑性塑料制品。目前汽车上采用的塑料外装制品主要 包括:前、后保险杠、挡泥板、侧防撞条、发动机罩盖、门 立柱盖、后导流板、门把手、散热器隔栅、窗玻璃、前大 灯等。 (1)保险杠
--
一
一
●-
一 一
●-
其他
总零件效 总量
一
230 123.5
133 25.41
36 38.6
目前中国平均每辆汽车用塑料约占全车重量的 7%~9%左右。汽车用塑料随着汽车产量的增加而
Nylon约为10.9 kt;POM约为2.4 kt;玻璃纤维约为
16.9
kt;其他约为19.7 kt。预计2010年中国汽车对
泡片材+TPO层压成一体的顶棚。货车上可采用
GMT片材冲压成型后表面植绒的顶棚。 未来发展发泡倍率更大,表皮和发泡同时成型的 加工方法应当成为主流。 (5)其他吸音材料 为了提高汽车的舒适性,要求降低噪音,为此把消
2005《中国塑料》论坛暨塑料注塑新技术国际研讨会
声材料埋到部件的衬里中,如仪表板、地毯、发动机盖 板、行李箱等。消声材料有废毛毡、发泡PU、玻璃纤
约为37.9 kt;PVC约为20.8 kt;ABS约为24.8 kt;
中国汽车用塑料的现状和发展方向
璃纤维约为37.4 kt;其他约为19.7
kt。
上成为一体。最近开发成功低压注射一压缩成型方
法,是把表皮材料放在还没有凝固的聚丙烯毛坯(低压 注射)上,经过压缩层压成为门内板,表皮材料为衬有
1汽车用塑料制品的现状与发展方向
2.40
一
10.6 0.92 8.76
一
10.4
一
一0.83 1.02
一
一
3.15
一
2.28
一
3.73
一
12.7
一
0.64
一
不饱和聚酯 SMC
PF PP PU PVC PpO PA PS pDM
60.6 17.5 30.O 10.6
— — — — — 一 一 — — — — 一 一
一
—
2.54 1.25 8.33 5.91
地位暂时还没有其他发泡材料所能代替。软质PU发
合其制品表面需要涂装。材料可用改性PPO、ABS树
脂、填充PP。ABS树脂的耐热性、窗玻璃模糊性、玻璃 上的倒影等问题有待解决,填充PP需要改善制品表面
泡材料可用热硫化法和冷硫化法生产,但从设备投资
和材料性能方面考虑,目前座椅缓冲垫多数采用冷硫 化法生产。考虑到座椅的舒适性,缓冲垫的密度可以 改变,如奥迪A6。 (4)顶棚 车内顶棚是在内饰制品中材料品种和花样最多的 一种复合层压制品。作用是除装饰功能之外,还起着
2005(中国塑料》论坛暨塑料来自百度文库塑新技术国际研讨会
中国汽车用塑料的现状和发展方向
王向东
(轻工业塑料加工应用研究所《中国塑料》杂志社,北京100037)
摘要:分析了我国汽车内饰用塑料制品、外装用塑料制品、发动机周边用塑料制品以及底盘塑料制品的发展现状
与方向。并对我国汽车用塑料生产企业的现状与市场进行分析。提出了加入WTO后我国汽车塑料零部件制造行 业的应对措施。 关键词:汽车用塑料;现状;市场
1.1汽车内饰用塑料制品的现状与发展方向
PP软泡沫层的TPO。这种门内板非常容易回收利用。
中低档轿车的门内板可采用木粉改性PP板或废 纤维压板表面复合纺织品的简单结构,即没有发泡的 缓冲材料。有些货车上甚至使用直接贴一层PVC人 造革的门内板。 (3)座椅
汽车内饰塑料制品有仪表板、座椅、顶棚、门内板、
(3)侧防撞条
一般轿车上原来大都使用金属芯材+PVC的防撞 条,高档车上采用RIM法成型的PUR,如红旗轿车目 前使用的侧防撞条材料是RIM PⅥ王。考虑到材料回
收利用和轻量化,侧防撞条材料应提倡使用改性PP或 TPO。捷达轿车的防撞条目前采用的是改性PP材料。 (4)后导流板
后导流板要求轻量、高刚性、设计新颖,为此可采
击性以及其成型性,多数车采用表面涂覆硬膜的PC,
从而进一步提高了耐擦伤性和耐候性。前大灯反射镜
壳,为了满足耐热性表面处理要求,一般采用BMC、
PPS。PC/PBT4随着放电灯管的出现,可能采用耐热 性较低的其他塑料。 后排组合指示灯。灯罩材料为PMMA,灯壳为填 料改性PP,它们之间采用热熔粘接剂接合。随着振动 焊接技术的发展,灯壳材料开始采用耐热性ABS材料, 这样灯壳与灯罩之间可以振动焊接,也便于材料再生 利用。 (6)车身外板及车用玻璃的树脂化 车身外板及车用玻璃的树脂化对于汽车轻量化具 有重要的意义。有些车型的发动机罩、门外板等零件 采用SMC、RTM、RIM、PPO/PlA等材料进行过生 产,但大规模生产还存在着一些问题,如生产效率、外 观、回收利用等,目前只能用于批量小的车型上。 车用玻璃塑料化的最大问题是膨胀系数大,表面
彩色保险杠。 (2)散热器格栅(水箱面罩)
硬度低,因此必须解决尺寸稳定性和表面划伤问题。
(7)其他车身部件
车门把手一般使用POM,电镀件使用PC/蛆S。
门锁一般使用刚性好的POM。 玻璃升降器的支承机构及手摇把材料为POM。 雨刷机构的杆可采用PBT,球碗可用POM,微电 机上的小齿轮使用POM。
格栅是较早实现塑料化的零件之一。格栅是为了 冷却发动机而设置的开口部件,位于车体最显眼的地
塑料
ABS P^nIA PE
南京ⅣB[]。一汽CAl41
一
—
二汽EQl53
2.07
一
济南SIEYR
0.77
仿五十铃BJl36仿五十铃目1041上海SANT ANA广州标致
5.29 6.06 0.02 1.57
一
总重
40.8 1.77 33.8 60.6 17.5 40.5 84.2 64.1 75.5 2.34 16.2 1.77 2.5 5.4 0.1l O.27 1.13 0.51 0.56 4.14 1909 452.99