汽车零部件塑料化趋势

国内外汽车用塑料的现状和展望

世界汽车材料技术发展的主要特征

（1）轻量化与环保是当今汽车材料发展的主要方向；

（2）尽管近阶段钢铁材料仍保持主导地位，但各种材料在汽车上的应用比例正在发生变化。

主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合材料的用量将有较大的增长，铸铁和中、低强度钢的比例将会逐步下降，但载重车的用材变化不如轿车明显；

（3）轻量化材料技术与汽车产品设计、制造工艺的结合将更为密切，汽车车身结构材料将趋向多材料设计方向；

（4）更重视汽车材料的回收技术；

（5）电动汽车、代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作不断加强。

在这其中减轻汽车自身质量是降低汽车排放、提高燃油经济性的最有效措施之一。世界铝业协会的报告指出，汽车的自身质量每减少10%，燃油的消耗可降低6～8%，根据最新资料，国外汽车自身质量同过去相比减轻了20%～26%。预计在未来的10年内，轿车自身质量还将继续减轻20%。铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料和高强度钢、超高强度钢等轻量化材料的开发与应用在汽车的轻量化中将发挥重大作用。尽管钢铁材料在当前仍然占主导地位，但其份额却在逐年减少，而铝合金、镁合金、塑料等轻量化材料的用量则呈持续上升的趋势。在最近投产的某些新车型中，钢铁材料的比例更低，例如在奥迪A2中，钢材的比例仅为34%，轻质材料则高达52%。

塑料及其复合材料在汽车中的应用

应用现状

塑料及其复合材料是另一类重要的汽车轻质材料，它不仅可减轻零部件约40%的质量，而且还可使采购成本降40% 左右。近年来塑料在汽车中的用量迅速上升。据统计，世界汽车平均每辆塑料用量在2000年就已达105kg，约占汽车总质量的8% ～12% ，塑料在轿车的用量较高，如奥迪A2型轿车，塑料件总质量已达220kg，占总用材的24.6%。发达国家车用塑料现已占塑料总消耗量的7% ～11% ，预计不久将10% ～11% 。目前车用塑料居前7位的品种与所占比例大体为：聚丙烯（PP）21% 、聚氨酯（PUR）19.6%、聚氯乙烯（PVC）12.2% 、热固性复合材料10.4% 、ABS 8% 、尼龙（PA）7.8% 、聚乙烯PE 6% 。国外汽车的内饰件已基本实现塑料化，如今塑料在汽车中的应用范围正在由内装件向外装件、车身和结构件扩展，今后的重点发展方向是开发结构件、外装件用的增强塑料复合材料、高性能树脂材料与塑料，并对材料的可回收性予以高度关注。从品种上看，聚烯烃材料因密度小、性能较好且成本低，近来有把汽车内饰和外装材料统一到聚烯烃材料的趋势，因此其用量会有较大的增长，预计聚丙烯和聚氯乙烯今后分别可保持8%和4%的年增长率，聚乙烯的增长势头也比较强劲。

车用塑料零部件

汽车塑料件，根据其主要用途，大体上可分为功能件和结构件两种。功能件是以利用材料的某些特殊的物理化学性质工作的独立件，如塑料含油轴承。结构件是以应用材料的力学性质工作的覆盖件、安装件、壳体、梁架等。不过这种划分也是相对的，往往是二者兼顾或以其中之一为主。

功能件通常在确保所需的物化性能的基础上，还要满足一定的结构上的要求，如塑料折页、塑料片簧等。而结构件在保证一定机械性能的前提下也必须满足必要的物理性能方面的要求，如汽车保险杠既要承受整车以8km／h的速度对水泥墙的撞击．还要耐候性好；塑料仪表板，由于要在其上安装许多内配件、外装件(汽车仪表等)，承载很大，不仅要求尺寸准确、刚性好、热变形温度高、耐曝晒、蠕变小，而且还要承受直径165mm、质量6.8kg的球形摆以25km／h的速度的冲击而不被破坏；又如发动机散热风扇，在高温烘烤和强震下叶片根部要承受6000r／min的巨大离心力形成的拉力作用。随着塑料工业的发展，各种新型树脂的出现以及通过合金、共混、复合等改性手段得到各种高性能材料已能够满足汽车行业对功能型塑料件和结构型塑料件及其所用材料提出的各种综合性能

指标要求，塑料在汽车上的应用范围和用量不断增加。

以下我们根据塑料在汽车内部、外部的应用做一简单介绍。

主要汽车塑料内饰件

1．仪表板

目前使用的仪表板可分为硬质仪表板和软质仪表板两种。硬质的一般在轻、小型货车上使用，经一次注射而成。这种仪表板尺寸很大，无蒙皮，表面质量要求很高，对材料要求耐湿、刚性。由于多点注射成型，易形成流痕和熔接痕，一般表面需经涂装才能使用。材料可用MPPO、ABS和填充PP。

软质仪表板由表皮、骨架材料、缓冲材料等组成。骨架材料不同厂家各有不同，有的采用硬纸板、木材，有的采用PC／ABS合金，还有采用钢板作骨架材料，也有用ABS、GFAS，改性PP等。表皮材料采用PVC／ABS合金片材，并带皮纹，以骨架为内模，用真空吸塑法将表皮材料复在骨架上，形成一层既美观又有良好手感的表面。

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。以小红旗轿车和奥迪轿车为例，门内板的骨架部分由ABS注塑而成，再把衬有PU（聚氨酯）发泡材料的涤纶表皮以真空成型的方法，复合在骨架上形成一体。

3．座椅

座椅上的高分子材料有表皮、骨架、缓冲垫。表皮材料可选用PVC人造革，各种化纤纺织品，真皮和人造皮，真丝和毛织品。

4．顶棚

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，一般使用热塑性聚氨酯（TPU）发泡内材，PP发泡片材，玻璃纤维瓦楞纸，蜂窝状塑料带等，表皮材料可用织物、无纺布、TPO、PVC等。

5. 门手柄

门内手柄，不仅是启闭门的功能件，而且也是装饰件。一般以ABS、改性PP 等材料制成。

6．门槛饰条

每扇门有上下2根门槛饰件，般用ABS经注射而成，带皮纹。

7．其它吸音材料

为提高乘坐的舒适感，要求降低噪音。为此把消声材料埋入到部件的衬里去，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、玻璃纤维纸板等。

8．侧窗防霜器

由于车厢内外温差而造成侧窗玻璃模糊，影响司机的视线，侧窗防霜器孔中可喷出冷热气体，以消除侧窗的模糊。采用PC／ABS制成。

主要汽车塑料外饰件

1．汽车保险杠

保险杠是轿车的主要塑料件之一。保险杠也由面板和骨架材料组成。面板材料采用聚丙烯pp热塑性弹性体，再加入其它助剂，经注塑成型。

2．散热器格栅

散热器格栅是为了发动机冷却而设置的开口部件，位于车体最前面，往往把汽车的铭牌镶嵌其间，是表现一辆轿车风格的重要零件。目前轿车上一般用ABS 或PC／ABS合金，经注塑成型制成。也有采用耐候性较好的ASA材料，注塑成型后，表面可不经涂装。现在使用的也有用聚酯弹性体做的格栅，在表面溅射金属铬后使用。

3．档泥板(轮罩壳)

是用增韧改性PP经注射成型而成。

4．侧防撞条

一般轿车大都使用金属芯材和PVC型材，即PVC被挤出成中空状的型材，然后在中间镶嵌以金属芯材复合制咸。高档轿车上是用反应注塑成型的PUR聚氨酯。

5．后导流板

后导流板要求轻量、高刚性、设计新型并呈流线型。可采用SMC(片材模塑材料)、MPPO等材料，也可用改性PP或ABS。

6．灯类

车前大灯,考虑到大灯玻璃的透明性、耐热性、耐冲击性以及易于成型性，多数采用表面涂敷硬膜的PC，从而进一步提高了耐擦伤性和耐候性。前大灯反