改性PP在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

1、改性pp在汽車行業(yè)中的應(yīng)用 目前，用改性聚丙烯制造的汽車零件已多達(dá)幾十種。工業(yè)發(fā)達(dá)國家每輛汽車所用的聚丙烯和改性聚丙烯已占汽車塑料21%，并且每年還以8%的速度增長。改性聚丙烯在汽車制造方面應(yīng)用的狀況 目前，國內(nèi)已開發(fā)和生產(chǎn)了數(shù)十種牌號的汽車用改性聚丙烯專用料。主要制件有：保險杠、儀表臺板、門內(nèi)板、冷卻風(fēng)扇葉、方向盤、散熱器格柵、護(hù)風(fēng)圈、雜物箱、檔泥板、蓄電池外殼等。 汽車保險杠 汽車保險杠是汽車重要的外飾件之一。在汽車發(fā)生碰撞時它起到吸收能量，減輕碰撞的安全作用；又起到外觀裝飾作用。同時，它又是在以改性聚丙烯制造的汽車部件中，最具有代表性的塑料零部件之一。我國汽車行業(yè)規(guī)定時速為40公里時，保

2、險杠不應(yīng)被損壞。這就要求改性聚丙烯材料應(yīng)具有耐沖擊、韌性好的特點。由于我國各地氣候溫差變化很大，這就要求汽車保險杠材料要有良好的耐候性。 普通的注射級聚丙烯簡支梁沖擊強(qiáng)度一般為2.22.5kj/m2（23）。為了提高它的沖擊強(qiáng)度，通常是用epr、epdm、sbs或其它熱塑性彈性體與pp共混，特別是epdm與pp結(jié)構(gòu)相似，相容性較好，改性后的pp沖擊強(qiáng)度提高的幅度最大。用epdm與pp共混改性成功地研制出保險杠專用料，其簡支梁沖擊強(qiáng)度達(dá)到7.2kj/m,其它性能指標(biāo)均達(dá)到國外同類產(chǎn)品的水平。該種專用料已大量地應(yīng)用于夏麗轎車、桑塔納轎車、中意松花江車的保險杠的生產(chǎn)。金陵石化公司研制的pp/epr/

3、fe共混增韌的改性聚丙烯保險杠專用料，常溫下懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度已達(dá)到500j/m。實驗證明，該種材料生產(chǎn)工藝平穩(wěn)，保險杠脫模后，外行尺寸穩(wěn)定。根據(jù)目前掌握的材料，國產(chǎn)改性聚丙烯汽車保險杠專用料的性能已達(dá)到國外同類產(chǎn)品的水平。 汽車儀表臺板 汽車儀表臺板是安裝汽車各類儀表的支架，在駕駛室的前部。根據(jù)車的種類不同，可分主儀表板和副儀表板。目前，國外汽車儀表板主要是用abs塑料和改性聚丙烯制造。在我國，轎車、微型轎車、面包車和農(nóng)用車的儀表臺板是用改性聚丙烯生產(chǎn)的。應(yīng)用epdm、滑石粉等材料與pp共混，生產(chǎn)的apd-121儀表板專用料經(jīng)天津國華塑料制品有限公司生產(chǎn)成儀表臺板，大量地應(yīng)用于中國一汽集團(tuán)天

4、津夏麗系列轎車，現(xiàn)已裝車50萬輛。該種材料流動性好，沖擊性能較高，制品的收縮率低。 冷卻風(fēng)扇葉 作為冷卻汽車發(fā)動機(jī)用的汽車風(fēng)扇，一般要求在-4080下能高速運(yùn)轉(zhuǎn)。其工作條件十分惡劣。所以，制造風(fēng)扇葉的材料應(yīng)具有較高的沖擊強(qiáng)度和剛性，同時要具備良好的耐低溫及耐高溫性；還要有優(yōu)良的耐氧性。塑料風(fēng)扇具有噪音低、耐腐蝕、易加工、質(zhì)量輕、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點?，F(xiàn)在世界上先進(jìn)汽車企業(yè)多用塑料材料生產(chǎn)冷卻風(fēng)扇。目前，國內(nèi)塑料汽車風(fēng)扇葉專用料有兩個系列，即玻纖增強(qiáng)聚丙烯和增韌聚丙烯。 最通用的玻纖增強(qiáng)方法是在均聚pp或共聚pp中加入20%30%的玻璃纖維，再加入0.5%-1.0%的硅烷類或雙馬來酰亞胺類物質(zhì)作為有

5、機(jī)偶聯(lián)劑。通過改性的聚丙烯，缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)到715kj/m2（23），熱變形溫度可達(dá)到140160。為了提高塑料風(fēng)扇葉的低溫沖擊強(qiáng)度性能，寧研制了用epr和sbs改性pp。經(jīng)檢測，該種材料在低溫-30時，缺口沖擊強(qiáng)度已達(dá)到200j/m，其它主要性能如：拉伸強(qiáng)度24.7mpa,彎曲強(qiáng)度36mpa,彎曲模量30.2mpa,斷裂伸長率48%,硬度7hr4均已達(dá)到國外同類產(chǎn)品的水平。 蓄電池外殼 蓄電池是汽車重要能源部件。蓄電池外殼原用熱固性塑料或硬橡膠生產(chǎn)。從環(huán)保的角度和降低生產(chǎn)成本觀點出發(fā)，現(xiàn)在用熱塑性塑料材料較多，其特點是：質(zhì)量較好、成本低、成型加工容易、環(huán)境污染小、外行美觀。目前，主要應(yīng)用的

6、材料有pp、pvc、abs、pe等材料。由于pp來源廣泛，價格相對低廉，因此國外85%蓄電池外殼是用改性pp生產(chǎn)的。隨著我國汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，蓄電池專用料的需求越來越大，每年有幾萬噸的市場。但是在著個市場上是“群雄并起，逐鹿中原”。改性聚丙烯的占有半壁江山。 方向盤 汽車方向盤是汽車的重要的部件。它不僅是起到一個操作手柄的作用，而且要在汽車行駛過程中發(fā)生時能起到吸收大部份沖擊能量的作用，從而保障駕駛?cè)藛T的安全。美國汽車安全標(biāo)準(zhǔn)fmvss203規(guī)定，汽車在以每24km/h速度行駛時，當(dāng)用35kg的胸部模型沖擊方向盤時產(chǎn)生的最大負(fù)荷應(yīng)小于11kn。因此，要求生產(chǎn)方向盤的材料應(yīng)具有較高的沖擊強(qiáng)度

7、及剛性，耐油、汗腐蝕，手感性要好。由于方向盤中有一個金屬骨架，還要求材料有較好的與金屬粘接性和耐應(yīng)力開裂性；流動性和成型加工性要好。早期，汽車方向盤是用酚醛模塑料生產(chǎn)的?，F(xiàn)在大多數(shù)產(chǎn)品用熱塑性高分子材料生產(chǎn)。美國多用聚氨酯生產(chǎn)汽車方向盤，而日本多用改性聚丙烯生產(chǎn)。我國原用進(jìn)口塑料材料生產(chǎn)方向盤，隨著引進(jìn)車型國產(chǎn)化率的不斷提高，國產(chǎn)改性聚丙烯在重型、中行、輕行卡車；面包車、轎車、微行車等車型得到廣泛的應(yīng)用。 分電器蓋 汽車分電器蓋作為一種易損件，經(jīng)常需要更換。它要求材料要阻燃、耐高溫、絕緣性要好。傳統(tǒng)的材料主要是采用酚醛塑料或pbt。用酚醛塑料生產(chǎn)的分電器蓋，雖然原料價格較為便宜，但是因為酚醛樹

8、脂為熱固型材料，起加工時間較長，產(chǎn)品成型率低，邊角余料不能二次利用。阻燃增強(qiáng)pbt雖然有較好的電器性能和機(jī)械性能，但是價格較高，原材料來源較少。應(yīng)用阻燃增強(qiáng)pp生產(chǎn)的分電器蓋與pbt和酚醛塑料生產(chǎn)的分電器蓋相比，不僅產(chǎn)品性能相當(dāng)，而且加工工藝性好，生產(chǎn)效率高，價格便宜，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 其它產(chǎn)品 水箱面罩是用pe、sbs、高分子改性劑pm和滑石粉對聚丙烯進(jìn)行改性，現(xiàn)已用于載重車的水箱面罩。門內(nèi)板是薄壁制品，要求材料流動性要好。現(xiàn)在一般是用彈性體、滑石粉對大熔融指數(shù)的pp進(jìn)行改性。這種材料已大量應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)行轎車、微型車之中。內(nèi)裝飾板是車頂內(nèi)裝飾板，要求外觀美、價格低、質(zhì)地剛?cè)徇m中。目前是用木粉

9、高填充聚丙烯，這種料在中、高檔轎車中的得到應(yīng)用。 應(yīng)用改性聚丙烯生產(chǎn)的其它汽車塑料件還有：散熱器罩、護(hù)風(fēng)圈、大燈罩、門內(nèi)板、暖風(fēng)機(jī)殼、加油踏板、水箱面罩、轉(zhuǎn)向機(jī)護(hù)套等。 存在的問題 改性聚丙烯的牌號混亂規(guī)格不全 由于改性聚丙烯是由各個不同的科研單位、生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)出來的，即使是同一產(chǎn)品，名稱也不一致，牌號混亂。我國轎車制造技術(shù)是先后從德國、日本、法國、美國、韓國等國家引進(jìn)的，隨之也引進(jìn)了大批新規(guī)格的材料制品，如：高沖擊值、高流動性共聚聚丙烯，聚丙烯彈性體等。但是，一些牌號國內(nèi)還沒有，仍需要進(jìn)口。 材料研究開發(fā)力度不夠，到目前為止,我國還沒有一個高水平的汽車專用塑料研究中心。信息存儲和交流較少，評

10、定技術(shù)水平落后，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。產(chǎn)品重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象嚴(yán)重，資源和人力浪費(fèi)較大。 生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)水平差別較大 由于生產(chǎn)單位的技術(shù)力量、生產(chǎn)設(shè)備不一，生產(chǎn)出的汽車塑料制品質(zhì)量差距較大，直接影響了汽車的質(zhì)量。如某汽車廠生產(chǎn)的輕型卡車在庫房存放2個月后，儀表板變形，保險杠退色。 幾點建議 （1）基礎(chǔ)樹脂生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加大專用料的開發(fā)力度，特別是高熔融指數(shù)的共聚聚丙烯、耐沖擊型聚丙烯。擴(kuò)大其產(chǎn)量。從根本上扭轉(zhuǎn)汽車用聚丙烯樹脂大部分依靠進(jìn)口的局面，也為聚丙烯改性奠定良好基礎(chǔ)。 （2）打破行業(yè)、行政界線，以國家級科研單位為基地，與全國幾大汽車研究所聯(lián)合，建立國家級汽車塑料研究開發(fā)中心。制定國家統(tǒng)一的檢測標(biāo)準(zhǔn)，建立統(tǒng)一的汽

11、車專用塑料牌號。追蹤世界汽車塑料發(fā)展的新動向，明確材料的開放方向。盡量避免重復(fù)開發(fā)，減少浪費(fèi)。 （3）加強(qiáng)汽車塑料制品生產(chǎn)基地的建設(shè)。目前，汽車塑料制件加工廠多為鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，技術(shù)力量較薄弱，原料供應(yīng)渠道不穩(wěn)定，檢測手段差，無法保證汽車塑料制品的質(zhì)量。整車廠應(yīng)指定專業(yè)定點廠供應(yīng)原料。 總之，我國改性聚丙烯的發(fā)展水平與世界水平相比還是有一定的差距，在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用總體水平不高，低水平重復(fù)研究較多，所用的助劑、試驗方法、工藝技術(shù)路線以及研究開發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)用的領(lǐng)域基本都雷同。剖析仿制多，獨立創(chuàng)新少。因此，應(yīng)該把力量用于水平和檔次的提高及新應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)上。 根據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心預(yù)測，2004年我國汽車

12、總需求量將達(dá)到529萬輛，2005年達(dá)到613萬輛，2010年達(dá)到860萬輛。根據(jù)目前塑料在汽車制造方面應(yīng)用的情況，有關(guān)方面預(yù)測出我國近10年汽車用塑料需求狀況，2005年需要76萬噸，2010需要128.7萬噸, 2015年需要407萬噸。按目前世界平均水平，每輛汽車用聚丙烯制件占總塑料制件的21%計算，2005年在將需要聚丙烯16萬噸；2010年需要27萬噸；2015年需要85.5萬噸。由此可見，隨著我國汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，改性聚丙烯在汽車制造業(yè)的應(yīng)用將越來越廣泛，市場也越來大。因此，改性塑料行業(yè)應(yīng)與汽車行業(yè)緊密配合，將科研成果盡快的轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品，為我國汽車工業(yè)的發(fā)展服務(wù)。附：小資料：日本的汽車塑料回收 汽車使用的非金屬材料中，塑料占40%，其余為布、橡膠