汽車塑料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

1、汽車塑料的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢來源：中國汽車工業(yè)信息網(wǎng)1塑料在汽車上的應用現(xiàn)狀目前，塑料在汽車上的應用主要分為 3類：外裝件、飾件和功能結(jié)構(gòu)件。塑料外裝件減輕了汽車質(zhì)量，達到了節(jié)能目的；塑料飾件具有安全、環(huán)保、舒適 的特征，用可吸收沖擊能量和振動能量的彈性體和發(fā)泡塑料制造儀表板。座椅、 頭枕等制品，可減輕碰撞時對人體造成的傷害， 提高汽車的安全系數(shù)；功能結(jié)構(gòu) 件多采用高強度工程塑料，以減輕質(zhì)量、降低成本、簡化工藝，如塑料燃油箱、 發(fā)動機和底盤上的一些零件等。當前，汽車用塑料的品種包括：聚丙烯、聚氨酯、 聚氯乙烯、熱固性復合材料、ABS、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚甲 基丙烯酸甲酯和聚乙烯等等

2、，一般使用的是它們的改性材料和復合材料。 現(xiàn)階段 我國車用塑料居前7位的品種及其所占比例見表1。表1車用塑料居前了位的品種及其所占比例品種艇丙轉(zhuǎn)(FUR)(PVC)機團牲3LABS(PA)(PE)比例2】19.612,210,47,861 . 1飾件汽車飾件主要有儀表板、車門板、副儀表板、雜物箱蓋、座椅、后護板、安全氣囊、座椅和頂棚等，汽車飾件用塑料量已占整車塑料用量的 50 %左右。汽 車塑料飾件特別強調(diào)觸覺、手感、舒適性和可視性等，所用材料應滿足表面不反 光、無異味、不產(chǎn)生使車玻璃變模糊的物質(zhì)、表面污物易除去、阻燃性好等要求。 以前的汽車飾件較多采用PVC、ABS和PUR等，現(xiàn)在，儀表板、

3、護板和座椅中的PVC已逐漸被其它塑料取代，門手柄、雜物箱、門檻飾條及其他零件也已 更多地使用改性PP、ABS及塑料合金等各種可回收的改性塑料（參見表2）表2莖料在汽車內(nèi)飾件上的磁用實例應用領(lǐng)域性能財比A B S , ABS. PC 合金.PP . PPO和實現(xiàn)結(jié)構(gòu)單件”満足JL親刑 狀和曲面要求.囂朗低"眉量崖椅叢背的擺臂SMAH玻纖墻侵尼絶66輕，車輛N¥H指數(shù)減少在座椅常背和犢針杠桿裝置車門裳飾件ABS非常經(jīng)濟、具有高沖擊強 度*側(cè)廡時能保護義斜的安全車隕骨架的A柱和C柱填充PUR泡沬塑艸便更形擴散均勻*有利于慶玆時的能畳回收奧邊水椅裂飾購件PUR泡薄塑料撮禺座始的舒適

4、性和國駛的儀表板是主要的汽車裝飾件之一。 硬質(zhì)儀表板屬于整體一次注塑成型的、 大 尺寸、復雜形狀的薄壁結(jié)構(gòu)部件，所用材料有改性聚苯醚 （PPO）, s/MA（苯乙烯 /馬來酸酐共聚物）和增韌增強改性PP專用料等。目前，部分中低檔轎車、大部 分經(jīng)濟型轎車，中型客車和微型車使用一次注射成型的硬質(zhì)儀表板，高檔汽車使用軟質(zhì)儀表板。軟質(zhì)儀表板由表皮、骨架和緩沖材料等3部分構(gòu)成，中國轎車一般采用PVC/ABS片材真空吸塑制備儀表板表皮，骨架采用金屬材料或改性 PP，緩沖材料則為PU半硬泡沫塑料或PP發(fā)泡材料。1 . 2外飾件汽車外飾件的材質(zhì)從前以金屬合金材料為主， 現(xiàn)已逐步轉(zhuǎn)向以各種改性塑料 材料為主，這

5、樣不僅能夠降低生產(chǎn)成本、設計出更時尚和更符合空氣動力學的外 型，而且可大大減輕汽車質(zhì)量。汽車外飾件主要有：汽車保險桿、散熱器格柵， 擋泥板（輪罩殼）、導流板、車身面板。汽車窗、翼子板和汽車照明燈具等。（1）保險杠保險杠是塑料用量最大的汽車部件之一， 塑料保險杠目前已占世界汽車塑料 用料的 90 以上，以改性 PP 為原料生產(chǎn)的保險杠具有易加工、成本低、質(zhì)量 輕和可回收等優(yōu)勢。國外 PP 汽車保險杠發(fā)展得很快，使用彈性體改性 PP 生產(chǎn) 的保險杠已占汽車保險杠總量的 70 ，只有小部分中、高檔轎車的保險杠才采 用 PC/PBT 合金制作。目前國產(chǎn)車的保險杠大多是灰黑色的，隨著時代的發(fā) 展人們已不

6、僅僅滿足于灰黑色的保險杠， 而要求保險杠與車身同一色澤。 另外， 國外有部分汽車公司采用單一的熱塑性彈性體 (TPE) 制造汽車保險杠的面板、用 玻纖增強 PP 制造骨架材料，因都是同一族材料，更有利于回收再循環(huán)使用。(2)散熱器格柵 散熱器格柵是為了冷卻發(fā)動機而設置的開口部件， 位于車體最前面， 汽車銘 牌往往鑲嵌其間，是表現(xiàn)一輛轎車風格的重要零件。一般用 ABS 或 PC/ABS 合金注塑成型，目前桑塔納轎車的格柵是用 ABS 制成。(3)擋泥板 (輪罩殼) 桑塔納轎車前輪左、右的上方有 2 個擋泥板，每個重約 09 kg ，是為防止 在汽車行駛過程中車輪卷起的砂石泥漿濺到車廂底部的設置，

7、一般用增韌改性 PP 注射成型。對材料的要耐氣候老化、耐沖擊性和良好的成型加工性。(4)側(cè)防撞條 一般轎車大都使用金屬芯材和 PVC 型材 (即 PVC 被擠出呈中空狀型材、中 間鑲嵌以金屬芯材復合制成 )粘接在轎車前、后門外門板的下部。高檔轎車是用 RIM 法(反應注塑成型 )的 PUR ，如小紅旗轎車使用的側(cè)防撞條材料是 RIM PUR 。考慮到材料的回收利用和輕量化，側(cè)防撞條材料應提倡使用改性 PP或TPO，目前捷達轎車的防撞條就是用改性 PP制成的。(5)后導流板 后導流板要求輕量、高剛性、設計新型并呈流線型。根據(jù)客戶和不同車種， 可采用SMC(片狀模塑料)、PPO等材料，也可用改性P

8、P和ABS。經(jīng)中空成型 的導流板成本低，且表面易涂裝。(6)燈具類 如前大燈，考慮到大燈玻璃的透明性、耐候性、耐沖擊性以及易于成型性， 多數(shù)采用表面涂敷硬膜的 PC ，從而進一步提高了耐擦傷性和耐候性。前大燈反 射鏡殼，為了滿足耐熱性及表面處理要求，一般采用BMC( 團狀模塑料 )、 PPS、PC、PBT 等制成。 后排指示組合燈的燈罩材料為 PMMA 、燈殼為填充改性 PP， 它們之間用熱熔膠粘劑粘接。 隨著振動焊接技術(shù)的發(fā)展， 燈殼材料開始采用耐候 ABS ，這樣燈殼和燈罩之間可用振動焊接，也便于材料的再生利用。1 3 功能件 汽車用塑料功能與結(jié)構(gòu)件包括：發(fā)動機及其周邊零件、方向盤。燃油箱

9、、散 熱器水室、空濾器罩、風扇葉片等。(1)轉(zhuǎn)向盤汽車轉(zhuǎn)向盤已全部采用塑料， 根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為硬質(zhì)和半硬質(zhì)兩種。 硬質(zhì)采用 注塑成型，成本低、質(zhì)感差，多用于載貨車及低檔轎車，半硬質(zhì)的是低壓發(fā)泡自 結(jié)皮結(jié)構(gòu)，手感好，安全，多用于轎車。方向盤材料要求有一定強度，而且可耐 4090 C反復冷熱的變化，一般用改性 ABS制作。(2) 發(fā)動機周邊用塑料制品 (參見表 3) 塑料在汽車發(fā)動機制造上起著重要作用， 從空氣吸入系統(tǒng)到冷卻系統(tǒng)、 再到 發(fā)動部件， 塑料使發(fā)動機系統(tǒng)更易設計、 更易組裝及質(zhì)量更輕。 發(fā)動機周邊零件 塑料化比、外飾件晚 20 年左右，究其原因是發(fā)動機罩環(huán)境條件苛刻所致，發(fā)動 機周邊部件

10、通常要耐-40140 C環(huán)境溫度、耐砂石沖擊、耐鹽霧腐蝕及各種油 和洗滌劑， 因此對所用塑料的性能提出了更高要求， 目前用得最多的材料是玻纖 增強尼龍 (PA)。寒3飆斛在汽車發(fā)動粗龍下部舞的應用錄崗*T料農(nóng)好昭萍鵜、陸北耳他學藥昌氏良好的時坤甫統(tǒng)直鳳序護丈41 f也于忸鳳門掘帕捉畳M怖就幷出蠱底龍殆爭兩杓特冬再Jft蠟妲來走恢2S下榔雷北件盤坤規(guī)鶴空社彈桂體節(jié)訓肯誅fl葉片聊賢用量妁恃*1的E0%,能有致炬唏止牡厲、 馬旌曲舸畫電也fit糧聊腐時注快版拱為艮心護罩*冷卻斛客ST節(jié)腎岌前帆艙的空何、成少畫定件的it量4 <440%.弊用絢時噪少1.審躍氐覆蔓遇毛譽空3Ut酒寶JL靠減少宙

11、輕、腳干霍且屜迪幽洼財耳st出的嗥聲.軽時譴購件產(chǎn)孕憂化湎範羸龐了內(nèi)無油0的產(chǎn)取和握*L袖童測量*蕭汽收IU握幽慘注，全方住煥油確 存.轉(zhuǎn)簡仝柱煤誌爭那能(3) 塑料蓄電池槽塑料蓄電池槽由于質(zhì)輕、成型加工簡單、環(huán)境污染小、外型美觀，已逐步取 代傳統(tǒng)的橡膠槽。目前，世界85 %以上的汽車啟動型鉛酸蓄電池均使用 PP(主 要使用各種專用共聚、共混改性 PP)槽。(4) 燃油箱汽車塑料燃油箱所用原料主要是高密度聚乙烯 (HDPE)，有單層和多層共擠HDPE燃油箱。2汽車專用改性塑料發(fā)展的趨勢中國汽車工業(yè)正在步入一個穩(wěn)定增長的階段， 必將帶動與其緊密相關(guān)的汽車 用塑料產(chǎn)業(yè)的更快發(fā)展，車用塑料的產(chǎn)值也將

12、不斷增長。目前國外汽車飾件已基 本實現(xiàn)塑料化，塑料在汽車上的應用圍也正由飾件向外飾件、 車身面板和結(jié)構(gòu)件 擴展。今后汽車塑料的發(fā)展重點是開發(fā)結(jié)構(gòu)件、外裝件用增強復合材料和高性能 樹脂材料，并對材料的可回收性子以高度重視。雖然車用塑料的回收仍是一個全 球性的問題，但汽車塑料化已成為汽車發(fā)展的必然趨勢。根據(jù)最新資料，國外汽車自身質(zhì)量同過去相比減輕了 20 %26 %，在未來 10 年，轎車自身質(zhì)量還將繼續(xù)減輕 20，各種汽車專用改性塑料材料的開發(fā)與 應用將在汽車的輕量化中發(fā)揮重大作用。 近年來，世界汽車用塑料的發(fā)展趨勢呈 現(xiàn)出以下幾個明顯的特點。(1)各種新型、環(huán)保汽車塑料材料不斷涌現(xiàn)化學自毀塑料

13、 瑞士一家小型塑料加工公司開發(fā)成功了化學自毀塑料， 即在塑料制品上面噴 灑一種特制配方的溶液， 使塑料與其發(fā)生化學反應， 導致塑料逐漸溶解， 成為可 被水沖洗掉的無害物質(zhì)， 不再污染環(huán)境。 這種新型塑料可替代發(fā)運新汽車時外殼 使用的蠟基保護涂層。 將添加有白色顏料的液體塑料液均勻地噴涂在轎車的外殼 上，形成的白色塑料薄膜即使遇到水淋， 也不會因滲漏而使汽車遭到侵蝕。 一旦 運到駐地后，用一種特殊的化學試劑加水進行噴灑，數(shù)分鐘后， 白色塑料薄膜 即會自行脫落，露出汽車的本色。生物塑料 豐田公司宣布將建造一家以甘蔗為原料生產(chǎn)生物塑料的試驗工廠。 與以石油 為原料的塑料相比， 這種生物塑料可被分解，

14、 顯然更為環(huán)保。 豐田計劃主要把這 種生物塑料應用在汽車裝飾上。 此前豐田公司已成功開發(fā)出在耐用性和耐熱性方 面大有提高的”豐田生態(tài)塑料”，將應用在該公司改進后的新款RAU VI 汽車上。自增強塑料 (sRPs)一項新的研究表明， sRPs 將有一系列的廣泛應用， 特別是在汽車領(lǐng)域。 sRPs 把熱塑性塑料的多用途、 可回收性和纖維增強復合材料的高性能相結(jié)合， 具有輕 量化、高剛度和耐沖擊性，適于在汽車中一系列半結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)部件上應用。聚合物 / 無機納米復合材料由于納米粒子的小尺寸效應、 量子尺寸效應、 大的比表面積、 表面原子處于 高度活化狀態(tài)等特性，使其與聚合物有很高的界面作用力及特殊的聲

15、、光、電、 磁等性質(zhì)，因此將無機納米粒子作為一種新型填料， 開發(fā)出高性能， 具有特殊功 能的復合材料，開創(chuàng)了聚合物填充改性的新領(lǐng)域。 20 世紀 90 年代初， Montell 北美汽車事業(yè)部推出一種 TPO 基納米復合材料，用于汽車、外裝飾件。 5 n-MMT增強TPO的剛度相當于25 %35 %滑石粉填充PP的效果。1991年, 豐田汽車、三菱化學共同開發(fā)成功 PP(60)/EPR(30)/ 滑石粉(1 0)納米復合材料 TSPO-1 ,將其用于汽車前、后保險杠,使保險杠厚度由 4 mm 減至 3mm ,質(zhì) 量減輕約 1/3 。通用汽車(GM)、Base U公司和美國Southern 粘土

16、產(chǎn)品公司、Blackhawk 汽車塑料公司共同合作,開發(fā)成功 TPO 系納米復合材料制汽車踏腳板,已用于 GM 公司轎車。該材料硬度較高、質(zhì)量輕、低溫下不發(fā)脆,而且容易回收,并可 進一步降低成本。玻璃纖維增強熱塑性塑料和長玻纖增強塑料玻璃纖維增強熱塑性塑料、 特別是長玻纖增強塑料的應用顯示出強勁的發(fā)展態(tài)勢, 可用于汽車的結(jié)構(gòu)件等高 強度、高要求的功能件上。(2) 通用大品種塑料PP、工程塑料PA及PC的用量不斷增長，而PVC、ABS 塑料的用量有所下降。這是由于 PP 塑料材料通過填充改性后，與原來汽車裝飾部件使用的 PVC 、ABS 等塑料材料相比，具有優(yōu)異的耐熱性和剛性，便于成型加工，特別

17、有利于 回收再利用。(3) 汽車塑料回收利用要求加強隨著塑料在汽車上用量的增加， 廢舊汽車塑料的回收、 再生和利用的任務將 十分艱巨。 即使在一些回收處理技術(shù)很先進的國家， 這方面的工作也還處于不斷 完善過程中。目前國外主要采用利用燃燒熱能的方法來處理廢舊塑料， 同時通過清潔裝置 處理無法利用的廢氣和廢渣。 日本和歐洲國家近年來分別提出了對汽車廢舊塑料 的利用要求， 還規(guī)定了具體年限， 政府的高度重視促進了汽車廢舊塑料的利用進 程。美國福特公司今年夏天開始回收汽車塑料， 并將這些塑料與細石料混合用于 路面鋪設， 這對于各國汽車塑料“廢物利用”無疑是一個極好的啟示。 廢舊塑料 的回收利用技術(shù)，在國外已漸漸成為熱點，并成為產(chǎn)業(yè)。我國在塑料回收、 再利用方面與國外差距很大。 有關(guān)專家一致認為， 廢舊塑 料的回收、 再生和利用應從源頭抓起， 科學地進行汽車部件新產(chǎn)品的選材。 使材 料品種趨于集中統(tǒng)一， 便于分類回收和整體回收， 更能促進塑料的回收和再生利 用。隨著中國汽車工業(yè)的迅速發(fā)展， 對廢舊塑料等造成的環(huán)境污染也會作出相應 的對策，加速開發(fā)可回收、 再利用的汽車用改性塑料材料是汽車工業(yè)發(fā)展的必然 要求。(4) 相關(guān)生產(chǎn)工藝不斷革