聚酰胺工程塑料在汽車工業(yè)中的應用現狀與前景(下)

聚酰胺工程塑料在汽車工業(yè)中的應用現狀與前景(下)3)開發(fā)聚酰胺合金國外每年都開發(fā)出多種聚酰胺合金，為汽車工業(yè)提供價廉物美的新材料。聚酰胺合金大致可分為以下兩類：a)通過摻混彈性體、聚烯烴等，以提高聚酰胺在低溫、干態(tài)下的抗沖擊強度和改善吸水性。Dupont公司的ZytelFN是尼龍/丙烯酸橡膠合金，在-30℃的缺口沖擊強度很好，最高使用溫度為150~200℃，可用于發(fā)動機罩下的導管以及接插件、固定件、密封件等。意大利Resinmec,AlusuisseSPA開發(fā)的商品名為ArcomidALZGF15的ABS/PA合金，含15%的增強材料，可用來制作汽車齒輪且可涂刷，與玻纖增強或礦物填充尼龍相比，其制品的尺寸穩(wěn)定性、表面涂飾性及涂層與表面的粘結性都有所改善。Atochem公司開發(fā)的商品名為Orgally的PA/PO合金有三個牌號：LT4060，LT5050和LT6040。它們的使用溫度范圍為-40—150℃，適用于制造汽車發(fā)動機罩下零件，如進氣岐管及軟管、密封件等。b)通過摻混一定比例的PPO、PET等，來提高耐熱性，用來制造汽車外殼材料，在150℃的整車涂裝溫度下在線涂覆。代表性品種有PA/PPO(GE公司的“GTX\|900”，旭化成的“ザイロンG”等)、尼龍/聚芳酯(日本エニチカ公司的“X\|9”，Dupont公司的“BexloyM”等)、PA/PC(三菱瓦斯公司的“エビロニMB5000”，Detex公司的“DexCarb507”等)。4)不斷推出新型聚酰胺基本樹脂荷蘭DSM公司近年來研究開發(fā)的商品名為Stanyl的PA46，是丁二胺與己二酸的聚合物，具有高熔點(220℃)、高結晶度(43%)、高熱變形溫度(未增強級220℃，30%玻纖增強級285℃)，在高溫下長時間仍能保持高模量，適用于汽車發(fā)動機罩下長時間處于高溫運行的部件。DSM公司在1985年建立起150t/aPA46中試裝置，1990年開始進行年產22,000t/a規(guī)模的生產。日本三菱瓦斯化學公司近年來致力于開發(fā)芳香族尼龍MXD6的應用領域。尼龍MXD6是由間苯二甲胺和己二酸縮聚而成的結晶性熱塑性聚合物，具有良好的耐熱性和優(yōu)異的機械性能。三菱瓦斯化學公司的玻纖和填料增強的尼龍MXD6商品名為Reny，在寬廣的溫度范圍內具有高強度和高模量，熱變形溫度高(玻纖50%，234℃)，線膨脹系數接近金屬，成型收縮率小，氣密性好，用來制造汽車發(fā)動機的汽缸蓋、活塞、汽缸體及同步齒輪等部件。MXD6合金系列產品是制造汽車外殼、底盤、大梁等理想的結構材料。在汽車領域，MXD6消耗量年增長率為30%。Dupont公司開發(fā)的新型高性能PA12/12比普通尼龍有更高的熔點，在高溫下有較好的形狀記憶性，其低吸濕性、尺寸穩(wěn)定性和耐化學性與PA12相似，價格與PA12不相上下，可用于汽車燃料配件和過濾器、燃油導管等。聚酰胺熱塑彈性體目前有Atochem、Ems、Huls等數家公司進行生產和應用開發(fā)，它通過嵌段共聚的方法使硬鏈段和軟鏈段在同一分子鏈內交替組合。一般硬鏈段用PA6、PA11或PA12，軟鏈段用聚醚或聚酯等。聚酰胺熱塑性彈性體性能變化幅度大，具有韌性好、耐寒、耐磨、減少噪音、加工成型好等特點，可以制作耐沖擊的汽車部件。4、成型加工工藝的發(fā)展成型加工工藝的發(fā)展促進了塑料在汽車工業(yè)的應用。車用聚酰胺工程塑料的主要加工工藝是注射成型和擠出成型。近年來加工工藝又有了新的發(fā)展，其中最引人注目的是熔芯(CoreMelt)注射成型技術。其工藝是用低熔點金屬制成型芯(如錫/鉍澆鑄的模芯)，再把這型芯嵌入模具，然后將聚酰胺熔體注入模具，成型后脫模，再將這個聚酰胺/金屬模件放入油浴中加熱，使金屬熔融流出，從而得到聚酰胺中空制件。熔芯注射成型的優(yōu)點是內表面平滑性大為改善，噪音降低，重量減輕，成本降低。由于該工藝的出現，熔芯注射成型加工的聚酰胺進氣岐管近年來在歐洲汽車上普通使用，美國三大汽車公司也已開始推廣，形成聚酰胺在汽車工業(yè)中的最大增長點。三、我國汽車用聚酰胺工程塑料應用現狀及存在的問題自1956年第一輛解放牌汽車誕生以來，我國汽車工業(yè)有了較大的發(fā)展。特別是八十年代以來，隨著汽車生產線的引進，汽車工業(yè)發(fā)展較快，車用塑料的研究開發(fā)也相應得以發(fā)展。但是，由于我國塑料工業(yè)基礎薄弱，塑料在汽車上的應用與國外相比差距較大，與工業(yè)發(fā)達國家相比差距更大。聚酰胺工程塑料在汽車上的應用狀況還不如其它一些塑料品種。我國目前汽車塑料應用重點是引進車型零部件的國產化，但“七五”期間引進的車型也只相當于發(fā)達國家七十年代末八十年代初的技術水平。上海桑塔納是我國較早引進生產的轎車，零部件國產化率最高，93年達82%。該車型聚酰胺塑料件單車用量為2.896kg，使用部位是散熱器水室、電線夾、繼電器外殼等，1993年聚酰胺塑料國產化率為60%。已國產化的聚酰胺工程塑料件主要有蘇州塑料一廠的PA6GF30(30%玻纖增強PA6，用作節(jié)油器蓋、隔板，0.687kg)、蘇州塑料一廠的玻纖增強PA66GF30(30%玻纖增強PA66，用作散熱水室，0.626kg)、上海普利特化學研究所的PA11(真空軟管，0.427kg)及其他配套廠的一些電氣零件。此外，化工部成都有機硅研究中心開發(fā)了高硬度玻纖增強PA66，并建成了中試裝置，據稱已取代德國BASF公司的FRPA66ASEG6用于制造桑塔納轎車轉向柱開關手柄等制件，還可用于國內引進的其他車型。廣州標致車型每輛使用8.8kg聚酰胺工程塑料，主要應用部件有：后排氣口罩板(1.4kg)、前座椅滑軌墊塊(共0.6kg)、固定夾類(共1kg)、車輪罩蓋(共4kg)、車頂把手固定墊(共0.3kg)、門鎖鎖緊機構(共0.2kg)、靠背頭枕導架座(共0.2kg)以及PPO/PA合金制的前阻流板(共2kg)。據廠家介紹，這些零部件均由國內配套廠加工成型，但其原料主要由國外進口。我國“七五”期間引進車型和更新換代車型中聚酰胺工程塑料用量較多的有(只統計單件重量100g以上部件)：廣州標致505FAM(8.8kg/輛)、黃河JN\|162L(3.42kg/輛)、沈陽松陵RM80G(2.91kg/輛)、上海桑塔納(2.896kg/輛)、南京斯太爾(1.5kg/輛)、解放CA\|141(1.052kg/輛)。聚酰胺塑料件用量比國外低得多。河北亞大塑料制品有限公司系中外合資企業(yè)，采用從法國Atochem公司進口的PA11為原料，引進澳大利亞技術生產汽車輸油管、剎車管，自1990年起正式在全國推廣使用，現已覆蓋全國大多數車型，年銷售量500噸。該公司最近在北京、上海、長春建立了分公司，以拓展業(yè)務。近期國內車用尼龍管線上馬很多，如江蘇泰州電化廠、重慶恒強塑料制品有限公司、浙江臨海市小溪剎車管廠等，都引進生產線和進口PA原料，生產PA11或PA12剎車管，該類產品的市場競爭相當激烈。國內圍繞PA6、PA66和PA1010三種聚酰胺基本樹脂，在汽車工業(yè)領域做了一些應用工作。塑料級PA6樹脂主要廠家有上海賽璐珞廠和黑龍江尼龍廠；PA66樹脂主要廠家有上海塑料制品十八廠和遼陽石油化纖公司；PA1010是我國獨創(chuàng)的一種尼龍品級，上海賽璐珞廠和武漢有機化工廠生產。蘇州塑料一廠生產玻纖增強PA6和PA66專用料和注塑產品，除提供給上海桑塔納外，還給北京輕型車配套，做發(fā)動機圈、冷卻風扇、暖風機殼等。遼陽宏偉塑料合金廠與一汽公司材料所合作，生產車用PA66合金。沙市市第一塑料制品廠用玻纖增強PA6剎車片，用岳化研究院PA/PP合金給標致汽車做線夾。十堰市塑料制品廠用PA1010做線夾。柳州紅光工程塑料廠用PA6改性料，給柳州微汽廠配套生產空氣過濾器、油壺、線夾。許昌傳動軸廠用尼龍粉末涂覆花鍵軸。南通合成材料實驗廠開發(fā)生產了PA6和PA66系列改性料，部分產品已用于汽車零部件。上海賽璐珞廠的PA1010在一些汽車上也得到了應用。岳化研究院研制的汽車燃油箱用阻隔尼龍樹脂，已通過了小試鑒定。但總的說來，我國汽車用聚酰胺工程塑料的研究開發(fā)和應用，還只處在起步階段。據汽車和塑料行業(yè)的一些專家估計，用于汽車工業(yè)的國產聚酰胺工程塑料，大約每年只有幾百噸。我國1993年汽車產量120萬輛，預計2000年我國汽車產量為250—300萬輛，屆時每年需要聚酰胺工程塑料12kt?？梢哉f，我國聚酰胺工程塑料的開發(fā)應用已大大落后于汽車工業(yè)的相應要求。具體表現在以下四個方面：(1)原材料(基本樹脂)缺乏供應近年來我國PA66的單體AH鹽年產量40kt左右，PA6的單體己內酰胺年消耗量有十幾萬噸之多，但這兩種單體主要是用于生產合成纖維，用于生產工程塑料的比例很低。據統計，我國1991年生產聚酰胺塑料5606噸，92年生產5454噸，其中PA6和PA66有相當一部分由紡絲下腳料加工而成，質量等級低。汽車塑料制件對原材料的性能要求高，多采用改性樹脂，而且不同制件往往需要不同的改性料。我國聚酰胺工程塑料只有PA1010、PA6、PA66等少數幾個基本樹脂。研究開發(fā)改性料的企業(yè)和科研單位很多，研究成果也時有報導，但技術水平低，品種單一，而且一般還處在小試階段，距工業(yè)化生產還有相當的距離。汽車工業(yè)(尤其是近年來引進的汽車生產線)所需要的質量高、品種多樣化的聚酰胺工程塑料主要依靠進口來滿足生產需要。(2)缺乏集中研究開發(fā)汽車用聚酰胺工程塑料的科研開發(fā)機構和生產基地國內有很多研究單位進行過汽車用聚酰胺工程塑料的零星研究，但研究和應用常常脫節(jié)，沒有形成一定的力量，難成氣候。如聲稱研究開發(fā)出玻纖增強PA6的單位有十幾家之多，但現今汽車部件使用的玻纖增強PA6專用料多為國外進口。原因是國產原料性能指標不高，綜合性能不佳，質量不夠穩(wěn)定。(3)成型加工工藝技術落后目前生產汽車塑料制件的配套廠多為鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，模具設計與加工比較落后，工藝控制不夠穩(wěn)定，產品質量波動較大。國外應用成熟的反應注射成型技術和熔芯注射成型技術在國內尚未見應用。(4)模具加工技術落后缺少專用設備及模具制造手段，模具加工周期長，質量差，成本很高，直接影響塑料成品的發(fā)展。四、前景展望及對策建議我國政府已明確提出要大力發(fā)展汽車工業(yè)，使之成為國民經濟的支柱產業(yè)。我國汽車工業(yè)已進入飛速發(fā)展時期，國家一方面大力引進國外較先進的汽車生產線，一方面通過稅收等政策杠桿來推動引進汽車零部件的國產化進程，這對聚酰胺在汽車上的應用是很大的促進。汽車工業(yè)的發(fā)展需要相關工業(yè)的同步發(fā)展，中國汽車工業(yè)總公司已將聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、ABS、聚酰胺等列為今后需要重點發(fā)展的塑料品種。據中國汽車工業(yè)總公司2000年發(fā)展規(guī)劃目標，2000年國產汽車需聚酰胺工程塑料13kt，因此開發(fā)高附加價值的汽車用聚酰胺工程塑料很有經濟效益和市場潛力。建議如下：1)加強基礎樹脂的開發(fā)生產我國每年通過海關進口的塑料級聚酰胺樹脂有10kt左右。由于國內聚酰胺樹脂缺口大，許多集體企業(yè)和個體戶上馬百噸級的己內酰胺聚合裝置，雖然在目前還是有利可圖，但畢竟不是經濟規(guī)模，而且質量等級低、質量指標不統一，給后加工帶來困難。根據我國國情，應上馬5000t/a左右規(guī)模的聚酰胺聚合裝置，專業(yè)生產塑料級的PA6和PA66切片，為電子電氣工業(yè)和汽車工業(yè)提供質量可靠的基礎樹脂。還應考慮在適當時機上其它聚酰胺基礎樹脂(如PA12，PA6/PA66，PA11)的生產裝置，為聚酰胺工程塑料的應用提供堅實的原料基礎。2)加強改性尼龍的縱深開發(fā)要改變目前品種單一的現狀，對現已開發(fā)的玻纖增強尼龍、填充尼龍、阻燃尼龍、尼龍合金、抗沖擊尼龍等進一步深度研究，使之系列化、定型化。還要加強具