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1、汽车用改性塑料简介,1,讲课提纲,汽车用高分子材料简介汽车零部件用高分子材料特点：选材依据汽车内饰颜色控制技术各大汽车公司材料标准对比普利特公司简介,2,汽车工业发展趋势,减轻汽车重量和能源消耗：塑料的密度小降低汽车生产成本：塑料材料的易加工性（挤出、注塑、吹塑、压延、模压、气辅成型）大量使用塑料：比强度高，耐磨，抗腐蚀性绝缘性好，能耗低及噪音小等许多优点。主要品种有：PP、PU、苯乙烯类（ABS，PS，SAN，SMA）、 PVC、PE汽车用塑料量：约占塑料总消耗量的8%左右，约占汽车总重量的10%,3,世界汽车用塑料分布情况,4,汽车用PP塑料的特点,用量最大：约占汽车所用塑料总量的20%左
2、右，其主要原因是再生性、降低汽车重量和生产成本，同时具有良好的加工性能（MFR 0.3-50）；主要的品种有：填充改性、普通型、增强型和橡胶增韧型。1980年美国一台汽车的PP用量为18kg，1990年便增至31kg，欧洲约20kg，其中意大利Fiat Ritma高达25kg，日本平均每台汽车用PP量最高，居世界首位。现在全球汽车用PP用量正以7.5%/年的速率增长，北美汽车用PP呈直线上升。PP与ABS竞争：内装饰件，如仪表板、中柱。主要原因：价格及回收性,5,聚丙烯,PP（等规度）：无规（APP），均聚(IPP,通用级，高结晶级)，嵌段共聚（C2,BPP，通用级/高结晶级）改性PP的性能：
3、主要受PP分子量和PP品种的影响,6,聚丙烯的改性,提高刚性：滑石粉填充，玻璃纤维增强增加韧性：橡胶（PP+EPDM)填充增韧：刚、韧平衡提高热氧老化性能：抗氧剂提高抗紫外线性能：耐候改善加工性能：,7,橡胶用量的影响,韧性增加刚性降低强度下降硬度下降耐热性下降,8,橡胶增韧滑石粉填充PP,9,填料的作用,降低成本增加刚性：弯曲模量降低收缩率；减少制品翘曲；增加制品尺寸稳定性其它：电性能、磁性能、阻燃性、导热性,10,改性PP的性能：主要受PP分子量的影响,11,PP品种的影响,12,TL 52283,13,TL 52035 保险杠材料,14,聚乙烯,HDPE: 0.941-0.965 吹塑成
4、型LDPE: 0.91-0.925LLDPEMDPE: 0.926-0.940UHMWHDPE(大于150万),15,ABS塑料,苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物,ABS是指聚丁二烯橡胶与单体苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物（SAN）的掺混物组成：A代表丙烯腈，提供耐化学性和热稳定性；B代表丁二烯，提供韧性和抗冲性；S代表苯乙烯，赋予刚性和易加工性,16,ABS的改性,抗冲改性：通用ABS 橡胶耐热改性：Vicat 95-120，改变苯乙烯成分（-MS, SMA, SMI, NPMI) ; PC/ABS电镀级：高抗冲击，橡胶相粒径较大，分布均匀，流动性高抗紫外：本公司核心技术,17
5、,特殊ABS,ASA：丙烯酸酯胶乳；AES：三元乙丙橡胶胶乳；ACS：氯化聚乙烯胶乳透明ABS：MABS和MBS，主要用甲基丙烯酸酯（MMA）完全或部分替代丙烯腈（A）特点：耐候性能大幅度改善，但价格也高,18,聚氯乙烯 PVC,软质硬质,19,塑料的分解温度,20,塑料的最高使用温度,21,塑料的吸水率：通用塑料,22,常见的改性塑料价格,改性ABS：万左右PC/ABS：万左右改性PP：11000-17000,可喷涂保险杠材料及耐划痕仪表板门板专用料价格较高超高耐热材料价格也较高改性PA：25000左右,23,塑料的成型加工新方法介绍,24,气辅注射成型的优点,降低制品内应力。常规注射成型的
6、模腔压力一般超过3050MPa , 而气辅注射的模腔压力约为5MPa 左右, 所以制品承受的压力小, 内应力也就小了;降低锁模力。锁模力大小随模腔压力大小而定。模腔压力小, 锁模力也就小了;节约原材料约25 %30 %左右(也就是注入N2 的量) ;可注射大型厚壁制品, 成型周期短;制品表面平整、光滑、无收缩痕迹。,25,多层共挤吹塑法,为使燃油箱的渗漏量达到2g/ 24h ,最好用多层共挤出吹塑法来成型, 即五层共挤:HDPE + 粘接剂+ PA + 粘接剂+ HDPE。这种工艺要用3 台单螺杆挤出机, 和一个五层共挤吹塑机头, 再加一台吹塑机。用此工艺制成的复合燃油箱, 其渗漏量可以达到0
7、.120.15g/ 24h 的效果。投资大, 工艺也较复杂, 成本较高。国外主要用于中高档轿车,26,复合注射成型,在注射复合工艺中，将装饰材料（通常为多层复合物）置于模内，然后闭模注射，待塑料冷却固化后即可脱模取得制品。优点：降低成本：虽然模具要求更高，模塑周期也更长，但省去了粘结复合工艺，预计成本降低最大可达60 ，目前实际降低成本30左右新工艺没有粘结剂，因而无溶剂挥发问题选择适当的装饰层和塑料，如聚烯烃的装饰层和塑料，可使制品便于回收利用，完全符合环保的要求核心技术：低注射压力（10MPa)：过高的压力产生过高的壁面剪切应力导致装饰织物或皮革的损坏织物要求：耐热性、形变能力和与注塑塑料
8、的粘结性能较好的装饰材料，装饰材料必须具备一定的形变能力和弹性，这就同时要求注重装饰材料在模具内的安放,27,低压注射成型,注射模压技术是先将饰面层放在模具内，然后用注射机将熔体注入敞开的模具内，然后闭模进行压制;也可以先注射熔体，后放置装饰层。相对于注射复合而言，这种工艺的充模压力很低，所以在饰面层上几乎不产生或只产生很小的应力，因而对织物饰面层要求较低。,28,清洁环境生产技术,在塑料加工过程中，要求加工环境非常洁净汽车大灯散射罩、汽车车身表面部件以及光学数据存储媒介、传感器的微小部件和医学上所用的部件,29,汽车零部件用高分子材料特点,30,轿车用保险杠材料性能要求,在低速下发生碰撞时，
9、能防止车辆损坏；外观：设计自由，不发生热变形，对环境不敏感，耐划伤，不出现裂纹、缩孔等；刚性好；易于喷涂；PP类保险杠占欧洲市场的90%零间隙：线性膨胀系数尽可能低薄壁：高流动性充模分析、浇口设计来提高产品的抗冲击性能,31,保险杠的结构,全钢结构钢支架橡胶钢支架塑料材料钢支架发泡PU或PP+表皮钢支架塑料格栅+改性PP钢支架玻璃纤维增强材料,32,33,保险杠用高分子材料,PC/PBT合金：高刚性，高韧性，易喷涂，尺寸稳定性好，耐油性好，抗紫外；但价格高；主要用于高档车PUR-RIM：高韧性，易喷涂；高档车改性聚丙烯：高韧性，易加工，易回收，质轻、价廉；中、低档车玻璃纤维增强塑料：刚性好，耐
10、冲击；赛车；,34,PP保险杠材料标准,TL 52035：无尾标，A尾标，B尾标QK 000593：SAIL保险杠WSK M4D777，M4D873：福特轿车标准GMP.E/P.027(028)：GM 别克保险杠Chrysler标准：MSDC256 典型的保险杠用PP材料：TPO（反应聚烯烃），PP+EPDM（乙烯共聚物），PPEPDMT10，PP+EPDM+T20,35,DSM 保险杠用改性聚丙烯,36,主要外饰件用材料,侧护板、防撞条：PP+EPDM+T30轮罩：改性PP，PE轮饰盖：矿物填充超韧尼龙，PC/ABS，改性聚丙烯格栅：PC/ABS, ABS, ASA，PA6-GF15外后饰镜
11、壳体: ABS, ASA, 改性PP扰流板：ABS，ASA，SMC，MPPO车门拉手：改性PA，PC/ABS，POM牌照板：PC/ABS，AES，ASA，ABS,37,汽车油箱,标准要求：欧洲标准 20g/24h；美国2g/24h超高分子量聚乙烯：内表面经氟化或磺化处理。低熔融指数宽分子量分布高抗冲多层复合成型：7层（阻隔性尼龙，UHDPE）,38,汽车仪表板,39,40,汽车仪表板发展趋势,刚性仪表板/表面覆皮（PVC）或织绒：成型工艺复杂，成本高刚性仪表板/TPO皮：SMA-GF15，PP-LGF30全PP化技术成熟良好的性价比易于回收具有优异的长期使用性能,41,汽车仪表板材料性能要求,
12、良好的尺寸稳定性；优异的抗冲性能；低挥发性;轻质；优良的耐热及抗划痕性能；良好的加工性能：流动性好，成型时间短主要材料：硬质材料（改性PP，PC/ABS，SMA-GF15，改性PPO），软质材料（PVC，TPO）,42,汽车内饰件,仪表板系统：杂物箱，出风口，中控面罩门板系统副仪表板系统装饰柱及门槛饰条座椅系统后行李箱盖板,43,Changes of Automotive Interior Parts,A B S,Talc 20%,Door Trim,Block PP,Talc FilledHCPP,High MFRBlock PP,Talc FilledHCPP,High MFRBlock
13、PP,HCPP,Talc FilledHCPP,Kicking Plate,Pillar & Trim,High MFR,Talc 714%,44,45,汽车内饰材料性能要求,耐划痕性：高强度、高刚性工程塑料表面织绒高结晶聚丙烯高结晶聚丙烯+低含量填料安全性：防止侧向及正面撞击时碎裂，要求材料具有良好的低温冲击性能、刚性和加工性能简化加工工艺：低压注射成型（织物），一次复合成型（降低成本）未来的发展趋势：在改性PP中加入不同颜色、不同长度、不同形状和直径的纤维，可一次成型得到豪华的表面质量,46,发动机附近部件,进气岐管：-40140C，玻纤增强尼龙蓄电池箱体：改性PP，PE冷却液、机油及玻璃
14、清洗剂储罐：PP或PE空调系统部件：PP6或PP8接插件：阻燃玻璃纤维增强PBT,47,48,灯体材料,支架：PC，ABS，PP+T40，PBT+G15， PP+G15，PC/ABS反射镜壳：PC，BMC，PPS，PBT镜体：PC，PMMA灯罩材料：PC，PMMA,49,50,汽车内饰颜色系统管理与控制,51,汽车颜色系统,汽车车身颜色系统汽车外饰件颜色系统汽车内饰件颜色系统,52,影响观察颜色的因素,光源差别观察者差别尺寸大小(面积效应)背景环境(对比效应)方向差别(角度效应),53,主要光源参数及用途,54,颜色的数字描述（1）,55,L*a*b*色空间法,56,颜料的评价,57,不同颜料
15、的性价比较,58,同色异谱(条件等色)现象,59,汽车标准色板的设计,标准色板的尺寸设计，VW：200 x135x2mm，GM ：280 x215x2mm标准色板应包括颜色、光泽、触觉、结构和皮纹。每块标准色板都必须记录颜色名称、色号、材料名称、制作日期、 L*a*b*值、有效期并签名确认。,60,VW Touran 标准色板（背面）,61,普利特与汽车厂的合作,62,汽车用改性塑料标准,63,材料标准技术指标的合理化,常规物理性能：密度，灰份，熔体流动速率，吸水性，收缩率力学性能：拉伸，弯曲，冲击，硬度耐热性能：热变形温度、维卡软化温度、热氧老化性能成品试验：抗紫外，燃烧，耐化学药品性，热存放试验，抗冲击，实际装车试验,64,TL 52388新旧标准对比,65,MSDB 195 PC/ABS,以上指标为材料标准要求（* 材料证明，日常测试报告）,66,WSK-M4D873-A2,熔体流动速率: 7-15 g/10min填料用量：5-15 %密度：0.9-1.05 g/cm3硬度(邵D)：50-58拉伸强度: 10MPa弯曲模量：900MPaIzod冲击强度：常温不断，-40 4.0 kJ/m2HDT: 65(0.455MPa)燃烧特性：100mm/min收缩率：0.8-1.2 %后收缩：0-0.2%(8048h) 0.1-0.3% (12030min)粉碎料的使用,67,
