原料種類繁多,在
汽車塑膠注塑件上(shàng)的應用分為內飾件、外裝件和功能件。根據名種塑料不同的(de)使用特性,通常將塑料(liào)分為通用塑料、工程(chéng)塑料和特種塑料三種類型(xíng)。
一(yī)、通用(yòng)塑料
一般是指生產量大、成型性好、價格便(biàn)宜、廣泛使用的塑料。通用塑料包含五大品種,聚丙(bǐng)烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚(jù)苯乙烯(PS)、丙烯(xī)晴-丁二烯-苯(běn)乙烯共聚物(ABS),都是熱塑性塑料。
① PP
聚丙烯,俗(sú)稱百折膠,類似白色蠟狀,透明、質輕,注塑時流(liú)動性好,吸水性低於0.02%。PP收縮率為1.0-3.5%,合適的薄厚為1.5-2.5mm。
PP在汽車領域的廣泛使用(yòng)主要存(cún)在兩個問題:易燃燒(會滴落燃燒物)和低溫環(huán)境呈脆(cuì)性。針對這兩個問題,在工業(yè)的實際應用中摻加合(hé)適的添加劑,做PP改性。易燃燒會(huì)添加阻燃劑;低溫環境下呈脆性,主要采用加入其(qí)它韌(rèn)性(xìng)材料、剛性粒子或彈性體進行各種改性增韌,如橡膠(EPDM)、滑石粉(TD)、玻纖(GF)等。用PP樹脂(zhī)製造的汽車用製品很多,有(yǒu)各種儀表板、門(mén)護板、立(lì)柱護板、保險杠、水箱、裝飾板,PP在汽車上的應用有越來越多的趨勢。
②PE
聚乙(yǐ)烯,最輕的塑料之一,半透明(míng)白色臘狀材料,耐水性好,耐酸堿,耐有機溶劑,電絕緣性優良 。收縮率1.5~4.0% ,合適的薄厚1.0-2.5mm。
PE作(zuò)為汽車材料最(zuì)大的缺(quē)點是容易燃燒,最簡單、常用的方(fāng)法是加入合適的阻燃劑來改善PE的燃燒性能(néng)。用PE製(zhì)造的汽車製品主要有油箱、風管,前座椅裝飾(shì)蓋 ,風道總成(HDPE)、左右通風管總成、上(shàng)下風(fēng)向葉片連接杠、左右腳(jiǎo)通風口總(zǒng)成(chéng)等。
③PVC
聚氯乙烯,常用PVC是多組(zǔ)份的(de)塑料,因(yīn)為各組份的含量不同(tóng),就(jiù)形(xíng)成了各種機械性能差異很大的不同(tóng)硬度的PVC顆粒,一般分為軟PVC和硬PVC兩大類。收縮率:硬質PVC為1-1.5% ,軟質PVC為2-2.3% ,合適的薄厚2-3.5mm。
在
汽車塑料製品中最常用的(de)塑料原材料當屬(shǔ)聚氯乙烯,用PVC塑料製造的汽車塑料製品隨處可(kě)見,PVC儀表板蒙(méng)皮、PVC塑料方向盤(pán)、PVC塑料襯板(bǎn)、PVC塑料(liào)汽車鋪地(dì)材料。這不僅是因為PVC樹脂(zhī)價格經濟,而且加工性能和綜合力學性能都比(bǐ)較好(hǎo)。
④PS
聚(jù)苯乙烯(xī),俗稱硬膠,透明的仿玻璃狀的材料,流動性好,不吸水,由於PS脆性,常將其與其它物質一起(qǐ)接(jiē)枝共聚(jù),如與丁二烯接枝共聚形成HIPS,成(chéng)分中含橡膠後抗衝擊強度(dù)和表麵硬度都大大提高。收縮率0.4-0.7% ,合適的薄(báo)厚2-3mm。
PS在汽車上的主要應(yīng)用在儀表(biǎo)外殼、燈罩、照(zhào)明製(zhì)品上。聚苯乙烯還可通過發泡成型製備包裝材料及絕熱保溫材料(liào),用於生產頂棚(péng),還有就是與其它材料接枝共聚和改性,得到很多固定搭(dā)配的(de)PS家族的合金塑料品(pǐn)種(zhǒng),如(rú)SMA用在(zài)製(zhì)造汽車儀表板骨架。
⑤ABS
丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚體,俗稱超不碎(suì)膠,本體呈白色。收縮(suō)率為0.4-0.7% ,合適的壁厚1.8-3mm。
由於ABS種類多,表麵處(chù)理效果好,價格低,被廣泛使用與汽車領域。鑒於ABS的耐候性差,目前(qián)商(shāng)用(yòng)車中已經廣泛使用高耐候(hòu)的AES、ASA等材料補充ABS。當(dāng)產品需要做表麵處理時(例(lì)如水轉(zhuǎn)印膜、噴塗)時,采用ABS;不需要(yào)表麵處理(lǐ)時選用ASA、AES。汽車產品中(zhōng)最典型就(jiù)是裝飾亮條、換擋手柄頭、內開拉手、牌照裝飾板、後(hòu)擾流板總成、後視(shì)鏡本體(tǐ)、散熱器隔柵本體、扶手等。
二(èr)、工程類塑料
工程類塑料由於擁(yōng)有較好的綜合機(jī)械性能,在汽車領域也得到廣泛使用,在本文中主要介紹聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(àn)(PU)、聚碳酸酯(PC).
① PA
聚酰胺,俗稱尼(ní)龍,工業使用上PA種類較多,常用的有PA6、PA66和PA610。由於(yú)熱膨脹和(hé)吸水性的影響,製件尺寸穩定性差,收縮率1~2%,需注意成型後吸濕(shī)的尺寸變化(huà)。吸(xī)水率100% ,相對吸濕(shī)飽和時能吸8%,合適壁厚:2~3.5mm。
PA在(zài)汽車(chē)領(lǐng)域(yù)主要用於製造軟管(製動軟管(guǎn)、燃(rán)油管)、燃燒油過濾器、空氣過濾器、機油過濾器、水泵殼、水泵葉輪、風扇、製動液罐、動力轉(zhuǎn)向液罐、白葉窗、前大燈(dēng)殼、安全帶。
② PMMA
聚甲基丙烯酸酯,俗稱有機玻璃,耐室外老化,有極好的透光性合適的塑料產品:有一定強度要求的透明結構件。
PMMA由於其良好的透(tòu)光性(xìng)能,廣泛用(yòng)在汽(qì)車照明標誌牌、車門玻璃和燈玻(bō)璃罩上。
③ POM
聚甲醛,俗稱塑鋼,收縮率2-3.5% 合適壁厚:1.5-2.5mm。
POM在汽車上用與(yǔ)製造儀表板手套箱附件、各種閥門(排水閥門、空調器閥門等)、各種葉輪(水泵葉(yè)輪、暖風器葉輪(lún)、油泵輪等)、各種電器開關及電器儀表上的小齒輪、各種手(shǒu)柄及門銷等
④ PC
聚(jù)碳酸酯,具有突出的衝擊韌性和抗(kàng)蠕變性能,耐熱(rè)性好,耐寒(hán)性也(yě)很好。收縮率0.5-0.7% ,合適的壁厚為2-3.5mm。PC加入玻纖可改善其收縮率,機械強度(dù)和耐溫性,在100℃左(zuǒ)右長期使用鋼性會增加,可用退火改善內應力。
主(zhǔ)要合成體PC-ABS簡介(jiè):
PC-ABS是(shì)PC與ABS的共混材料,通常以共混(hún)造料後,以粒(lì)料形狀(zhuàng)供應。如果隻把兩(liǎng)種料簡單的混合後,直接注塑,效果很差,會(huì)出現(xiàn)分層(céng)現象;PC的優點是剛而韌,缺點(diǎn)是應力開裂,粘度大;ABS的優點是流動性好,但(dàn)表麵硬度(dù)低;這樣共混後的材料PC-ABS即保留了兩者的優點;PC-ABS具(jù)有較高的表麵硬度(dù),較(jiào)高的剛性和韌性,也有較(jiào)高的抗應力開裂能力;它的(de)機械性能介於兩者之間
PC在汽車(chē)領域主要用(yòng)在製造燈罩,左右輪罩護板,儀表擋板(bǎn)本(běn)體(PC+ABS)、左(zuǒ)右風框蓋、中間風框蓋(PC+ABS)、後保險杠緩(huǎn)衝墊。
⑤ PU
聚氨酯,根據聚合反應生成物的不同,常用的分(fèn)為硬質(zhì)聚氨酯和軟(ruǎn)質聚氨酯。 聚氨酯泡沫(mò)塑料廣泛應用於汽車內飾和吸(xī)收振動的零部(bù)件上,如塗覆材料、聚(jù)氨酯硬質塑料板材、聚氨(ān)酯彈性體、座椅軟泡沫材料、裝飾件、沙發革、車頂(dǐng)飾品;應用最多的是各種軟(ruǎn)質和硬質的聚氨酯泡沫材料,它有隔振(zhèn)、隔音、降噪、保溫隔熱;PU還可製成車用聚氨酯塗料、粘結劑、密封劑等。汽(qì)車上的PU代表製件有儀(yí)表板(bǎn)、後(hòu)視鏡、保險杠、座(zuò)椅軟墊(diàn)、頭枕、轉向盤、儀表(biǎo)板防振墊、支柱裝(zhuāng)飾件(jiàn)、前頂(dǐng)襯裏、窗框架、頂棚與側頂架裝飾、門襯板、遮陽板、後頂架裝飾等。
三(sān)、特種塑料
玻璃纖維增強塑(sù)料
玻纖增強塑料是在原有純塑(sù)料的基礎(chǔ)上,加入玻璃纖維和其它助劑,從而提(tí)高材料的使用範圍。一(yī)般的來說,大部分的玻纖增強材料多用在產品的結構零件上,是一種結構工(gōng)程材料;如:PP, ABS ,PA66 ,PA6 ,PC, POM .
優(yōu)點(diǎn):
①玻纖增強以後,玻纖(xiān)是耐高溫材料,因此增強塑料(liào)的耐熱(rè)溫度比不加玻纖以前提(tí)高很多,尤其是尼龍類塑料;②限製(zhì)了塑料的高分子鏈(liàn)間的相互(hù)移動,因(yīn)此增強塑料的收縮率下降很多,剛性也(yě)大大提高;③增強塑料不會應力開裂(liè),同時(shí)塑料的抗衝性(xìng)能提高很多;④玻纖是高強度材料,從而也大(dà)提了塑料的強度(拉伸強度(dù)、壓(yā)縮強度、彎曲(qǔ)強度(dù)都提高了很多)⑤由於玻纖和其它助劑的加入,增強塑料(liào)的燃燒性能下降很多,大部分材料不能點燃
缺點:
①不加玻纖前是透明,都會變成不透明的;②塑料的韌性降(jiàng)低,而脆性增加;③所有材料的熔融(róng)粘度增(zēng)大,流動性(xìng)變差,注塑壓(yā)力比不加玻纖的(de)要增(zēng)加(jiā)很多;④流動性差,為了正常注塑,所有增強塑料的注(zhù)塑溫(wēn)度要比不(bú)加玻纖以前提高10℃-30℃;⑤增(zēng)強塑料的吸(xī)濕性能大(dà)加強,原來純(chún)塑料不吸水(shuǐ)的也會變得吸水,因此,注塑時都要進烘幹;⑥在注(zhù)塑過(guò)程中,玻纖能進入塑料製品的表麵,使得製品表麵變得很粗(cū)糙,斑(bān)斑點點(為了(le)取得較高的表麵質量,最好注塑時使用模溫機加熱模具,使得塑料高分子(zǐ)進入製品表麵,但不能達到純(chún)塑(sù)料的外觀(guān)質量);
⑦玻纖是硬(yìng)度很高(gāo)的材料,助劑高溫揮發後是腐(fǔ)蝕性很大的氣體,對注(zhù)塑(sù)機的螺杆和注塑模具的磨損和腐蝕很大,因此,生產使用這類材料的模具和注塑機時,要注意設備的(de)表(biǎo)麵防腐(fǔ)處理和表麵硬度處(chù)理.
常用的加玻纖的縮水率:
PP+玻纖:0.2-0.8% ABS+玻纖:0.1-0.2%
PA66+玻纖:0.5% PA6+玻纖:0.4%
PC+玻纖(xiān):0.1-0.3% POM+玻纖:0.9-1.2%
玻璃纖維增強的代表材料,玻璃鋼/複(fù)合材料在(zài)汽(qì)車工業上(shàng)的應用:
車身部件:包括(kuò)車身殼體、車蓬(péng)硬頂、天窗、車門、散熱器護柵(shān)板(bǎn)、大燈(dēng)反光板(bǎn)、前後保險(xiǎn)杠等以及車內飾件。這(zhè)是玻璃鋼/複合材料在汽車中應用的主要方向,主要(yào)針對適應車身流線型設計和外觀高品質要求的需要,目前開發應用潛力巨大。該部件材料主要以玻璃纖維增強(qiáng)熱固(gù)性塑料為主,典型成型工藝有:SMC/BMC、RTM和手糊/噴射等(děng)。
結構件:包括前端(duān)支架、保險杠骨架、座椅骨架、地板等,其目的(de)在於提高製件的設計自(zì)由度、多功能性和完整(zhěng)性。主要使用高強SMC、GMT、LFT等材料。
功能件:其主要特點是要求耐高溫、耐油腐蝕,以發動機及發動機周邊部件為(wéi)主。如:發動機氣(qì)門罩蓋、進(jìn)氣歧管、油底殼、空濾(lǜ)器蓋、齒輪室蓋、導風罩、進氣管護板、風扇葉片、風扇導風圈、加熱器蓋板、水箱部件、出水口外殼(ké)、水泵渦輪(lún)、發動機隔音板(bǎn)等。主要工藝材料為:SMC/BMC、RTM、GMT及玻璃纖維增強尼龍等。