原(yuán)料種類繁多,在
汽車塑膠注塑件(jiàn)上的應用分為內飾件(jiàn)、外裝件和功能件。根據名種塑料不同的使用特性,通常將塑料分(fèn)為通用塑料、工程塑料和特種(zhǒng)塑料三種類型。
一、通用塑料
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(zhǒng),聚丙烯(PP)、聚(jù)乙(yǐ)烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯晴-丁(dīng)二烯-苯乙烯共聚物(ABS),都是熱塑性塑料。
① PP
聚丙烯,俗稱百(bǎi)折膠,類似白色蠟狀,透明(míng)、質輕,注塑(sù)時流動性好,吸水性低於0.02%。PP收縮率為1.0-3.5%,合適的薄(báo)厚為1.5-2.5mm。
PP在汽車領域的廣(guǎng)泛使(shǐ)用主要存在兩個問題:易燃燒(會滴落燃燒(shāo)物)和低溫環境呈脆性。針對這兩(liǎng)個問題,在(zài)工業的實際應用中摻加合適的添加劑,做PP改性。易燃燒會添加阻燃劑;低溫環(huán)境下呈脆性,主(zhǔ)要采用加入其它韌性材料(liào)、剛性粒子或(huò)彈性體進(jìn)行各種改性增韌,如橡膠(jiāo)(EPDM)、滑石粉(TD)、玻纖(GF)等。用PP樹脂製造的汽車用製品很(hěn)多,有各種儀表板、門護板、立柱護板、保險杠、水箱、裝飾板,PP在(zài)汽(qì)車上的應用有越來越多的趨勢。
②PE
聚乙烯,最輕的塑料之一(yī),半(bàn)透明白色臘狀材料,耐水性好,耐酸堿,耐有機溶劑,電絕緣性(xìng)優良 。收縮率1.5~4.0% ,合適的薄厚1.0-2.5mm。
PE作為汽車(chē)材料(liào)最大的缺點是容易燃(rán)燒(shāo),最(zuì)簡單、常(cháng)用的方法是加入合適(shì)的阻燃劑(jì)來改善PE的燃燒性能。用PE製造的汽車製品主要有油箱、風管,前座椅裝飾蓋 ,風道總成(HDPE)、左右通風管總成、上下風向葉片連接(jiē)杠、左右腳通風口總成等。
③PVC
聚氯乙烯,常用PVC是多組份的塑(sù)料,因為各組份的含(hán)量不同,就形成了各種機械性能差異很大的不同硬度的PVC顆粒,一般分(fèn)為軟PVC和硬PVC兩大類。收縮(suō)率:硬質PVC為1-1.5% ,軟質PVC為2-2.3% ,合適的薄(báo)厚2-3.5mm。
在
汽車塑料製品中最常用的塑料原材料當屬聚氯乙烯,用(yòng)PVC塑料製造(zào)的汽車塑料製品隨處(chù)可見(jiàn),PVC儀表板蒙皮、PVC塑料方向(xiàng)盤、PVC塑料襯板、PVC塑料汽車鋪地材料(liào)。這不僅是因為PVC樹脂價格經濟,而且加工性能和綜合力學性能都比較(jiào)好。
④PS
聚(jù)苯乙烯,俗稱硬膠,透明(míng)的仿玻(bō)璃狀的(de)材料,流動性(xìng)好,不吸水,由於PS脆性,常將其與(yǔ)其它物質一起接枝共聚,如與丁二烯接枝共聚形成HIPS,成分中含橡膠後(hòu)抗衝擊強度和(hé)表麵硬度都大大提高。收縮率0.4-0.7% ,合適的薄厚2-3mm。
PS在汽(qì)車上的主要應用在儀表外殼、燈罩、照(zhào)明製(zhì)品上。聚苯乙烯還可通過發(fā)泡成型製(zhì)備(bèi)包裝材料及絕熱保溫材(cái)料,用於(yú)生(shēng)產頂棚,還有就是與其它材料接枝共聚和改性,得到很(hěn)多固(gù)定搭配的PS家族的(de)合金塑料品種,如SMA用在製造汽車儀(yí)表板骨架。
⑤ABS
丙烯晴-丁(dīng)二烯-苯乙(yǐ)烯共聚體,俗稱超(chāo)不碎(suì)膠,本體呈白色。收縮率為(wéi)0.4-0.7% ,合適的壁(bì)厚1.8-3mm。
由於ABS種類多,表麵處(chù)理效(xiào)果好,價格低,被廣泛使用(yòng)與汽車領域。鑒於(yú)ABS的耐候(hòu)性差(chà),目前商用車中已經廣泛使用高耐候的AES、ASA等材料補(bǔ)充(chōng)ABS。當產品需要做表麵處(chù)理時(例如水轉印膜、噴塗)時(shí),采用ABS;不需要表麵處理時選用ASA、AES。汽(qì)車產品中(zhōng)最典型就是裝飾亮條、換擋手柄(bǐng)頭、內開拉手、牌照裝飾(shì)板、後(hòu)擾流板總成、後視鏡本體、散熱(rè)器隔柵本體、扶手等。
二、工程類塑(sù)料
工程類塑(sù)料由於擁有較好的綜合機(jī)械性(xìng)能,在汽車領域也(yě)得到廣泛使用,在本文中主要介(jiè)紹聚酰胺(àn)(PA)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚(jù)酰胺(PU)、聚碳酸酯(PC).
① PA
聚酰胺,俗稱尼龍(lóng),工業使用上PA種類較多,常用的有PA6、PA66和PA610。由於熱膨脹和吸水(shuǐ)性的影響(xiǎng),製件尺寸穩定性差,收縮(suō)率1~2%,需注意成型後吸濕的尺寸變(biàn)化。吸水率100% ,相對吸濕飽和時(shí)能吸8%,合適壁厚:2~3.5mm。
PA在汽車(chē)領(lǐng)域主要(yào)用於製造軟管(製動(dòng)軟管、燃油管)、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(dòng)力轉向液罐、白葉窗、前大燈殼、安全帶。
② PMMA
聚甲基丙烯酸酯,俗稱有機玻璃,耐室外老化(huà),有極好的透光性合適的塑料產品(pǐn):有一定(dìng)強度要(yào)求的透明結構件。
PMMA由於其良好的透光性能,廣泛用在汽車照明標誌牌、車門玻璃和燈玻璃罩上(shàng)。
③ POM
聚甲醛,俗稱塑鋼,收縮率2-3.5% 合適(shì)壁厚:1.5-2.5mm。
POM在汽車上用與製造儀表板手套箱附件、各種閥門(排水閥門、空調(diào)器閥門等)、各種葉輪(水泵葉輪、暖風(fēng)器葉(yè)輪、油泵輪等)、各種電器開關及電器儀(yí)表上的小(xiǎo)齒輪、各種手柄及(jí)門銷等
④ PC
聚碳酸酯,具有突出的衝擊韌性和抗蠕變性能,耐熱性好,耐寒性也很好。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(qí)收縮率(lǜ),機械強(qiáng)度和(hé)耐溫性,在100℃左右長期使用鋼性會增加,可用退火改善內應力。
主要合成體PC-ABS簡(jiǎn)介:
PC-ABS是PC與ABS的(de)共混材料,通常以共混造料後(hòu),以粒(lì)料形狀供應。如果隻把兩種料簡(jiǎn)單的混(hún)合後,直接注(zhù)塑,效果很(hěn)差,會出現(xiàn)分層(céng)現象;PC的優(yōu)點是剛而韌,缺點是應力開裂,粘度大;ABS的優點是流動性(xìng)好,但表麵硬度低;這(zhè)樣(yàng)共混後的材料PC-ABS即保留(liú)了兩者的優點;PC-ABS具有較高的表麵硬度,較高的剛性和韌性,也有較高的抗應力開裂能力;它的機械性(xìng)能(néng)介於兩者之間
PC在汽車領域(yù)主要用在製造燈罩,左右輪罩護板,儀表擋(dǎng)板本體(PC+ABS)、左右風框蓋、中間風(fēng)框蓋(PC+ABS)、後保險杠緩衝墊。
⑤ PU
聚氨酯,根據聚合反應生成物的不同,常用的分(fèn)為硬質聚氨酯和軟質(zhì)聚氨酯。 聚(jù)氨酯泡沫塑料廣泛(fàn)應用於汽車內(nèi)飾和吸收振動的零(líng)部件上,如塗覆材料、聚氨酯硬質塑料板材、聚氨(ān)酯彈性體、座椅軟泡沫材料、裝飾件、沙發革、車頂飾品;應用最多的是各種軟質和硬質的聚(jù)氨(ān)酯泡沫(mò)材料,它有隔振、隔音、降噪、保溫隔熱;PU還可製成車用聚氨酯塗料、粘(zhān)結劑、密封劑等。汽車上的PU代表製件有儀表板、後視鏡、保險杠、座椅軟墊、頭枕、轉向盤、儀表板防振墊、支柱裝飾件、前頂襯裏、窗框(kuàng)架、頂棚與(yǔ)側頂架裝飾、門襯板、遮陽板、後頂(dǐng)架裝飾等。
三、特種塑料
玻璃纖維(wéi)增強塑料
玻纖增強塑(sù)料是在原有純(chún)塑料的基礎上,加入玻璃纖維和其它助(zhù)劑,從而提高材料的使(shǐ)用範圍(wéi)。一般的來(lái)說,大(dà)部分的玻纖增強材料多用(yòng)在產品的結構零件上,是(shì)一種結構工程材料;如:PP, ABS ,PA66 ,PA6 ,PC, POM .
優(yōu)點:
①玻纖增強以後,玻纖(xiān)是(shì)耐高溫材料,因此增強塑料的(de)耐熱溫度比不加玻纖以前提高很多,尤(yóu)其是尼龍類塑料;②限(xiàn)製了塑料的高分子(zǐ)鏈間的相互移動(dòng),因此增強塑料的收縮(suō)率(lǜ)下降很多(duō),剛性也大大提高;③增強塑料不會應力開裂(liè),同時(shí)塑料的抗衝性能提高很(hěn)多;④玻纖是高強(qiáng)度(dù)材(cái)料,從而也大提了塑料的強度(拉伸強度、壓縮強度、彎曲強度都(dōu)提高了很多)⑤由於(yú)玻纖和(hé)其它助(zhù)劑的加入,增強塑料(liào)的燃燒性能下降很多,大部分材料(liào)不能點(diǎn)燃
缺點(diǎn):
①不加玻纖前是透(tòu)明,都會變成不透明的;②塑料的韌性降低,而脆性增加;③所有(yǒu)材料的熔融粘度增大,流動性變差,注塑壓力比不加玻纖的要增(zēng)加很多;④流動(dòng)性差,為了正常注塑,所有(yǒu)增強塑料的注塑溫度要比不加玻纖以(yǐ)前提高10℃-30℃;⑤增強塑料的吸濕性能大加強,原來純塑料不吸水的(de)也會變得吸水,因此,注塑時都要進烘幹;⑥在注塑過程中,玻纖能進入塑(sù)料(liào)製品的表麵,使得(dé)製品表麵變得很粗糙,斑斑點點(為了取得較高的表麵質量,最好注塑(sù)時(shí)使(shǐ)用模溫(wēn)機加熱模具,使得(dé)塑(sù)料(liào)高分子進入製品表麵,但不能達到(dào)純塑料的外觀質量);
⑦玻纖是硬度很(hěn)高的材料(liào),助劑高溫揮發後是腐蝕性很大的氣體,對注塑(sù)機的螺杆和注塑模具的磨損和腐蝕很大(dà),因此(cǐ),生產使用這類材料的模具和注塑機時,要注意設備的表麵防腐處理和表麵硬(yìng)度處理.
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:0.1-0.3% POM+玻纖:0.9-1.2%
玻璃纖維增強的(de)代表材料,玻璃鋼/複合材料在汽車工業上的應用:
車身部件:包括車(chē)身殼(ké)體、車蓬(péng)硬頂、天(tiān)窗、車門、散熱器(qì)護柵板、大燈反光板、前後(hòu)保險杠等以及車內飾件。這是玻璃鋼/複合材料在汽車中應用的主要方向,主要針對適應(yīng)車身流線型設計和(hé)外觀高品質要求的需要,目前開發應(yīng)用潛力巨(jù)大。該部件材料主要以玻璃纖維(wéi)增強熱固性塑(sù)料為主,典型成型(xíng)工藝有(yǒu):SMC/BMC、RTM和手糊/噴射等。
結(jié)構件:包括前端支架、保險杠骨(gǔ)架、座椅骨架、地板等,其目(mù)的在(zài)於提高製件的設計自由(yóu)度、多功能性和完整性。主要(yào)使用高強SMC、GMT、LFT等(děng)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(jí)發動機周邊(biān)部件為主。如:發動機氣門罩蓋、進氣歧管、油底殼、空濾器蓋、齒輪室蓋、導風罩、進氣管護板、風扇葉片、風(fēng)扇導風圈(quān)、加熱器蓋板、水箱部件、出水口外殼、水泵渦輪、發動機隔音板等。主要工藝材料為:SMC/BMC、RTM、GMT及玻璃纖維增強尼龍等。