车用聚丙烯材料性能分析与典型应用

时间:2015-06-15 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介:塑料是乘用类汽车常用的非金属材料之一,在中级轿车,塑料的用量已经占到整车质量的12%到15%。在车用塑料中,聚丙烯是发展最快,应用比例最大,使用频次最高的塑料之一。以某款主流中级轿车拆解

塑料是乘用类汽车常用的非金属材料之一,在中级轿车,塑料的用量已经占到整车质量的12%到15%。在车用塑料中,聚丙烯是发展最快,应用比例最大,使用频次最高的塑料之一。以某款主流中级轿车拆解手册数据为例,聚丙烯类材料约占整车塑料选用频次的29%;聚丙烯类材料约占整车塑料用量比例的48%。

因此,进行聚丙烯类材料性能分析及典型应用案例研究,对汽车零部件原材料开发具有现实意义

聚丙烯材料性能分析与典型应用

聚丙烯(PP)树脂是由丙烯单体聚合而成的非极性的结晶类塑料。PP具有价格低廉、密度较小、容易加工和重复利用等优点;但PP具有成型收缩率大、低温脆性大、易老化等缺点。所以,通常采用物理或化学改性技术,添加滑石粉填充物、玻纤等增强材料、抗光/热氧老化剂等助剂,提高聚丙烯材料的综合性能,以满足汽车部件性能要求。

汽车用聚丙烯材料种类、特点及典型部件

汽车上除少量部件采用纯PP树脂加工外,大部分部件皆采用改性PP材料进行加工。北汽福田车型选材推荐部件,如表1所示。

传统改性聚丙烯主要用于汽车大部件有保险杠、仪表板护板、门板、立柱等部件,长玻纤聚丙烯主要用在大部件汽车前端模块、仪表板骨架。这几个大部件PP用量,约占全车PP用量的一半,因此材料性能要求具有代表性。

下面,仅结合乘用车几个代表大型部件,从改性聚丙烯材料在相关部件的应用现状及发展趋势进行阐述。

PP EPDM-TD类材料在保险杠外饰件的应用分析

针对前后保险杠本体(见图3、图4)的改性聚丙烯材料,行业已进行了大量的研究,改性PP保险杠具有成本低、质量轻、易涂装、可循环使用等优点。目前,北汽福田乘用车保险杠本体选材,主要采用PP EPDM-TD10或PP EPDM-TD20两种改性聚丙烯材料。通过添加10-20份的滑石粉,即可保证材料收缩率和部件尺寸稳定;通过EPDM或POE弹性体增韧,又可保证部件有良好的低温冲击性。

随着汽车轻量化的关注度日益提升,轻量化设计对塑料材料应用提出了大量的新要求。保险杠可通过设计壁厚减薄而降重,这样对熔融指数要求越来越高、对材料强度要求也提高;随着降低成本压力、环保要求日益严峻,免喷涂保险杠应运而生,这对改性聚丙烯材料表面质量,如耐划伤性,等提出更高的要求。

改性PP在内饰件上的应用分析

汽车内饰件采用改性PP材料制作的大部件有仪表板、门板、立柱饰板等部件,见图5到图7。针对仪表板本体及下护板、门板本体、立柱饰板等部件用改性聚丙烯材料,行业已进行了大量的研究。我司新车型开发中,部件选材更多地结合车型定位、成本、法规、性能等综合因素而定。比如,A级车(入门级乘用车)、B级车(中级乘用车),由于目标客户及整车成本压力、轻量化要求等,对零部件用材选材存在一定的差异。

A级乘用类车型注重内饰件的经济性,比如:一般多采用硬质仪表板、硬质门板、硬质立柱,其表面一般没有或有很少采用面料或皮革进行装饰。因此,塑料件的耐热氧老化、耐光老化、耐刮擦性、抗白痕性、抗发粘性等性能,基本由改性PP塑料粒子相关性能决定。以硬质仪表板选材为例,材料以PP EPDM-TD20为主;力学性能方面,关注高模量高刚性高抗冲性;关键力学指标:拉伸强度≧20MPa,模量≧1800MPa,缺口冲击≧20kJ/m2。以门板本体和立柱饰板选材为例,材料一般为PP EPDM-TD20;高刚性中等模量中等 1/2 12下一页尾页

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