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至金发科技车用材料新技术与新产品大盘点

行业资讯发布时间:2021-10-12

金发科技车用材料新技术与新产品大盘点

塑料是以合成树脂、颜料、填料和助剂等为原料,经过加工改性得到的高份子材料。塑料广泛用于汽车的内饰件、外饰件和功能件,在汽车上的用量大约为100~200Kg/辆。随着环保要求的不断提高,汽车轻量化和车内空气质量提升是汽车工业发展的趋势,也为汽车材料向轻量化和绿色化发展指明了方向。金发科技(KINGFA)发泡聚氨酯是以异氰酸酷、多元醇为主要原料加入添加剂组成双组分车用材料1直基于客户需求和市场发展趋势,创新研发新技术新产品,为客户和市场提供1系列的创新型改性塑料产品。最近几年来,金发科技车用材料不断推出顺应汽车材料发展趋势的新技术和新产品。

低散发材料

随着汽车快速步入百姓生活,人们停留在车内的时间愈来愈长,车内低劣的空气质量严重要挟着人们的健康,车内空气质量的好坏已成为社会关注的焦点问题。国家环境保护部、国家质量监督检验检疫总局在2011年发布了GB/T 27630⑵011《乘用车内空气质量评价指南》,并在2016年发布了GB/T 27630修订为国家强迫标准GB 27630的征求意见稿。下降材料的散发性已成为材料供应商的重大挑战。

车用改性塑料散发物资主要来源于原材料(树脂、添加剂)、加工进程(热氧化、剪切作用)和成型进程(注塑温度、压力)等。下降材料的发散性就需要对这些因素进行控制和挑选。表1所示为典型聚丙烯(PP)树脂和添加剂的散发性能。由表1可见,应选用氢调的气味低的PP树脂,而过氧化物降解的PP树脂要进行控制使用。

表1 典型PP树脂和添加剂的散发性能

表1 典型PP树脂和添加剂的散发性能

加工和成型工艺的优化,可有效改良制品的气味和VOC性能,如下降螺杆剪切区域加工温度上限和提高真空负载压力可下降材料的气味,调剂加工工艺对气体的释放有显著影响。

图2是1些散发性能改良的利用,可见,经过改良后材料的气味可下降0.5级。

图2 材料散发性能改善的应用

图2材料散发性能改良的利用

图3是某车型门板和仪表板本体VOC改良效果,经过改良后VOC明显下降。

图3 某车型门板和仪表板本体VOC控制改善效果

图3 某车型门板和仪表板本体VOC控制改良效果

轻量化材料

汽车轻量化技术是汽车产业发展的重要方向之1,是全球汽车厂商的共同选择,是实现节能减排的有效直接可行的途径,是我国应对能源安全的必定措施,也是汽车产业可延续发展的必经之路。材料轻量化是实现汽车轻量化的重要技术,可通过薄壁化、低密度和长纤维增强(LFT)材料实现。

1 薄壁化

汽车零部件薄壁化技术是实现汽车轻量化的重要手段之1,已成为衡量各汽车设计能力的1个重要指标。汽车制件薄壁化技术的迅速发展,不但提升了操控性能,而且减轻了整车重量,下降了整车油耗,还缩短了成型周期,下降了生产本钱。目前,量产车型欧美系主流为2.7~3mm,日系主流是2.5~2.7mm。但是在新车型开发上,保险杠壁厚减薄是1个大趋势。例如:马自达 (ABP⑵040,2.0mm);铃木 (ABP⑴520NEW,2.0mm);大众(OCT ABP⑵036 HM,2.5mm)。

由于制件薄壁化以后要求材料与之前相比具有更高的模量、冲击和活动性,因此开发高性能化的聚丙烯改性技术面临较大的挑战。金发科技推出车用材料薄壁化解决方案,不单单是材料配方的设计,更从产品设计、模具设计、成型装备与成型工艺等方面进行优化,提供全方位的服务,如图4所示。

图4薄壁化设计解决方案

图4薄壁化设计解决方案

零件薄壁化要求材料具有高熔指、高模量、高冲击的“3高”性能。表3为金发科技薄壁化材料的牌号及对应的性能。

表3金发科技薄壁化材料的牌号及对应的性能

表3金发科技薄壁化材料的牌号及对应的性能。

金发科技可协同客户进行薄壁化零部件的优化设计,避同时还保持绝缘性免零部件薄壁化后常见的缩痕和波形面缺点,还可根据丰富的实践经验和模流分析,协同客户进行薄壁化模具的优化设计。

图5为薄壁化材料的利用,已广泛用于前后保险杆、仪表板、门板和立柱等。

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图5薄壁化材料的利用

2 低密度

低密度材料是指在目前材料标准上刚性和韧性不变,但密度大幅度下降。相同的零部件,材料密度越低,制件减重效果越明显。主机厂和零部件供应商对材料的密度提出了更高的要求:密度愈来愈低,但材料性能仍然保持不变乃至更高,且收缩率,线性热膨胀系数等均有良好的保持,使零部件生产厂商不用对模具进行任何更改便可在现行量产模具上实现较好的轻量化效果。

表4为某日系汽车保险杠新老材料标准对照。新标准在老标准的基础上,密度下降约3%,但性能基本保持不变。金发科技对应开发出低密度高性能保险杠专用料,可满足所有性能要求,同时收缩率和成型性能与原标准材相当,可在量产模具上直代替换,完成材料的更新升级,从而为零部件供应商和主机厂实现减重降本。

表4某日系汽车保险杠新老材料标准对照

某日系汽车保险杠新老材料标准对比

表5为某德系汽车门板新老标准对照,新项目门板标准由52388F标准改成TL52388H标准,密度直接从1.04 g/cm3直接下降至0.91 g/m3。金发科技开发的材料性能均从门板上直接裁件测试,满足力学性能外,还满足耐划伤、发黏、应力发白和收缩率等性能要求。

表5某德系汽车门板新老材料标准对照

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2.3 LFT材料

长玻纤增强聚丙烯材料以其较低的密度和优良的性能,逐步成为汽车轻量化的重要选择,在汽车前端框架、仪表板骨架、发动机底护板、天窗、护风圈等部品上的利用前景广阔。金发科技的长玻纤增强聚丙烯材料具有较长的玻纤保存长度和良好的玻纤分散性能,力学性能优良,热氧老化性能良好,外观品质优越,是汽车以塑代钢轻量化的首选。

金发科技LFT产品采取浸渍生产工艺生产,产量达2万吨/年,国内产量第1。金发科技PP-LGF产品具有优良的力学性能,如表6所示。

表6 金发科技PP-LGF产品的力学性能

金发科技PP-LGF产品的力学性能

金发科技PP-LGF产品不但具有优良的力学性能,还具有优良的热老化性能,在150℃老化1000h后,拉伸强度、曲折强度和冲击强度分别仅下降14.2%、10%和9.6%,如图关闭控制器和电脑;6所示。

图6金发科技PP-LGF热氧老化性能

图6金发科技PP-LGF热氧老化性能

金发科技PP-LGF在汽车领域的典型利用和牌号如表7所示。

表7 金发科技PP-LGF在汽车领域中的典型利用

表7 金发科技PP-LGF在汽车领域中的典型应用

环保材料

为了满足消费者对制件外观的个性化需求,通常在制件表面喷涂具有特殊色彩效果的涂料,但是涂料中含有大量的有机溶剂。有机溶剂的挥发不但造成环境的污染,而且对喷漆工人的健康造成危害。因此,应开发满足外观要求的环保型材料,如免喷涂材料和仿植绒材料等。

3.1 免喷涂材料

免喷涂材料具有环保和低本钱等优势,可在部份场合下替换喷涂,在汽车部品中的利用愈来愈广泛。金发科技推出车用免喷涂材料的解决方案,从选材、配色、设计、仿真、开模、试模到量产,进行1站式服务,保障免喷涂项目的顺利进行。金发科技免喷涂材料的优势在于工艺复杂性大大降落;有效下降本钱;各向同性和优良的耐划伤性能等。金发科技提供3大类型的免喷涂材料:①金属漆效果,②珠光效果,③高光黑效果,如图7所示。

图7 金发科技免喷涂材料效果图

图7 金发科技免喷涂材料效果图

金属漆效果免喷涂材料可提供PP+滑石粉,ABS、PC及其合金,ASA及PC/ASA合金等多种材料方案,利用于不同场合。珠光效果免喷涂材料可提供不同珠光效果,不同色彩,不同耐划伤等级,多种基材和耐候性能的选择。金属漆和珠光效果免喷涂材料主要利用在保险杆底护板、裙摆、防擦条、轮眉、装潢条和内门把手等,如图8所示。

图8 金属漆和珠光效果免喷涂材料在汽车上的应用

图8 金属漆和珠光效果免喷涂材料在汽车上的利用

高光黑效果是指外观又黑又亮,具Razr所用的凯夫拉固然是没法防弹的有钢琴黑优雅的视觉效果。用于外饰件时,需要具有优良的耐候性和1定的耐划伤性能,用于内饰件时,只需喷涂1层清漆。高光黑免喷涂材料可提供普通或增韧PMMA、PMMA/ASA合金、ASA、PC/ASA合金和PC等多种材料方案。根据材料的不同,提供不同冲击性能、耐候性能和耐划伤性能的选择,如表8所示。

表8高光黑效果经常使用材料的性能

表8高光黑效果常用材料的性能

高光黑效果免喷涂材料主要利用在外立柱、后视镜、行李架、中控面板、格栅和扰流板等,如图9所示。

图9 高光黑效果免喷涂材料在汽车上的应用

图9 高光黑效果免喷涂材料在汽车上的利用

流痕和熔接线是免喷涂材料利用中的难点,决定免喷涂材料的利用成功与否。流痕与熔接线与产品设计和模具设计的关系很大。不同效果的免喷涂材料对注塑缺点的适应性不同,如表9所示。

表9 免喷涂材料对注塑缺点的适应性

表9 免喷涂材料对注塑缺陷的适应性

金属漆效果和珠光效果对设计要求较高。零件结构设计和模具浇口布局对产品外观质量起决定作用。免喷涂材料要避免多浇口进胶致使产品外观熔接线和流痕问题,避免沟槽孔洞设计以减少产品外观的熔接线问题,避免厚薄不均致使的外观流痕问题。针对这些问题,金发科技可提供产品设计优化(壁厚、过渡、加强筋、卡扣、定位点等)和模具设计优化(流道、浇口、排气等)。

3.2仿植绒内饰材料

仿植绒材料是指在改性聚丙烯材料中添加植物纤维点,使材料显现出低光泽、仿植绒效果的1类材料,可明显下降材料的塑料感。添加的纤维点可以为黑,红,蓝,绿,黄,棕等多种色彩。仿植绒材料可下降原来达成仿木棉效果喷涂或印染带来的污染,同时下降生产本钱。仿植绒内饰材料可提高内饰用材的质感,在车用内饰色彩中是行业上的1种突破。仿植绒内饰材料目前主要利用在汽车立柱上,如图10所示。

图10 仿植绒材料在立柱上的应用

图10 仿植绒材料在立柱上的利用

总结

随着汽车轻量化的发展趋势和车内空气质量日趋严格的要求,汽车材料改性技术将面临着愈来愈大的挑战和机遇。金发科技车用材料不断创新,在塑料材料、加工装备和工艺、产品设计和模具设计上进行创新,提供整体解决方案,为客户和消费者提供优良的产品。