汽车塑料件的应用介绍

1、目 录第一篇 汽车塑料基础知识一、汽车塑料制品发展过程二、汽车用塑料主要特点三、我国汽车塑料制品发展现状与趋势四、塑料在轿车饰件的应用第二篇 汽车用塑料制品与材料一、聚氨酯泡沫塑料制品二、工程塑料汽车零部件三、塑料基复合材料汽车制品四、塑料及树脂缩写代号五、塑料的组成六、汽车塑料制品常用聚合物树脂七、汽车塑料制品的主要助剂八、汽车塑料制品的常用填充物和增强物九、汽车塑料的需要的主要性能指标 第三篇 汽车饰件用塑料及其制品一、汽车饰件与塑料二、汽车用聚氨酯泡沫塑料三、汽车软饰件与塑料四、反应注射模塑及制品第四篇 汽车常用塑料及饰件一、聚丙烯塑料汽车塑料件三、改性聚苯乙烯塑料四、聚氯乙烯车塑料件第

2、 五篇 塑料结构制品材料的选用原则一、塑料材料选用的注意事项二、塑料材料的选用范围三、常用零部件的选用方法实例第六 篇 塑料制品的设计要求一、设计的工艺性二、典型零部件的设计第一篇 汽车塑料基础知识一、汽车塑料制品发展过程1.可清洁性 -轻量性 -减震性 -经济性 -资源性二、汽车用塑料主要特点:高分子汽车材料有很多以往传统材料没有的优点。主要表现在重量轻、有良好的外观装饰效果、有多种 实际应用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、节约能源,可持续利用等各方面。高分子汽车材料 的主要特点如下。1.重量轻高分子汽车材料最突出的优点之一就是具有轻质高强度的特性。由于各种塑料的平均比重只有一般普通

3、钢材的 15-20%,也比一般木材轻。这一特点对高档大型轿车尤其有突出的优点,可以减去大量的自重。2.良好的加工性能高分子汽车材料具有非常好的加工性能。由于高分子汽车材料的可塑性和与其它材料之间良好的兼容结 合性能,可以利用不同的材料组分,借助于各种现代化的成型加工机械,通过挤出、注塑、压延、模塑、 吹塑等方法加工成具有各种不同形状、不同性能、不同颜色的、不同功能的高分子汽车材料,如,直接 挤成管材、型材、板材,注射成有各种造型的制品、压延加工成薄膜等,还可根据需要制成各种颜色、 有夹层、中空、放嵌件等各种产品,还可根据要求进行二次加工,如机械制品样的车削、冲切、裁剪、 焊接、也可热熔、冷锯、

4、复合等。3.优良的综合理化性能高分子汽车材料的另一个优点是具有多种功能,可而被用于特殊的场合。大多数高分子材料除了具有可 塑性外,还有众多优秀的理化性能。塑料具有良好的绝缘性能、卓越的防腐蚀性能、耐老化性能、良好 的耐磨和耐洗刷性能、良好的防水性能和力学性能、良好的粘结结合性能,被加工成各种被加工成各种 要求多种性能和功能的汽车内外饰件。4.优秀的装饰效果高分子汽车材料最突出的优点是装饰效果优秀。它可以被一次加工成具有复杂造型和多种色彩的制品, 有时还需印刷、贴膜、轧花、复层、着色,加工成具有非常逼真的形象、花纹和图案,可以仿制天然木 材、金属、动物皮的纹理,还可以表面烫金、贴膜、镀银、镶嵌等

5、。5.节能和环保高分子汽车材料还有一个优点是能节约能源和促进环保。由于能替代大量的天然材料,就可以相应节约 大量的资源, 起保护森林和石材资源的作用, 不破坏更多的生态环境, 具有节能的社会价值和环保意义。 同时,由于塑料加工成型的方便性,制造高分子汽车需要的能源远远小于加工同等功能的天然材料,比 如钢铁、动物皮等,可节约大量人工和能源。大多数汽车材料用的塑料是热塑性塑料,其废旧料能方便 地回收,直接再制造,使高分子汽车材料走上可持续加工的清洁生产道路,有着极其积极的环保意义。高分子汽车材料的特性还有很多,其中也有一些不如传统材料的地方,主要缺点表现在它的刚性、耐热 性和可燃烧性、耐老化性能、

6、表面耐刻划性和抗冻性等。#1、刚性差:高分子建筑材料具有很好的可塑性,但它的刚性较差,因此不能将它用于要求有较大承载力的地方或作 为主要的受力结构件,否则会因刚度不够引起失稳等破坏;另外,它的抗变形能力也不如天然材料加工 的传统材料。#2、耐热性差:耐高温性能差是高分子汽车材料的另一个主要缺点。大部分热塑性高分子汽车材料的工作温度都在摄氏 80度以下,该温度以上常会发生热变形,使高分子材料不能维持原来的形状和结构,性能也会发生很大 变化。#3、抗冻性能差:很多塑料具有冷脆性,主要表现在塑料件在冬天时用时,受到冲击力特别容易引起冲击破坏,由于这一 原因使很多塑料在低温环境下的应用受到了限制。热塑

7、性塑料的这一缺点目前可以通过在原料中加入其 它材料或添加剂进行配方组合进行改性,让它的低温抗冲击强度得到改善。#4、具有可燃烧性:与钢材相比,塑料的另一个缺点是具有可燃烧性。这是近年来高分子汽车材料应用过程中最受人们关注 的问题之一,也是很多场合中最不放心使用高分子材料的主要原因之一。塑料可分为两类,一类是不可燃烧的,另一类是可燃烧的。但是,由于塑料具有可配方组合和改性的功能,可燃烧的塑料可以通过在 配方中加入阻燃剂和不可燃烧的填充改性物,对其进行改性,使之成为阻燃或不可燃的塑料,让们放心 使用。#5、耐老化性能:塑料的老化性能是长期以来影响高分子汽车材料应用发展的又一个原因。但是,实际上应该

8、比较客观地 看待塑料建材的老化问题。高分子材料不仅要考虑耐热老化,还要考虑耐光老化和耐经常接触介质的老 化。可以通过在配方中通过加入各种抗老化剂防止老化。高分子建筑材料具有相当多的优点,但由于上述缺点,较多的仍然是以汽车内装饰用材和车厢内功能性 汽车制品应用为主。随着科学技术的发展,越来越多的高分子新材料不断研究成功,许多高分子材料已 经正在克服这些缺点,这将使汽车高分子材料的应用领域和范围得到更大的发展。三、我国汽车塑料制品发展现状与趋势汽车塑料制品,按其使用部位可分为内饰件、外装件、机能结构件等。近年来我国大力开展汽车软饰化工作,汽车上塑料用量明显增加。表 1-1 我国不同车型塑料用量分类

9、塑料用量(Kg/辆塑料占全车材料的百分比(%轿车 34.652 t载货汽车 27.71.544 t载货汽车 22.50.410 t载货汽车 25.80.32表 1-2 我国汽车中塑料件在各使用部位所占的百分比 单位:%车型内饰件外装件机能结构件天津 TJ13352.31.546.2南京 NJ13157.68.234.2轿车 431922国外小轿车 40.934.524.6四、塑料在轿车饰件的应用轿车软饰件主要是指轿车车身内外各种质地柔软坚韧的装饰部件,其中以内饰件为主。轿车中典型的塑 料软饰件见表 1-3。表 1-3 轿车中典型的塑料软饰件内饰件名称塑料名称座椅缓冲垫、头枕聚氨酯泡沫塑料扶手、

10、仪表板缓冲垫聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙稀仪表盖板、前支柱装饰条、控制箱体丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS 仪表板芯材玻璃钢纤维增强丙烯腈-苯乙烯共聚物仪表板托架、车门前饰板芯材、制动杆手柄、中后支柱装饰条聚丙烯转向盘聚丙烯、聚氨酯车门内饰板表皮、车顶棚内衬表皮聚氯乙稀车门内饰板隔离层、车顶棚内衬隔离层聚氨酯、聚苯乙烯车顶棚内衬托架聚丙烯、聚苯乙烯用于制造轿车软饰件的塑料,主要有聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、 ABS 、聚苯醚和 玻璃纤维增强丙烯腈-苯乙烯共聚物等,其中以聚氨酯泡沫塑料最为重要。目前,许多通用塑料、工程塑料及其增强塑料,都能在不同程度上替代钢、铜、不锈钢、铝合金等材

11、料, 用作轿车结构件或内外装件。其中,又以聚丙烯、聚氯乙稀、聚乙烯、 ABS 等最常用。表 1-4列举了用 作轿车结构件或内外装件的塑料品种及其应用实例。表 1-4 用作轿车结构件和内外装件的塑料品种及其应用实例结构件和内外装件名称塑料名称取暖及通风系统、车厢、发动机机舱、车身、灯壳、工具箱、电线接线柱、接线盒盖、消音器等 聚丙 烯、玻纤增强聚丙烯、无机填料增强聚丙烯、电镀级聚丙烯仪表板罩、汽车顶盖内衬、后盖板表皮、备胎罩、转向盘、保险杠套、电线包覆层等聚氯乙烯、氯化聚 氯乙稀、玻纤增强聚氯乙稀、热固性低发泡聚氯乙稀挡泥板、顶棚和门的减振材料、行李箱垫、空气导管、汽油箱等低密度聚乙烯、高密度聚

12、乙烯、超高分 子量聚乙烯后挡泥板、仪表板、收音机罩、空气排气管、转向盘喇叭罩、格栅、后护板、上通风盖板、车轮罩、百 叶窗、支架、镜框等高抗冲 ABS 、超高抗冲 ABS 、高刚性 ABS 、电镀 ABS 、透明 ABS 、氯化共混 ABS灯具、仪表标牌、遮阳板、窗玻璃、保险杠等聚碳酸酯、玻纤增强聚碳酸酯保险杠、散热器格栅、扰流板、翼子板等反应型注射成型聚氨酯(RIM 第二篇 汽车用塑料制品与材料一、聚氨酯泡沫塑料制品聚氨酯泡沫塑料广泛应用于汽车内饰和吸收振动的零部件上。其主要制品有:仪表板、后视镜框、保险 杠、座椅软垫、头枕、转向盘、控制箱、仪表板防振垫、前后支柱装饰、中间支柱装饰、前顶衬里、

13、窗 框架、顶棚与侧顶架装饰、门衬板、遮阳板、后顶架装饰等。二、工程塑料汽车零部件工程塑料制造的汽车机能件较多,其中常见的零部件有:散热器格栅(其材料有 ABS 、 20%玻璃纤维增 强聚丙烯、空气滤清器壳(聚丙烯、行里箱盖(聚丙烯、仪表板(聚丙烯、曲轴箱盖(尼龙 6、 正时齿轮链盒(聚丙烯、正时齿轮(30%玻璃纤维增强聚甲醛、挡泥板(尼龙 R -RIM 等。三、塑料基复合材料汽车制品塑料复合材料如 SMC 、 DX (聚甲醛复合材料开始用于制造汽车结构件,对减少汽车自重起了重要作用。 如 SMC 材料模压成型制造汽车门板,聚甲醛复合材料制造传向节主销衬套。四、塑料及树脂缩写代号表 2-1根据

14、GB1844-80标准,列出常用塑料及树脂的缩写代号。缩写代号塑料和树脂全称PUR 聚氨酯 PolyurethanePP 聚丙烯 PolypropylenePE 聚乙烯 PolyethylenePS 聚苯乙烯 PolystyrenePVC 聚氯乙烯 Poly(vinyl acetatePC 聚碳酸酯 PolycarbonateABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymerPAN 聚丙烯腈 PolyacrylonitrilePMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 Poly(methyl methacrylatePBT 聚对苯二甲酸丁二

15、醇酯 Poly (butylene terephthalatePET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 Poly (ethylene terephthalateEP 环氧树脂 Epoxide resinPF 酚醛树脂 Phenol-formaldehyde resinUF 脲醛树脂 Ultra-formaldehyde resineUP 不饱和树脂 Unsaturated polyesterPA 聚酰胺 PolyamidePI 聚酰亚胺 PolyimidePOM 聚甲醛 Polyformaldehyde (PolyoxymethylenePPO 聚苯醚 Poly(phenylene oxidePSU 聚砜

16、 PolysulfoneRP 增强塑料 Reinforced plasticsGRP 玻璃纤维增强塑料 Glass fibre reinforced plastics五、塑料的组成1.树脂树脂是塑料中最重要的组分,约占塑料全部组分的 40%100%。按树脂的受热行为,塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两类。1.1.热塑性塑料其分子结构是链状的线型结构。它的工艺性能特点是受热时软化或熔化,具有可塑性,可塑制成一定形 状的制品;可反复再塑,而其基本性能不变。这类塑料的优点和缺点。属于这类塑料的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯、 ABS 、有机玻璃、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸 酯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜

17、、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯并咪唑、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET 等。1.2.热固性塑料热固性塑料是一类以缩聚树脂为基础,加入适当的添加剂固化而成。这种塑料一旦固化成型即使加热至 分解温度也不会软化,同时也不溶解在溶剂中,属于这类塑料有酚醛、环氧、聚酯、氨基、聚二苯醚、 不饱和聚酯以及有机硅等。六、汽车塑料制品常用聚合物树脂汽车塑料制品的种类很多,但大多数制品都由几部分基本原材料组成:合成树脂、添加剂(稳定剂、增 塑剂、防老剂、阻燃剂、防腐剂等、填充料、着色剂。下面对建筑塑料制品种常用的原料作简单介绍。高分子建筑材料的主要成分就是合成树脂,合成树脂按照聚合的方法有加聚树脂和缩聚树脂两类,而按 照

18、受热行为又可分为热塑性塑料和热固性塑料两类。汽车塑料制品的常用原材料中,根据不同用途和性能要求,热塑性塑料和热固性塑料都有应用。考虑环 保、加工性能和可持续加工因素,热塑性塑料的应用比例远远高于热固性塑料。在热塑性塑料中根据不 同场合需要,通用塑料和工程塑料都有应用,但从经济性和加工性考虑,应用较多的还是通用热塑性塑 料。常用于作为建筑塑料制品常用原材料的塑料树脂有 PVC 、 PE 、 PP 、 ABS 、 PS 、酚醛、环氧树脂、聚氨 酯、不饱和聚酯等。(一、 PVC (聚氯乙烯:1. PVC 的种类与应用领域PVC 是高分子建筑材料中应用最多的树脂。 PVC树脂按照聚合方法可分成悬浮树脂

19、和糊状树脂,悬浮树 脂是粉状物,按照分子量大小可分6种型号,其分子量范围、性能和用途如表2-1所示 , 参考标准 HG2-775-74。表中的黏度表示为 1%树脂在 1, 2二氯甲烷中的溶液绝对黏度值 .表 2-2 悬浮法PVC树脂的分子量范围和用途疏松紧密平均分子量 /万粘度 /Pa.s10-2汽车应用外包装包扎标记x S-1XJ-18. 75-9.562.00-2.10绝缘线材蓝色XS-2XJ-28-8.751.90-2.00白色XS-3XJ-37.2-81.80-1.90表皮材料等黄色XS-4XJ-46.35-7.21.70-1.80内饰材料绿色XS-5XJ-55.51-6.351.60

20、-1.70镜框、信号盖 等红色XS-6XJ-64.7-5.511.50-1.60过氯乙烯底涂黑色PVC 糊状树脂是在加入了大量的增塑剂后,用于涂布法加工软质 PVC 表皮、革类面料产品、 PVC 软质地 板等,一般在糊状 PVC 树脂中的增塑剂加量,可达到树脂含量的 80-100%。在汽车塑料制品种最常用的塑料原材料当属聚氯乙烯,用 PVC 塑料制造的汽车塑料制品随处可见, PVC 塑料方向盘、 PVC 塑料衬板、 PVC 塑料汽车铺地材料。这不仅是因为 PVC 树脂价格经济,而且加工性能 和综合力学性能都比较好。2. PVC 的性能特点将 PVC 树脂用于汽车材料中的最可贵特点是具有自熄性,

21、 这是因为 PVC 材料的分子中含有 56.8%氯原子, 遇明火能够自熄。材料自熄是指原本燃烧的材料在离开火源就会自动熄灭,衡量某种材料是否会燃烧可 用氧指数值作判断。当材料的氧指数达到 30以上,才可将这种材料称为具有自熄性。也就是说,这种 材料只有当所处空气环境中的含氧量达到 30%时才会燃烧,低于此值则不会燃烧,那么这种材料一般使 用情况下的燃烧性能是安全的。 自熄性对于建筑材料是极为重要,可以避免许多意想不到的灾害。不管哪一类的 PVC 树脂在加工时都必须加上稳定剂,否则, PVC 受到光和热很容易分解。一般配方中除 了稳定剂之外,还要加入润滑剂、防老化剂、并根据不同的树脂型号和产品需

22、要,加入增塑剂和各种增 强填充剂。假如增强填充剂,既是为了降低成本,也更为了改善某一个具体的性能,比如耐热性、抗冲 击性、强度、耐介质性能等。要区别 PVC 材料属于硬质或软质,主要是由加工时所加入的增塑剂的量决定。一般情况下,加入的增塑 剂量大于树脂量的 30%时,称为软质 PVC 材料,含较多增塑剂的 PVC 材料要成为自喜获阻燃产品还需加 入特定的阻燃成分,否则不再自熄;而硬质 PVC 材料的增塑剂加入量小于树脂的 10%,或者完全不加增 塑剂,其阻燃性能不受到大的影响。汽车高分子材料中的 PVC 类产品中硬质、软质都有,除了树脂性号 外靠增塑剂调节,但都可以保持材料的自熄性能。硬质 P

23、VC 材料除了自熄以外,抗老化性能和综合力学 性能也较好,但它的抗冲击性能,尤其是低温抗冲击性能往往还不能满足应用要求,采取的措施是在配 方中加入抗冲改性剂。软质制品无抗冲击要求。常用的 PVC 材料抗冲改性剂有 ACR (丙烯酸酯共聚物、 CPE (氯化聚乙烯、 EVA (乙烯 -醋酸乙烯共聚 物 、部分无机填充物等,改性的作用是让材料增加抗冲击韧性。3.其它相关共聚物:氯乙烯除了聚合成 PVC ,还可以和其它不饱和单体共聚,形成氯乙烯类其它共聚物,如下面表 2-2所示。 表 2-3 氯乙烯类其它共聚物单体 1名称 单体 2名称 共聚物名称性能特点高分子建材氯乙烯醋酸乙烯氯醋共聚物改善加工性

24、能地板、涂层氯乙烯偏二氯乙烯氯偏共聚物改善韧性墙面涂料氯乙烯氯化改性过氯乙烯耐老化性好地面涂料(二、 PE (聚乙烯1. PE 的种类与应用领域PE 材料的种类很多,不同的 PE 有不同的力学性能和加工性能,根据不同的用途和性能要求,相应的用 不同的 PE 制成不同的产品。 PE 的力学性能与其密度有很大关系,密度越高,力学性能越好。不同的 PE 原材料和在建筑中适用的产品如表 2-3所示。表 2- 4 PE原材料特性和适用产品名称缩写密度或分子量性能汽车用高密度聚乙烯 HDPE0.941-0.965, 力学性能较好膜低密度聚乙烯 LDPE0.910-0.940力学性能较差线性低密度聚乙烯 L

25、LDPE0.910-0.940线性结构超高分子量聚乙烯 UHMWPE 分子量大于 150万特别耐磨,力学性能特别好耐磨衬材市售商品 PE 以 MI (熔融指数进行分级, MI 值在 0.3-20范围内,分子量越大,密度越高, MI 值越小。 MI 代表意义为:加工温度 190C0、 载荷 2160g 、 10秒内、 从直径 2.1mm 、 长 8mm 的毛细管中挤出的克数。2. PE 的性能特点PE 的最大优点是对人体无害和耐溶剂性能特别优秀, 常温下几乎没有可溶解的溶剂, 只有某些烃类物质 能使它溶胀甚至溶解, 比如, 四氯化碳。 PE 的耐介质腐蚀的能力也特别强, 可耐大多数酸性和碱性物质

26、, 只有浓硫酸和浓硝酸方能够慢慢地侵蚀它。 因此, PE 可被用来加工成建筑中需要接触大多数化工液体的 管材,由于耐腐蚀性好,还特别适用于制造成输送饮用水的管道和医用、药用输液管。超高分子量聚乙烯材料是近年来发展的新材料, 由于它的分子量特别大, 理化性能具有很多超出寻常 PE 材料的优点,被誉为现代奇异新塑料。尤其是他的耐磨性能非常好,甚至可以为普通钢材的 8-9倍,这 种材料非常适合用于很多易磨损材料。但是由于超高分子量聚乙烯材料的分子量相当大,长期以来,它 的加工成型是一个问题。通过配方改性或对挤出加工设备进行特殊的改造,目前已经能连续挤出加工成 型。PE 作为汽车材料应用,其最大的缺点

27、是容易燃烧,因此,用 PE 一定要采用比较保险的阻燃措施,最简 单、常用的方法是加入合适的而且有足够量的阻燃剂,用来改善 PE 的燃烧性能。3. PE 和其它化合物的共聚物PE 和其它物质形成的共聚物如表 2-5所示。表 2-5 PE和其它物质形成的共聚物单体 1 单体 2 共聚物名称性能特点建筑应用PE 醋酸乙烯 EVA 弹性随 VA 量增加抗冲改性剂PE 氯气 CPE 燃烧性能随氯改善抗冲改性剂PE 氯气、二氯化硫氯磺化 PE 弹性体抗冲改性剂(三 、 PS (聚苯乙烯 1. PS 的种类与应用领域聚苯乙烯树脂的加工方法有悬浮聚合和本体聚合两类,本体聚合法的聚苯乙烯是由苯乙烯单体聚合而成

28、的 . 本体聚合只需要加热及加引发剂,就可以得到纯度较高的连续聚合产品,但对聚合反应控制难度较 高。悬浮聚合要以水作为分散剂,聚合得到 PS 颗粒。 PS 常用于加工建筑中应用较多的发泡 PS 材料。加 工泡沫塑料的方法是将 PS 和低沸点的有机液状物(例如丁烷加热至一定温度,然后在较高压力下使 液体渗入到 PS 的内部,当冷却时,该低沸点的液体就被固定在 PS 粒子的内部,一旦这些粒子再次遇到 蒸汽加热时, PS 粒子就会软化、粘连,但使其同低沸点物同时发生气化,就膨胀成多个有隔离层的小气 孔,即形成 PS 泡沫塑料。2. PS 的性能特点用单纯的 PS 加工材料时,其外观特点是无色透明,透

29、光率可达到 90% 或更高,性能特点是刚性较好。 用 PS 材料加工出来的产品虽然平整而挺括,但它的脆性较大,不能承受冲击力。 PS 用于汽车中的另一 个缺点是容易燃烧,而且由于含苯,它在燃烧时发出较大的黑烟和黄色明火,还会散发出苯类物质特有 的、有害、难闻气体。 PS 能溶于苯、甲苯、乙苯等苯类芳香族溶剂,另外, PS 的耐热性能也较差。3. ABS 及其它 PS 系列共聚物由于 PS 脆性,常将其与其它物质一起接枝共聚,使其改变脆性,增加在建筑上的应用范围。如,与丁 二烯接枝共聚,得到高抗冲 PS(HIPS;与苯乙烯、丁二烯三元接枝共聚,得到了集合三者优点于一身, 却又改去原来 PS 脆性

30、的 ABS ,因为丁二烯使 ABS 坚韧;并喜庆提高了 ABS 的表面硬度和耐化学性能;本 乙烯让 ABS 保持良好的刚性、表面光滑性和加工性能。这种综合材料性能使 ABS 成了一种很受欢迎的新 材料。常用 ABS 制造一些需要综合性能优异的汽车材料和有装饰要求的零件。ABS 的生产方法主要有混炼法和接枝法,混炼法是先用 1/3丙烯晴和 2/3苯乙烯得到丙烯晴和苯乙烯的 共聚物;又以 1/3丁二烯加 2/3丙烯晴的比例得到丁二烯和丙烯晴的共聚物;再将两者按 1/3:2/3的 比例在 150-200C0左右的温度范围内进行混炼,得到了三元共混合金 ABS 塑料。接枝法是直接按照不同 比例聚合,如

31、 34(A ,丙烯晴: 42(B ,丁二烯:24(S ,苯乙烯,将聚丁二烯溶于苯乙烯和丙烯 晴,而后进行本体聚合或悬浮聚合。 ABS 的具体性能和三种组分的比例有很大关系,可根据其具体应用 功能需要决定,商品 ABS 已根据其不同组合比例有对应具有不同牌号和各种性能特点的产品。PS 还通过其它不同的接枝共聚和改性, 得到很多固定搭配的 PS 家族的合金塑料品种, 如 MBS 、 SBS 、 AS 、 SMA 等。这些材料分别可应用于多种场合,既可作为主要原料,也可作为常用塑料的改性剂,或者和其 它塑料共混,重新组成另一种新的塑料合金材料。 SMA 是汽车上的重要仪表板骨架材料, MBS 、 S

32、BS 、 AS 都是重要的树脂改性增韧改性材料。(四、 PP(聚丙烯 1. PP 的种类和应用领域有均聚法生产的和共聚法生产的两类树脂。均聚生产的 PP 是由单一的丙烯单体聚合而成,而共聚 PP 是 由丙烯和乙烯两类单体共同聚合而成的。商品 PP 以熔融指数来划分,熔融指数的范围为 0.2-12,测定 熔融指数的标准温度为 230C0 。用 PP 树脂制造的汽车用制品很多,有各种保险杠、板材、水箱、装饰板, PP 在汽车上的应用有越来越 多的趋势。2. PP 的性能特点PP 是结晶型塑料, 均聚生产的 PP 特点是韧性差, 但是刚性较好, 共聚生产的 PP 特点则表现为韧性较好, 但是强度偏低

33、。 PP 的密度较小,只有 0.9,几乎是所有的普通塑料中密度最小的塑料品种。将 PP 用于汽车工业的优点很多,它无毒,综合力学性能较好,抗拉性能比 PE 好,抗弯曲性能也较佳。 而且 PP 的耐热性较好,即使在 100度温度下,它还能保持 50% 的原有抗拉强度。 PP 的耐溶剂性能也不 比 PE 差,在常温下几乎无溶剂可以溶解 PP 。PP 用于汽车的主要缺点是燃烧问题,它不仅易燃,而且会滴落燃烧物,很容易因此而引起火灾。因此 PP 用于汽车中一定要采取较好的阻燃防火措施 , 这一点是它在汽车上能否更加大量推广应用的主要关 键,有效的办法可以应用合适的阻燃剂品种和量, PP 应用阻燃剂必须

34、注意如果是与人接触的健康材料, 不要因为由于阻燃剂而影响 PP 原有的环保品位。PP 的另一个缺点是在低温下的抗冲击性能较差。解决这一问题的办法很多,主要采用其它韧性材料、刚 性粒子或弹性体进行各种改性增韧,如橡胶、各种纤维、天然无机粒子等。(五、 AC(丙烯酸类树脂 1. AC 的种类和应用领域丙烯酸类树脂是丙烯酸类单体的共聚物或者均聚物,确切地说是一个具有很多相似结构聚合物的大家 族,其中在汽车上应用的较多的是的 PMMA (甲基丙烯酸甲酯,俗称有机玻璃。PMMA 的聚合方法有本体法和悬浮法两种,本体聚合时,先将单体经过预聚合,形成聚合度 10%的粘性稠 状液体,然后直接灌入由两块无机平板

35、玻璃形成的平板模具内,让预聚体在 40-70°C水箱中聚合。用 本体法聚合得到的一般是平板有机玻璃,而悬浮法聚合得到的是模塑有机玻璃粉。有机玻璃在汽车上常用来作为透光装饰材料,也用于作为窗的玻璃代用物,还用于灯罩等。2. AC 的性能特点汽车上应用有机玻璃首先是它有极好的透光性, PMMA 的透光率可达 92%左右,几乎是透光性能最好的塑 料品种。另外,有机玻璃的耐候性也较好,在很强的日光下使用若干年后,照旧有很好的透光性,色泽 变化也不大。有机玻璃在汽车上应用的缺点是表面硬度较无机玻璃要低得多,耐刻划的性能较差;另一个缺点是要燃 烧,燃烧时会出现淡蓝色的火焰,但无滴落物。(六、 P

36、U (聚氨酯1.聚氨酯的种类和应用领域聚氨酯一般有两类,由含有异氰酸酯基的多异氰酸酯和含有羟基的聚醚或聚脂反应生成醚类聚氨酯和酯 类聚氨酯。含羟基的聚醚由多元醇和环氧丙烷反应制得,聚醚分子中的羟基的数量为 3-8个;含羟基的 聚酯由二元酸(邻苯二甲酸、己二酸和多元醇(乙二醇、甘油缩合反应生成的低分子聚酯,不同的 配方可以得到不同的聚酯。聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯都用羟值来衡量羟基含量。 其含义为:在 1g 树脂中含有的羟基相当于 KOH 的毫克(KOHmg/g树脂。羟值是代表材料交联密度的,与聚氨酯的硬度成正比,羟基含量越大,羟值 越高, PU 越硬。高羟值的聚氨酯材料用于制造硬质聚氨酯建筑制

37、品,低羟值的聚氨酯用于制造软质聚氨 酯制品。聚氨酯材料在汽车上应用很多,如涂覆材料、聚氨酯硬质塑料板材、聚氨酯弹性体、座椅软泡沫材料、 装饰件、沙发革、车顶;应用最多的是各种软质和硬质的聚氨酯泡沫材料,它有隔振、隔音、降噪、保 温隔热; PU 还可制成车用聚氨酯涂料、粘结剂、密封剂等。2.聚氨酯的性能和特点聚氨酯材料的各种性能都很优异,用于车上有很多优点。硬质聚氨酯的强度很高,软质聚氨酯的弹性很 好,它的耐老化性能、抗化学介质能力等,综合力学性能远远超过 PVC 等材料。聚氨酯的聚合很方便,不仅可在常温常压条件下进行聚合反应,像有些聚氨酯建筑胶粘剂和双组分的聚 氨酯涂料,甚至可以进行现场聚合后

38、直接发泡或喷涂、修补等施工。聚氨酯材料用于汽车的缺点主要表现在异氰酸酯有毒性,材料施工时,反应过程中会释放出不良气体, 施工人员在现场作业要采取健康保护措施。聚合反应结束后,聚氨酯材料应用过程中是无毒的。(七、 EP(环氧树脂 1.EP 的种类和应用领域环氧树脂是分子中含环氧基的聚合物,它主要有标准型的双酚 A 型环氧、酚醛环氧、甘油环氧等,其种 类很多。化学工业部分别有标准代号表示各类环氧:E 代表标准型环氧(双酚 A 型, F 代表酚醛环氧, G 代表有机硅环氧, B 代表甘油环氧。其中,双酚型环氧在建筑上应用最多,它是由环氧氯丙烷和双酚 A 聚合得到的,属于低聚合度的线性聚 合物,外观状

39、态和环氧分子量有关,分子量较小者的外观为粘稠性液体状态;分子量较大的环氧树脂外 观为呈脆性的固体状态。环氧在汽车上能应用的领域很广,能用于制作各种中高档的耐热防腐蚀制件、环氧耐老化涂料、环氧胶 粘剂、环氧修补材料等。2.EP 的性能特点环氧可溶于多种溶剂,如丙酮、二甲苯等。环氧需要和其它物质发生反应应固化才有强度和使用价值, 不经过固化的环氧是没有使用价值的。环氧分子中的环氧基是很活泼的,会和含活泼氢成分的化合物发 生羧酸反应,利用环氧的这个特性,通常将按累活羧酸类化合物作为环氧的固化剂。发生固化反应后, 环氧分子就得到了交联,也就形成体形大分子结构,才真正成为具有使用价值和强度的材料。充当环

40、氧固化剂的另一类化合物是胺类化合物。羧酸类化合物和环氧发生的固化反应需要加热;而胺类 化合物和环氧发生固化反映只需在室温下进行即可完成。因此,胺类物质作为固化剂用得较多,如,二 乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺等。其中乙二胺和环氧的固化反应极好,但是有挥发性,而且固化速度 太快,反而使得施工来不及,应用操作不方便。环氧固化体系的配比取决于环氧树脂的环氧值和固化剂中活泼氢数量。 EP 的分子量可用环氧当量或者环 氧值来衡量,环氧当粮食含有 1g 当量环氧基的树脂重量克数。环氧值表示在 100g 的环氧树脂中所含的 环氧基个数。商品环氧在外包装上表明了环氧值,如,商品牌号标示为 51,即表示该环氧树脂

41、的环氧值为 0.51。环 氧当量与环氧值的关系为:环氧值 =(1/环氧当量 100%由此得出,在 100g 此种环氧树脂需要固化剂的量 W 为:W=ME/a式中:M 为胺类固化剂的相对分子质量; E 是环氧值; a 则为固化剂中的活泼氢个数。如,应用 E-51环氧树脂,用二乙烯三胺作为固化剂,其 M 为 101, a 是 5,那么合适的固化剂加入量应 该为 :w=101*0.51/5=10.3(g环氧树脂最突出的优点是和很多材料之间都具有很强的粘结力,环氧能牢固地粘结住无机材料、金属、 部分聚合物、玻璃、陶瓷等,这是由于环氧分子中含有各种极性基团(如环氧基、羟基。固化剂的加 入量、固化时间、固

42、化最合适的環境溫度等都是获得高性能产品所必需的极为重要的参数。除此之外, 环氧的收缩率较比较低,一般只有 2%,而且由于最大收缩量是产生于凝胶状态的,所以材料不会产生大 的内应力。 另外, 环氧不仅有很好的耐老化性能, 而且防腐蚀能力也相当好, 另外还有较好的工艺性能, 可在常温、常压下很方便地施工。(八、 UP (不饱和聚酯1. UP 的应用领域汽车用 UP 生産 UP 玻璃钢制品、板材、车用塑料五金制品等。2. UP 的性能特点UP 属于热固性塑料,分子中有双键。在加入含有双键的单体时,经引发剂(或称固化剂引发后,分子 链中的双键打开,与单体发生交联,形成体形分子结构,即发生了固化。市场出

43、售的不饱和聚酯一般已经加入了单体,外观呈粘稠态。常将过氧化环己酮放入邻苯二甲酸二辛酯 中,经过研磨,形成酮浆作为固化剂。在室温下固化需要加入固化促进剂。常用的固化促进剂是萘酸钴 在苯乙烯中的溶液,外观呈紫红色液体状,建成钴液。为便于使用,一般市售 UP 时,应按比例供应已 经配好的固化剂和相应的固化促进剂。常用的三者比例为:UP(含 30% PS :100;过氧化环己酮浆:2-4; 萘酸钴在苯乙烯中的溶液:2-4。过氧化环己酮浆和萘酸钴苯乙烯溶液的实际加入量要根据气温、制品复杂性(决定可操作时间、操作 者的经验和设备情况具体决定。冬季不易固化,取上限,夏季容易固化,取下限。UP 也可在现场配制

44、,要按需量随用随配,一旦加入了固化剂,应在固化时间以内用完,以免浪费,通常 在 24h 以内应基本固化,固化时没有低分子物质析出。不饱和聚酯的施工一般在室温下、常压、不加热 进行,加工也很方便。考虑到制品的密度,可加较小的压力。UP 用于汽车上有很多优点,它耐冲击、耐压、耐磨、耐腐蚀、耐候性好,坚硬、强度高。 UP 的主要缺 点是收缩率较大,要达到 5-7%,还容易在制品内形成内应力。另外, UP 在施工时,未固化物的材料有 挥发物,这对人体是有害的。(九、 PC(聚碳酸酯 1. PC 的应用领域聚碳酸酯在汽车中的应用有越来越多的趋势, PC 常用于需要采光又有一定强度要求、 徐直接接触光照处

45、。 2. PC 的性能特点PC 的综合力学性能很卓越,具有很高的透明度和强度、耐热性与耐腐蚀性能也相当好,尤其突出的是它 的抗冲击韧性和耐候性。(十、 PMMA(有机玻璃 1. PMMA 的应用领域有机玻璃的化学全名为聚甲基丙烯酸甲酯。由于有机玻璃具备优良的耐老化性能,常用于制作户外广告 与指示性标牌。另外,优良的透明度和独特的装饰效果,使有机玻璃也成为汽车上常用的装饰材料,可 做成灯箱、护墙板、采光棚、室内透光吊顶等装饰装潢用材。2. PMMA 的应用特点有机玻璃的最大优点是透光率高,可以达到 92%,用于代替无机玻璃的优点是不易碎裂。他的另一个优 点是耐老化性能好,受日照多年仍无变色或减少

46、透明度。有机玻璃的主要缺点是硬度小,表面易划伤和 擦毛,影响装饰效果和透明度。用于汽车的塑料品中还有很多,以上就主要树脂品种、常用产品和大类原料进行简单叙述,具体制品中 如踫到其它塑料,将在以后的有关章节中再作探讨和介绍。七、汽车塑料制品的主要助剂除了塑料树脂以外,在绝大多数汽车塑料制品还需要加入其他成分,一些常用的添加剂是必需的组分。 最常用的添加剂是用来抗光老化和热老化的防老剂;用于减轻重量、降低成本、增加空隙度的发泡剂; 用于增加美观度、着颜色用的着色剂;用于增加材料塑性和柔性的增塑剂;用于改变材料燃烧性能、阻 止材料燃烧的阻燃剂;用于改善材料抗冲及性能的抗冲助剂;用于改善材料某些理化性

47、能或加工性能的 改性及或加工助剂,如改善材料的硬度、抗热变形性能、耐磨性、收缩性能、抗低温性能、弹性、导电 性能、耐化学介质的腐蚀性能、容易加工成型的加工助剂等。以 PVC 为例,必须要有稳定剂、润滑剂,大多数情况下还要增塑剂,其它场合 PVC 配伍的助剂的品种很 多,对于要求特定的颜色、结构、功能的 PVC 建筑制品还要求增加强度或降低成本的填充剂,增加美感 的着色剂, 要求改善材料老化性能的防光老化剂、 防热老化剂, 防止建筑材料常年在户外发霉的防霉剂, 为减轻重量、增加阻隔性能是要用的(隔音、隔热、保温的发泡剂, PVC 压制产品为了加工方便,脱 模式要用脱模剂,与其它材料结合应用时需要

48、兼容剂、为改变某种材料性能或加工性能要加改性剂,如 抗冲改性剂等。本节就建筑塑料制品中常用的助剂,按其功能分类叙述如下。(一 、稳定剂稳定剂是某些聚合物在加工过程与使用过程中,为了防止和抑制因受到热、光、氧等的作用引起分解或 变色作用的加工助剂。稳定剂对有些易受热降解的聚合物是必需的加工助剂。汽车塑料制品常用的稳定 剂按功能分,主要有热稳定剂和光稳定剂。稳定剂的种类很多,应用的领域也很广,由于汽车塑料制品 的发展方向以绿色、环保、健康为主,稳定剂的发展趋势也应是以无毒、安全、高效、多功能为主要方 向。( 1热稳定剂汽车塑料制品中常用热稳定剂有如下品种:*1铅盐类热稳定剂常用的铅盐类稳定剂主要有

49、三盐(三碱式硫酸铅,二盐(二碱式亚磷酸铅,两者经常协同配合应用, 热稳定性效果较好,尤其常用于 PVC 建材中。上述稳定剂的缺点是有毒,影响产品透明度。随着环保要 求的提高, 这类稳定剂已越来越少用了。 另外常用的还有二碱式硬脂酸铅, 其绝缘性和热稳定性都很好, 还有润滑作用。对透明度影响也较小。*2无铅类复合稳定剂无铅类复合稳定剂从中闲体的制备到成品的复合都在水中完成,经表面处理提高分散效果,加工性能较 好,很适合于 PVC 耐热电线等材料。*3金属皂类热稳定剂常用的金属皂类稳定剂有钡、镉、锌、钙等。钡皂类热稳定剂有硬脂酸钡、月桂酸钡、蓖麻油酸钡,它 们热稳定性好,光稳定性差,常与锌、镉类稳

50、定剂协同使用,兼有润滑功能。锌皂类稳定剂主要有硬脂 酸锌,无透明影响,有润滑作用,耐热性较差。钙皂类稳定剂有硬脂酸钙,其长效耐热性、耐硫化性、 润滑性、安全性、着色性都较好,但耐候性和透明性较差。金属皂类稳定剂常常两两协同应用常用体系有钙 /锌复合、钡 /锌复合等。*4有机锡类热稳定剂有机锡类稳定剂大都为液态, 无毒, 淡黄色, 密度微 1.2g/cm3,耐热性好, 在 PVC 中的加入量约为 0.3-5%.常与金属皂类并用,也可与抗氧剂符合应用或独立应用。有机锡常用于透明类建材,较有代表性的是二 月硅酸二辛基锡、甲基锡等,常用于要求有环保卫生要求和透明要求的塑料建材上。*5稀土类热稳定剂稀土

51、热稳定剂是近年来新发展的功能性稳定剂,外观既有粉状也有液态。稀土热稳定剂的品种有硬脂酸 稀土、羧酸酯稀土、氨基酸稀土、氟化稀土、柠檬酸稀土、脂肪酸稀土等。稀土的特点是低毒、耐候性 和透明性好,可改善 PVC 等材料的热降解,在 PVC 中的用量为 1-3%,兼有加工改性和润滑作用。稀土稳 定剂今后是铅盐类稳定剂的主要替代品种。*6辅助性热稳定剂辅助性稳定剂主要有锑类稳定剂和酯类稳定剂。锑类稳定剂有优秀的保色性和招色性,无毒、低价经常与其它稳定剂,如硬脂酸钙等配合使用。锑类稳 定剂的耐候性、初期着色性、卫生性、透明性都比较好。酯类稳定剂有亚磷酸三苯酯(TPP 、亚磷酸笨二辛酯、 (PDOP、环氧

52、大豆油等。它们也可与皂类稳定 剂联合应用,同时具有稳定和增塑作用。作为辅助稳定,其加入量很有限,一般的 PVC 建材中加入 1%左右。(2 光稳定剂光稳定剂是为了抑制或减缓光照引起的氧化作用而加入的助剂,因此也成为抗紫外线剂。抗紫外线的形 式主要有紫外光吸收型、猝灭型、屏蔽型。*1.紫外光吸收型稳定剂:这类光稳定剂常用使 UV 类,有 UV-531、 UV-P 、 UV-326、 UV-328、 UV-327,多用于 PP 、 PE 、 PS 、 PVC 中 一些要求有一定透明度的塑料,基本无毒,加入量小于 1%。另外还有一些吸收型的受阻胺类光稳定剂, 如 770、 6911、 944、 62

53、2等,也发展较快。*2.猝灭型光稳定剂:猝灭剂属于镍铬络合物,应用原理是通过共振转移能量起到光稳定剂的作用,兼有抗氧化作用,无毒, 用量为 0.2%-0.6%左右。常用有镍铬化合物 2002(熔点 180°C-200°C .*3.屏蔽型光稳定剂:光屏蔽己的原理和作用是反射紫外线,高分子建材中常用的光屏蔽式炭黑、钛白粉、氧化锌等。#1炭黑:炭黑可作为光屏蔽剂是因为其结构中含有羟基芳酮结构,可强烈抑制自由基的反应并反射紫外线。碳黑 的粒径、牌号、分散性和加量有关,建议加入量为 2%。#2钛白粉:钛白粉有金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉,金红石型钛白粉才有反射和折射大部分紫外光的作用

54、,作为 光稳定剂的金红石钛白粉的加入量建议为 3% 左右。锐钛型钛白粉无光屏蔽作用。#3氧化锌:氧化锌(也称锌白 :氧化锌可反射或折射大部分可见光,常用于 PP 、 PE ,低价无毒,耐久性好,常用 的加入量为 1% 左右。(二 、抗氧剂抗氧剂在高分子建材中的作用是抑制或延缓聚合物自动氧化反应的过程,以延长材料的老化寿命。康养 鸡场酚为主抗氧剂和扶助抗氧剂,按照化学成分份可分为受阻酚类、胺类、六米雷、亚磷酸酯类、金属 钝化剂、双分担丙烯酸酯类等。 (1 主抗氧剂最常用的朱抗氧化剂是受阻酚类,常用有抗氧剂有抗氧剂 1010、抗氧剂 1076、康洋酒 CA 、抗氧剂 702、 抗氧剂 168等。抗

55、氧剂 1010的适用性很广,常用于 PP 等的抗氧化,加入量为 0.1%-0.5%,经常与辅助性抗氧剂并用,主 比辅比例为 1:3效果较好;抗氧剂 1076的抗氧效果略低于抗氧剂 1010,但应用面很广,各种聚合物都 可用;抗氧剂 CA 主要用于用 PP 、 PE 、 PVC 等制造的含铜电线制品,用量在 0.1%-1%不等;抗氧剂 702、 抗氧剂 E 、抗氧剂 168等的加量在 0.1%-0.5%范围内。(2 辅助抗氧剂辅助抗氧剂大都属硫醚类,如抗氧剂 DLTP, 常与抗氧剂 1010并用,兼有增塑效果,兼容性好,低毒。其 它最常见的硫醚类辅助抗氧剂有抗氧剂 DSTP 、亚磷酸酯类 PDO

56、P 、 TPP 、 TNP 等,大都加入量在 1% 左右。辅助抗氧剂应同主抗氧剂协同应用,因为主抗氧剂教规,假日辅助抗氧剂可是主抗氧剂加量大大减小, 既节省成本,又大大提高抗老化寿命。(3复合抗氧剂应用复合抗氧剂的特点是高效、低毒、持久、低价、方便。省去了应用者要购买几种产品、加入时要计 量多样、混合分散的繁琐工作。复合抗氧剂以 PKY 编号,如 PKY-225、 PKY-215deng,PKY-215是以抗氧剂 1010和抗氧剂 168以 1:2比 例配制,对应的国外品种牌号为 IRGANOXB215; PKY-225是以抗氧剂 1010和抗氧剂 168 以 1:1比例配 制 , 对应的国外

57、品种牌号为 IRGANOXB225. 此类复合抗氧剂常用于 PA 、 PC 、 ABS 等,外观呈白色粉末状, 有结晶,能溶于苯类溶剂,不溶于水,低的挥发性,有抑制降解的作用。其它抗氧剂国外用于汽车高分子材料的抗氧剂很多,例如,复合抗氧剂亚磷酸酯 AP-618用于 PP 有较好的稳定和抗 氧化效果;汽巴 -嘉汽公司将辅助抗氧剂混合到酚类抗氧剂中,制成特殊的汽巴品牌复合抗氧剂,如, 酚类抗氧剂 IRGANOx245常用于苯乙烯类共聚物,加入量小于 1%;亚磷酸抗氧剂 XR-633常用于 PP 、 PE, 加入量为 0.05%,主要特点是增加色牢度和改善材料加工性能和理化性能,还具有对树脂吸潮、防

58、结块 的功能。(三.阻燃剂1、无机阻燃剂无机阻燃剂有很多品种,常用的品种有 :氢氧化铝 :也称作萨那会和氧化铝 , 可用于多种汽车高分子中 , 分 解温度 200°C,除了可作为阻燃剂外 , 还可作为填充料 , 用作填充料可增加人造玛瑙的玉质感 , 填充加入 量可达 10%-50%.(1氢氧化镁 :氢氧化镁外形是直径为 0.1-0.5微米 , 长度 0-50微米的条状纤维 , 分解温度 340°C, 用于 PP 中有较好的 填充和阻燃效果 , 加入量最大是可达到 55%,此时可将 PP 的氧指数从 20以下提高到 30以上;(2三氧化二锑:三氧化二锑也可称作锑白,它的应用面很广,常与卤化阻燃物并用,一般的添加量为 5%-20%。锑白在聚 合物中还