【塑料機械網 科技創新】 據Global Market Insights的新研究報告,到2024年,汽車塑料市場市值將從目前200多億美元的市值增長到逾500億美元。
主要驅動因素包括乘用車產能的大增以及消費者對節油、耐用和輕量化汽車的需求;
中國、印度和日本的快速工業化和城市化將推動對商用車、SUV、現代汽車和HMV的需求。
另外,人均收入和生活水準的提高促進消費者對時尚、美觀汽車的需求,及對駕駛體驗的要求提高。
汽車塑料廣泛用于各種汽車車身和部件,包括底盤、動力傳動系統、引擎蓋下的電子部件、外內飾件以及燃料系統等。
車用塑料耐用、耐刮、耐磨、可實現有效的設計成型及部件集成、實現輕量化、減震和噪音控制。
這些樹脂材料在汽車行業潛力無限
車用塑料部件的制造過程主要涉及的樹脂原材料包括聚氨酯(PU)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)及熱塑性彈性體材料TPE、聚酰胺(PA)等。
例如,基于其輕質特性、耐用性能、節能、耐腐蝕性、絕緣性和減噪性,聚氨酯材料在汽車行業的應用將會大大增長。
根據報告預計,PU類車用塑料需求將增長10%以上。PU發泡通常用于制造頭枕、儀表板表皮、扶手以及各種其他汽車內飾件。
聚氨酯在汽車領域的應用將大大增加。
另外,值得留意的是,具備輕質、高強度、耐腐蝕、耐高溫、易合成型、設計靈活的復合材料也更越來多地應用到汽車行業,并會成為未來的主要應用趨勢。
當中,樹脂類復合材料包括碳纖維強化塑料(CFRP)、玻璃纖維增強熱塑性材料、玻璃纖維氈增強熱塑性材料(GMT)、片狀模塑材料(SMC)、樹脂傳遞模塑材料(RTM)以及手糊FRP制品等。
來看看以下幾家汽車材料的創新應用吧。
詮釋汽車健康靜謐之美的創新聚氨酯
聚氨酯作為重要的汽車內飾材料,能夠降低揮發性有機化合物(VOC)含量和隔絕噪音??扑紕摱鄠€創新型聚氨酯汽車內外飾應用,帶來更健康、靜謐的駕乘體驗。
車內異味和VOC是影響車內空氣質量主要原因,且來源非常復雜。因此,如何降低異味和VOC排放已成為整車制造商面臨的重大挑戰之一。
應用于儀表板的Bayfill®聚氨酯半硬質填充泡沫,具備低VOC含量和低氣味性能。同時,還具有高流動性,脫模時間更短,由此可顯著提高生產效率。
科思創創新型聚氨酯汽車內外飾應用,旨在創造更健康、靜謐的駕乘體驗。
應用于汽車頂棚的科思創Baynat®聚氨酯硬質泡沫,在降低車內VOC濃度和異味的同時,兼具噪音吸收、高承載和防斷裂等性能。
兩款創新的噪音及振動(NVH)解決方案,為駕乘人員帶來安靜、舒適的體驗。
其中,聚氨酯結構填充材料通過在空腔中注入Bayfit® SA吸音材料,減弱結構空隙噪聲和振動,從而降低車內噪音。
科思創展示的發動機罩蓋則專注于吸收發動機噪音,且具有高品質外觀,同時通過減少加工工序,還能提高生產效率。
具備更佳流動性、耐磨性和光穩定性的TPV
熱塑性硫化橡膠TPV可廣泛應用于汽車內外飾、密封系統、罩蓋、發動機艙內零部件、墊圈墊片等對柔韌性和一致性有要求的工業和民用領域,該類產品可以完全回收利用,順應汽車環保發展趨勢。
杜邦交通與工業事業部(DuPont Transportation & Industrial)宣布與??松梨诨?ExxonMobil Chemical)特種彈性體部門共同開發新山都平熱塑性彈性體可硫化橡膠TPV, 可用于汽車接角模密封條。
通過采用杜邦的硅酮基添加劑取代傳統的有機爽滑添加劑,兩家公司開發出了新一代山都平 TPV牌號。
新牌號與乙烯-丙烯-二烯單體(EDPM)橡膠基質的粘合性得到改善,摩擦系數(COF)降低,從而在打開和關閉門窗時具有更高的抗滑性能。
新山都平熱塑性彈性體可硫化橡膠TPV, 可用于汽車接角模密封條。
新的山都平TPV B260系列產品還提供改進的流動性能、耐磨性和紫外線(UV)光穩定性。
為了滿足客戶對改進角模密封件的需求,埃克森美孚化工公司在提高滑動性能的同時,加強山都平TPV與EDPM橡膠的粘合性。
然而,降低摩擦系數以提高滑動性能會對粘合產生負面影響。埃克森美孚化工與杜邦公司合作,探索使用其先進的硅基添加劑,這款添加劑在性能上有望超越之前??松梨诨こS玫挠袡C添加劑。
杜邦開發團隊發現,低分子量硅樹脂聚合物和超高分子量硅樹脂聚合物之間的協同作用提供了埃克森美孚化學正在尋找的低摩擦系數。與有機添加劑相比,硅樹脂技術在提供更好的爽滑性能的同時,增強了與EPDM橡膠的粘合性能,這是實現二次成型的關鍵因素。
此外,它還支持更高的熔融流量,以提高加工的易用性和吞吐量,具備更好的耐磨性,以防止門被摔壞,并提高紫外線穩定性,以幫助防止開裂和變色。
革新性的聚酰胺泡沫誕生
旭化成(Asahi Kasei)宣布開發出*創新聚酰胺泡沫,這種名為PA Foam的材料將大大實現汽車的降噪減重。
該材料由C形或通心粉形狀的泡沫珠組成,分別代表不同的特性:
C形的珠子具備出色的剛性,使其在結構應用有巨大的潛力,也能用于電動車輛電池盒的絕緣體、管道、墊片或其他輕量化部件上。
而通心粉形狀則代表高隔音效果,在汽車應用方面也潛力無限。特別是應用于在發動機艙中,有助于降噪減重。
材料同時提供更佳的車內舒適性,適用于車頂和發動機罩中,或者座椅和地板結構。
由聚酰胺制成的PA泡沫塑料可以在標準聚苯乙烯模塑設備上采用蒸汽模塑工藝加工,生產過程中樹脂使用量顯著減少,實現降本。
聚酰胺具備高耐熱性,耐化學性和耐油性特征。旭化成將PA泡沫用于為發動機罩的材料,不僅有助于減輕重量,還可以隔離發動機噪音。
該新型PA泡沫將于9月10日至12日在斯圖加特的德國斯圖加特聚氨酯泡沫展覽會
(Foam Expo Europe)上展出。該展覽會是歐洲大規模、具影響力的泡沫技術貿易展覽會之一。
汽車外飾用耐候性 TPE 材料
汽車外飾應用所使用的塑料容易受到惡劣天氣的影響,這種影響對車輛尤為明顯。用于汽車外飾應用的塑料材料通常需要具有耐候性,可抵御紫外線照射對汽車部件外觀和機械性能的不利影響。
凱柏膠寶®推出汽車應用的全新熱塑性彈性體產品系列,具有的耐候性和 PP 包膠性和抗紫外線性能。
這種全新熱塑寶K系列的TPE 材料主要面向汽車外飾應用,如導水板和車窗密封件等。
新熱塑寶 K 的UV/HF/SF 系列具有極高的抗紫外線和耐候性能,兼具超強 PP 包膠性能。
全新熱塑寶K系列的TPE材料主要面向汽車外飾應用,如導水板和車窗密封件等。
熱塑性彈性體無需焊接即可加工成均勻的表面。這種性能源自于 TPE 的流動性。這些 TPE 材料可通過雙組分注塑成型工藝輕松地加工。
在這個加工步驟中,它們能夠與硬組分 PP 實現的包膠性。多組分注塑成型工藝可實現佳包膠性能,無需額外的組裝步驟,可減少組件的循環時間。
UV/HF/SF 熱塑寶K 可為客戶帶來許多優勢,例如提高設計價值和加工經濟效益、擴展產品功能等。
這些產品可滿足不同應用領域和汽車行業的典型要求,已進行 2 年循環的 PV3929 Kalahari 自然耐候試驗和戶外用途 PV3930 Florida 試驗。
該產品亦可滿足更廣泛的汽車外飾應用,對亞太地區變化多端的氣候環境具有更強的抵抗能力,從而確保車輛在更長時間內保持性能,讓用戶節省車輛維護成本。
減重又隔音的多層纖維新材料
汽車軟飾件供應商Auria Solutions的工程師研發出一種輕量化的聲學材料,并獲得通用汽車T1x全尺寸皮卡車和SUV汽車的合作合同。
這款材料的關鍵是用多層纖維材料技術取代傳統的用于儀表板絕緣的乙烯-醋酸乙烯酯。
這種纖維絕緣新材料由Auria公司在北卡羅納州Albemarle市的研發中心研發,該中心在紡織品和地毯方面擁有悠久的研發歷史。
它不僅可將每輛通用汽車的重量減輕13磅,同時也易于加工。通用汽車裝配工人也更容易在生產線上進行操作。
這款材料的關鍵是用多層纖維材料技術取代傳統的用于儀表板絕緣的乙烯-醋酸乙烯酯。
耐用、高品質的無鹵素阻燃TPU
與PVC或TPE等傳統材料相比,TPU更耐用,在相同的使用期限內不易龜裂。此外,TPU護套比PVC和TPE薄40%,但可達到相同的性能。
路博潤(Lubrizol)公司的無鹵素阻燃TPU,可用于制造耐用、高質量電動車充電電纜。
據介紹,該產品非常易于擠出,可滿足所有電動車輛電纜標準和認證要求。其具有優異的性能,如均衡的機械性能,VW-1阻燃性能,可制成極柔軟的產品從而易于卷取。
路博潤公司還為熱熔膠市場推出了新型TPU產品系列:Pearlbond 700系列。
其主要優點包括固化速度快(因而周期時間極短),高耐熱性,低溫下的高彈性,高抗沖擊性和減振性。
Pearlbond 700產品系列(700,700HMS,702和703)與剛性和柔性基材都具有優異的粘著性能。與棉纖維、尼龍纖維、聚酯纖維等基材可以達到優異的粘合強度。
這一新產品設計成可以耐受高溫清洗和化學干洗,并具有高耐水解性??捎糜谄嚭推渌I域眾多要求苛刻的應用場合。
適用于大批量生產的創新CFRP預浸料
三菱化學早前宣布其碳纖維增強塑料(CFRP)預浸料已被應用于由八千代工業(Yachiyo Industry Co., Ltd)為本田小跑車S660開發、生產的“CFRP ROOF”車頂天窗。
八千代工業采用該預浸料 — 環氧樹脂碳纖維浸漬中間體材料板材,用于預浸料壓縮成型(PCM)。PCM是一種注塑成型技術,是將材料放入加熱的匹配金屬模具中,在140℃下壓制固化5分鐘。
這種技術適用于大批量生產,例如汽車零件。成品重量比汽車的工廠帆布車頂天窗減重約22%。這不僅有助于降低車身重心,還可實現碳纖維編織圖案的設計。
隨著電動汽車越來越廣泛的使用,以及燃油效率和二氧化碳(CO2)排放標準的政策收緊,當今汽車市場中車輛減重問題受到越來越多的關注。
為了迎合這些需求,MCC繼續加快對碳纖維和CFRP等材料的研發,并積極拓展業務,致力于在汽車領域提供的解決方案,展現的技術創新。
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