汽车用改性塑料简介.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,汽车用改性塑料简介,1,.,讲课提纲,汽车用高分子材料简介,汽车零部件用高分子材料特点：选材依据,汽车内饰颜色控制技术,各大汽车公司材料标准对比,普利特公司简介,2,.,汽车工业发展趋势,减轻汽车重量和能源消耗：塑料的密度小,降低汽车生产成本：塑料材料的易加工性（挤出、注塑、吹塑、压延、模压、气辅成型）,大量使用塑料：比强度高，耐磨，抗腐蚀性绝缘性好，能耗低及噪音小等许多优点。主要品种有：PP、PU、苯乙烯类（ABS，PS，SAN，SMA）、PVC、PE,汽车用塑料量：约占塑料总消耗量的8%左右，约占汽车总重量的10%,3,.,世界汽车用塑料分布情况,4,.,汽车用PP塑料的特点,用量最大：约占汽车所用塑料总量的20%左右，其主要原因是再生性、降低汽车重量和生产成本，同时具有良好的加工性能（MFR 0.3-50）；,主要的品种有：填充改性、普通型、增强型和橡胶增韧型。,1980年美国一台汽车的PP用量为18kg，1990年便增至31kg，欧洲约20kg，其中意大利Fiat Ritma高达25kg，日本平均每台汽车用PP量最高，居世界首位。现在全球汽车用PP用量正以7.5%/年的速率增长，北美汽车用PP呈直线上升。,PP与ABS竞争：内装饰件，如仪表板、中柱。主要原因：价格及回收性,5,.,聚丙烯,PP（等规度）：无规（APP），均聚(IPP,通用级，高结晶级)，嵌段共聚（C2,BPP，通用级/高结晶级）,改性PP的性能：主要受PP分子量和PP品种的影响,6,.,聚丙烯的改性,提高刚性：滑石粉填充，玻璃纤维增强,增加韧性：橡胶（PP+EPDM),填充增韧：刚、韧平衡,提高热氧老化性能：抗氧剂,提高抗紫外线性能：耐候,改善加工性能：,7,.,橡胶用量的影响,韧性增加,刚性降低,强度下降,硬度下降,耐热性下降,8,.,橡胶增韧滑石粉填充PP,橡胶用量,5,10,15,20,测试标准,熔体流动速率(2302.16kg),g/10min,8.96,7.72,7.9,7.8,ISO 1133,密度,g/cm,3,1.05,1.05,1.05,1.05,ISO 1183,模具收缩率,%,1.0,0.92,0.87,0.81,PRET方法,屈服强度,MPa,25.6,23.3,21.2,18.4,DIN 53455,弯曲强度,MPa,40,36.2,31,26,DIN 53452,弯曲模量,MPa,2050,1830,1520,1240,DIN 53452,Charpy U冲击强度,kJ/m,2,7.5,14.3,18.6,25.9,DIN 53453,球压痕硬度,MPa,57,51,41,36,DIN 53456,热变形温度,57,54.5,53.5,48.5,ISO 75/A,9,.,填料的作用,降低成本,增加刚性：弯曲模量,降低收缩率；减少制品翘曲；增加制品尺寸稳定性,其它：电性能、磁性能、阻燃性、导热性,10,.,改性PP的性能：主要受PP分子量的影响,聚丙烯品种,嵌段共聚PP,MFR,0.3,0.5,1.0,4.0,8.0,脆化温度，,-25,-25,-20,-8,-3,Charpy冲击强度,35,35,20,10,7,混浊度，%,70,70,70,80,85,11,.,PP品种的影响,PP品种,均聚PP,嵌段共聚PP,密度，g/cm,3,0.903,0.90,拉伸屈服强度，MPa,37.0,29.0,弯曲模量，MPa,1900,1350,洛氏硬度，R,102,40,Izod缺口冲击强度，J/m,48,500,热变形温度（1.82MPa），,58,62,脆性温度，,-5,-30,12,.,TL 52283,无尾标,规格A,规格B,用途,仪表板,侧护板,镶嵌条,填料用量,233,293,263,比重,1.090.01,1.130.01,1.100.01,布氏硬度，MPa,38-45,50-56,43-48,拉伸强度，MPa,13.0,18,15,断裂伸长率，%,20,20,20,缺口冲击韧性,不断裂，允许部分断裂,不断裂，允许部分断裂乃至铰链式断裂,不断裂，允许部分断裂,弯曲强度，MPa,-401,22-80,29-90,23-75,-232,22,29,23,801,9,12,9,13,.,TL 52035 保险杠材料,无尾标,规格A,规格B,汽车类型,Golf A2 A3,T4,Golf A4,填料用量,102,比重,0.87-0.92,0.89-0.93,0.95-1.0,布氏硬度，MPa,284,505,284,拉伸强度，MPa,12.0,18,12,断裂伸长率，%,100,100,20,缺口冲击韧性,不断裂,不断裂，允许部分断裂,弯曲强度，MPa,-401,18-63,27-62,18-70,-232,18,27,18,801,6,9,9,耐热老化性（150）,200,200,200,14,.,聚乙烯,HDPE:0.941-0.965,吹塑成型,LDPE:0.91-0.925,LLDPE,MDPE:0.926-0.940,UHMWHDPE(大于150万),15,.,ABS塑料,苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物,ABS是指聚丁二烯橡胶与单体苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物（SAN）的掺混物,组成：,A代表丙烯腈，提供耐化学性和热稳定性；,B代表丁二烯，提供韧性和抗冲性；,S代表苯乙烯，赋予刚性和易加工性,16,.,ABS的改性,抗冲改性：通用ABS 橡胶,耐热改性：Vicat 95-120，改变苯乙烯成分（-MS,SMA,SMI,NPMI);PC/ABS,电镀级：高抗冲击，橡胶相粒径较大，分布均匀，流动性高,抗紫外：本公司核心技术,17,.,特殊ABS,ASA：丙烯酸酯胶乳；,AES：三元乙丙橡胶胶乳；,ACS：氯化聚乙烯胶乳,透明ABS：MABS和MBS，主要用甲基丙烯酸酯（MMA）完全或部分替代丙烯腈（A）,特点：耐候性能大幅度改善，但价格也高,18,.,聚氯乙烯 PVC,软质,硬质,19,.,塑料的分解温度,PE,335-450,PP,328-410,PVC,180,聚异丁烯,288-425,PS,300-400,EVA,213-325,聚乙烯醇,250,聚氟乙烯,372-480,PMMA,170-300,聚偏二氯乙烯,225-275,聚三氟氯乙烯,347-418,PTFE,508-538,POM,180,聚丙烯腈,250-280,PA6,310-380,PA66,310-380,涤纶（PET）,283-306,NR,400-900,IR,400-1000,CR,400-875,BR,400-875,CSM,400-875,PU,400-900,EPDM,507-900,IIR,500-1050,SBR,400-875,20,.,塑料的最高使用温度,塑料品种,使用温度,塑料品种,使用温度,PP,105,PP(玻纤增强),110,PE,50,交联PE,90,AS,55,PVC,60,PS,50,ABS(玻纤增强),80,POM,100,POM(玻纤增强),120,PPO,75,PPO(玻纤增强),100,PA,90,PA(玻纤增强),120,PC,110,PC(玻纤增强),120,PET,120,PET(玻纤增强),130,PBT,120,PBT(玻纤增强),135,PTFE,250,PES,150,聚丙烯酸酯,120,聚丙烯酸酯(玻纤增强),130,21,.,塑料的吸水率：通用塑料,允许水含量(%),塑料名称,吸水率(%),注塑,挤出,PMMA,0.3-0.4,0.02-0.06,0.02-0.04,PA,1.3-1.9,0.04-0.08,0.02-0.06,ABS,0.2-0.45,0.05-0.10,0.03-0.05,POM,0.22-0.35,0.05-0.10,0.03-0.10,PP,0.03,0.05-0.20,0.03-0.15,PE,0.05-0.20,0.03-0.15,PS,0.03-0.10,0.05-0.10,0.04-0.08,PVC,0.08-0.20,0.08-0.10,22,.,常见的改性塑料价格,改性ABS：万左右,PC/ABS：万左右,改性PP：11000-17000,可喷涂保险杠材料及耐划痕仪表板门板专用料价格较高超高耐热材料价格也较高,改性PA：25000左右,23,.,塑料的成型加工新方法介绍,24,.,气辅注射成型的优点,降低制品内应力。常规注射成型的模腔压力一般超过,30,50MPa,而气辅注射的模腔压力约为,5MPa,左右,所以制品承受的压力小,内应力也就小了,;,降低锁模力。锁模力大小随模腔压力大小而定。模腔压力小,锁模力也就小了,;,节约原材料约,25%,30%,左右,(,也就是注入,N2,的量,);,可注射大型厚壁制品,成型周期短,;,制品表面平整、光滑、无收缩痕迹。,25,.,多层共挤吹塑法,为使燃油箱的渗漏量达到2g/24h,最好用多层共挤出吹塑法来成型,即五层共挤:HDPE+粘接剂+PA+粘接剂+HDPE。这种工艺要用3 台单螺杆挤出机,和一个五层共挤吹塑机头,再加一台吹塑机。用此工艺制成的复合燃油箱,其渗漏量可以达到0.120.15g/24h 的效果。,投资大,工艺也较复杂,成本较高。,国外主要用于中高档轿车,26,.,复合注射成型,在注射复合工艺中，将装饰材料（通常为多层复合物）置于模内，然后闭模注射，待塑料冷却固化后即可脱模取得制品。,优点：,降低成本：虽然模具要求更高，模塑周期也更长，但省去了粘结复合工艺，预计成本降低最大可达60，目前实际降低成本30左右,新工艺没有粘结剂，因而无溶剂挥发问题,选择适当的装饰层和塑料，如聚烯烃的装饰层和塑料，可使制品便于回收利用，完全符合环保的要求,核心技术：,低注射压力（10MPa)：过高的压力产生过高的壁面剪切应力导致装饰织物或皮革的损坏,织物要求：耐热性、形变能力和与注塑塑料的粘结性能较好的装饰材料，装饰材料必须具备一定的形变能力和弹性，这就同时要求注重装饰材料在模具内的安放,27,.,低压注射成型,注射模压技术是先将饰面层放在模具内，然后用注射机将熔体注入敞开的模具内，然后闭模进行压制;也可以先注射熔体，后放置装饰层。,相对于注射复合而言，这种工艺的充模压力很低，所以在饰面层上几乎不产生或只产生很小的应力，因而对织物饰面层要求较低。,28,.,清洁环境生产技术,在塑料加工过程中，要求加工环境非常洁净,汽车大灯散射罩、汽车车身表面部件以及光学数据存储媒介、传感器的微小部件和医学上所用的部件,29,.,汽车零部件用高分子材料特点,30,.,轿车用保险杠材料性能要求,在低速下发生碰撞时，能防止车辆损坏；,外观：设计自由，不发生热变形，对环境不敏感，耐划伤，不出现裂纹、缩孔等；,刚性好；,易于喷涂；,PP类保险杠占欧洲市场的90%,零间隙：线性膨胀系数尽可能低,薄壁：高流动性,充模分析、浇口设计来提高产品的抗冲击性能,31,.,保险杠的结构,全钢结构,钢支架橡胶,钢支架塑料材料,钢支架发泡PU或PP+表皮,钢支架塑料格栅+改性PP,钢支架玻璃纤维增强材料,32,.,33,.,保险杠用高分子材料,PC/PBT合金：高刚性，高韧性，易喷涂，尺寸稳定性好，耐油性好，抗紫外；但价格高；主要用于,高档车,PUR-RIM：高韧性，易喷涂；,高档车,改性聚丙烯,：高韧性，易加工，易回收，质轻、价廉；,中、低档车,玻璃纤维增强塑料：刚性好，耐冲击；,赛车；,34,.,PP保险杠材料标准,TL 52035：无尾标，A尾标，B尾标,QK 000593：SAIL保险杠,WSK M4D777，M4D873：福特轿车标准,GMP.E/P.027(028)：GM 别克保险杠,Chrysler标准：MSDC256,典型的保险杠用PP材料：,TPO（反应聚烯烃），PP+EPDM（乙烯共聚物），PPEPDMT10，PP+EPDM+T20,35,.,Car manufacturer,Model,Material/Grade number,组成,Audi,A3,S3,Keltan TP 2632/1,PP-EPDM-T20,BMW,Mini,Keltan TP 2632/8,PP-EPDM-T20,Ford,Galaxy,Puma,Keltan TP 2632,Keltan TP 2632/1,PP-EPDM-T20,Mazda,323,Kelburon 90910,反应型高抗冲聚丙烯,Mercedes Benz,C-class,M-class,CLK,Keltan TP 0603D,Keltan TP 2502/1,Keltan TP 2632,Nissan,Almera,Primera,Keltan TP 6612,Opel,Astra,Keltan TP 6504,PSA(Citron),Xantia,Saxo,Xsara,Evasion,Picasso,Berlingo,Stamylan P 86MF97 Stamylan P 108MF97,聚合型高抗冲聚丙烯,PSA(Peugeot),106,206,306,406,607,806,Partner,Stamylan P 86MF97 Stamylan P 108MF97,Renault,Espace,Twingo,Megane,Kangoo,Stamylan P 86MF97 Stamylan P 108MF97,Seat,Ibiza,Kelburon 95694,Skoda,Fabia,Octavia,Keltan TP 2500/3 Kelburon CS 95610MT10,PP-EPDM-T10,Volkswagen,Polo Classic,Golf,Passat,Transporter,Kelburon 95694/1,Kelburon 95794 Keltan TP 2500/2,Keltan TP 2500/4 Keltan TP 2550/1,DSM 保险杠用改性聚丙烯,36,.,主要外饰件用材料,侧护板、防撞条：PP+EPDM+T30,轮罩：改性PP，PE,轮饰盖：矿物填充超韧尼龙，PC/ABS，改性聚丙烯,格栅：PC/ABS,ABS,ASA，PA6-GF15,外后饰镜壳体:ABS,ASA,改性PP,扰流板：ABS，ASA，SMC，MPPO,车门拉手：改性PA，PC/ABS，POM,牌照板：PC/ABS，AES，ASA，ABS,37,.,汽车油箱,标准要求：欧洲标准 20g/24h；美国280,300,300,价格,60,100,110,棕色,耐光性,56,8,8,耐热性,280,300,300,价格,90,160,180,蓝色,耐光性,56,8,8,耐热性,280,300,300,价格,80,150,150,TiO,2,耐光性,E,5.5,1.2,Dupont,TGA250,C,2.5%,0.2%,Dupont,58,.,同色异谱(条件等色)现象,59,.,汽车标准色板的设计,标准色板的尺寸设计，VW：200 x135x2mm，GM：280 x215x2mm,标准色板应包括颜色、光泽、触觉、结构和皮纹。,每块标准色板都必须记录颜色名称、色号、材料名称、制作日期、L*a*b*值、有效期并签名确认。,60,.,VW Touran 标准色板（背面）,61,.,普利特与汽车厂的合作,汽车公司,合作内容,一汽集团,颜色标准板数据库,东风汽车,颜色标准板数据库,上海大众,N-SAN,PASSAT,POLO标准板和颜色优化匹配,奇瑞汽车,A11-03汽车内饰颜色优化匹配及标准板,中华汽车,中华汽车标准板,风神汽车,风神,汽车内饰颜色优化匹配及标准板,万丰汽车,万丰汽车内饰颜色优化匹配及标准板,中兴汽车,中兴皮卡内饰颜色优化匹配及标准板,一汽轿车,颜色标准板,长城汽车,长城汽车内饰颜色优化匹配及标准板,62,.,汽车用改性塑料标准,63,.,材料标准技术指标的合理化,常规物理性能：密度，灰份，熔体流动速率，吸水性，收缩率,力学性能：拉伸，弯曲，冲击，硬度,耐热性能：热变形温度、维卡软化温度、热氧老化性能,成品试验：抗紫外，燃烧，耐化学药品性，热存放试验，抗冲击，实际装车试验,64,.,TL 52388新旧标准对比,测试项目,单位,无尾标型,A,型,B,型,C,型,D,型,密度,g/cm,3,1.05,0.02,0.91,0.02,1.04,0.02,1.06,0.02,1.02,0.02,燃烧残余,%,20,2,20,2,20,2,16,2,熔融温度,0,C,152(164),152(164),152(152),152(160),152(160),弯曲模量,Mpa,1500(1900),1500(1000),-,1200,1100(1800),拉伸应力,MPa,20,22,22,15,20(25),断裂伸长率,4,NB,20,4,4,缺口冲击强度,14,(8),15,20,65,.,MSDB 195 PC/ABS,编号,A,B,C,D,密度（本色）*,1.06-1.14,1.10-1.14,1.11-1.15,1.11-1.15,密度（着色）*,1.06-1.20,1.10-1.20,1.1-1.22,1.1-1.22,拉伸强度,44,44,50,50,弯曲模量,2060,2060,2060,2060,HDT*,88,93,104,104,Izod冲击*,267,534,374,534,Izod*(-30),427,427,燃烧特性,100,100,100,10MPa,弯曲模量：900MPa,Izod冲击强度：常温不断，-40 4.0 kJ/m2,HDT:65(0.455MPa),燃烧特性：100mm/min,收缩率：0.8-1.2%,后收缩：0-0.2%(8048h)0.1-0.3%(12030min),粉碎料的使用,67,.,