改性塑料在汽车行业中的应用及发展前景
——专访锦湖日丽研发总监罗明华
前言:随着汽车行业对节能与轻量化技术需求的进一步增长,塑料在汽车工业中的应用越来越多。高性能改性塑料已用于制造汽车保险杠、仪表板、暖风机壳、门内板、蓄电池壳等各种部件,未来还将有很大的增长空间。改性塑料是指在聚合物(树脂)中加入小分子无机物或有机物,通过物理或化学作用,从而赋予其某种性能(机械加工性能)或使其某种性能获得改善。如增韧、增强、增塑、阻燃等,而通过改性技术使得塑料变得具有鲜明特征,而这其中要属在汽车领域,改性塑料的应用以及发展潜力最为巨大了。由此,中国汽车材料网的记者就“改性塑料在汽车行业中的应用及发展前景”的议题对锦湖日丽的研发总监罗明华先生进行了访问,以下是采访实录:
锦湖日丽研发总监罗明华
中国汽车材料网(Auto-Material,以下简称AM):罗总监,您好,非常荣幸能有机会采访到您。您是塑料研究这方面的专家,那请问对于改性塑料的应用来说,汽车领域与其他领域的差异有哪些?
罗总监:相比其他行业,汽车确实有其自身的独特性:其使用环境复杂苛刻,且涉及人身安全和感官体验,再加上不断变化的市场要求,这些因素都进一步促使对汽车用改性塑料提出了更为严苛的要求。除轻量化的要求外,汽车用改性塑料对耐高温、耐腐蚀、经济性、低散发特性、性能的稳定以及耐久性(如耐候性、耐疲劳性)等方面的要求都非常严苛,其中对性能的稳定和耐久性等安全保障性要求的严苛程度也明显高于其他领域,且随着不同汽车主机厂对品牌定位的差异化需要,涉及到感官体验方面的特性也越来越受到重视。譬如大众汽车外饰湿热耐候标准PV3930要求 ASA材料在指定氙灯照射1600h(即66.7d)后色牢度要达到4级标准,气味标准PV3900要求内饰塑胶材料气味等级要在3级以下,甚至有的汽车主机厂以气味来当作挑选材料供应商的依据,这些都是其他领域不能比拟的。
AM:锦湖日丽在车用改性塑料的研发中有没有遇到困难,又是如何解决的?
罗总监:作为材料厂家比较大的困难在于:下游客户的零件实验或使用中各种要求与材料特性之间如何关联?如何通过对材料的应用评价来解决?譬如,电镀材料电镀后出现起泡、开裂等缺陷,如果不能对整个电镀制程、与材料的关系非常熟知,就很难准确诊断。在工作中,我们按应用部件、出现典型问题等不同维度进行分类,积极与上下游企业展开合作,建立较为完善的评价体系。譬如针对电镀零件,建立了以电镀标准方板测试其剥离力、高低温循环试验、碎石冲击及粗化形态等相关考察指标,进而把材料相关特性与零件电镀后的相关性能进行关联,对于零件电镀后性能进行预测评估。通过完善的评价体系不仅确保在解决材料应用过程中的问题,确保项目成功率,提升客户信任度和满意度;而且在新技术研发方面也提供强有力的保障。
AM:近年来,车内空气质量受到汽车业高度的关注,锦湖日丽作为产业链的源头,如何从原材料着手有效控制VOC及气味性,以应对即将实施的强标的。
罗总监:你说的没错,车内空气质量的确要从材料这一源头开始控制。作为一家技术领先且具有强烈社会责任的材料厂家,我们早在5年前就开始深入研究并最终推出塑可净®低散发塑料。要实现低散发特性,需从原材料选择、配方设计、挤出工艺控制等环节进行严格管控,确保整个制程按照“少带入、少产生、多带出”的原则下进行。目前,塑可净®低散发塑料由于其突出的低散发特性成为VOLVO、路虎等关注用户健康的好车内饰塑料的不二之选。根据众多第三方权威检测结果,塑可净®比传统汽车内饰塑料三分降低60%以上,可以非常有效的减少车内空气污染。
AM:从环保的角度,美学塑料的应用是汽车改性塑料的一个重要方向,除了环保,其与一般工程塑料相比还有哪些优势?锦湖日丽在这方面的产品与技术推广如何?
罗总监:美学塑料具备“免喷涂、一次成型即可实现靓丽外观”的特点。相对于其他材料具有除环保以外,首先,当然如其名,其具有靓丽的外观,甚至可以帮助实现更多喷涂工艺不能实现的高端质感;其次,还能缩短生产流程使产品生产更便捷;最后,当然还能从系统层面降低系统成本。
美学塑料前景十分光明,但在其推广实施过程中遇到些问题,首先需要上下游企业一起改变固有观念乃至偏见,基于此我们作为美学塑料的代表品牌,认为自己有义务推动整个品类的前行。所以于今年6月24日举办美学塑料国际研讨会,邀请全球范围内工业设计、CMF界的领军人物、下游用户聚焦美学塑料话题,共同探讨如何用美学创造价值,如何让塑料变得更美。其次,整合各种资源确保美学塑料的成功应用。作为美学塑料的开创者,我们推出美学塑料-塑可丽®产品,成立改性塑料行业首个CMP(Color Material Process)中心,整合色彩设计和开发、材料研究、模具及成型加工,从系统平台来保证美学塑料的成功应用,现在已有很多产品成功应用于汽车、家电等行业,如汽车行业泛亚唯一指定的水转印免喷涂方案。随着,大家对美学塑料的关注越来越多,其应用也越来越广,已经成为材料发展主流趋势。
AM:对于汽车材料来说,任何新材料的应用都是为了达到汽车的性能要求。对于改性塑料材料,与汽车的零部件的耐老化、耐刮擦、以及内饰感官质量提升等方面,锦湖日丽是如何应对的,改性塑料是否有相应的成熟产品,以及应用案例等。
罗总监: 针对不同主机厂的要求,我们建立了一套相对比较完整的、与部件相关的评价体系,具体是把我们公司产品可能应用到的汽车部件进行分类,然后制定相应的评价项目,从而起到系统管理的目的。比如,我们把内饰分为IP、CNSL、DP等,外饰分为格栅、后视镜、车灯等,再根据不同主机厂的差别化要求分类评价。我们还为此推出相应的产品,以你提到的耐老化、耐刮擦以及内饰感官质量要求为例进行说明。譬如,耐光照老化方面,大众汽车外饰干热耐候标准PV3929要求ASA材料在指定氙灯照射1500h后色牢度在4级以上,普通ASA材料差距较大,为此经过大量试验研究,我们推出了高耐候ASA产品,很好符合这一要求,后成功应用在散热格栅、后视镜支架上;再譬如,耐刮擦方面,长城汽车内饰部件通常选用的普通ABS材料不能满足苛刻的试验要求,为此我们推出了符合要求的新一代PMMA合金材料,后在H6/Copper门窗升降面板上得到应用;针对内饰感官质量,如为满足低光泽(大众汽车K31皮纹要求PC/ABS材料光泽度≤4.4GU)、柔和细腻的纹理要求(PSA、广菲克),我们推出哑光PC/ABS、PA/ABS,后分别在大众汽车仪表板、PSA/广菲克仪表面板上得到了很好的应用。
AM:汽车轻量化是个永恒的主题,以塑代钢是主要路径之一,请您简要介绍一下未来以塑代钢的应用趋势有哪些。应该说国外汽车塑料应用较多,面对国内外主机厂时,产品推广与应用的差异有哪些?
罗总监:汽车轻量化确实是一个重要的课题,它也是节省能源的最有效的途径之一,有研究表明,汽车重量每减轻10%,就会节省8%-10%的燃料,质轻且性能优异的塑料在汽车轻量化方面所起到的作用越来越不可小觑。我们所理解的轻量化可从3个方面着手:低密度、薄壁化和以塑代钢。低密度比较容易理解,薄壁化是指通过提升塑料的性能使得产品壁厚减薄从而起到减重效果的;以塑代钢适用于以下情况:一种是当部件的结构复杂且机械性能要求较高时,选用高强度材料替代传统在此领域应用的金属材料,譬如长纤、碳纤改性材料等;另一种是为实现某种功能化的需要,选择符合要求的高性能材料,如PC/PBT材料具备防撞吸能而替代金属用在汽车保险杠支架、侧踏板上等等。
对于新产品推广与应用来讲,国内主机厂可能拥有自主权,更愿意进行革新、合作试验,在合作中对于材料厂家依赖相对较强,对能力要求全面且比较高;国外主机厂或者合资主机厂相对更保守、谨慎些,当进入合作阶段相对来自身系统能力较强。
编后:改性塑料是最重要的汽车轻质材料,它不仅可减轻零部件约40%的质量,而且还可以使采购成本降低40%左右,因此近年来在汽车中的用量迅速上升。近年汽车行业对塑料的迅猛需求,我国塑料产业和汽车产业已形成“一荣俱荣、一损俱损”之势。塑料业内人士将目标转向了塑料改性,使用更轻、更强、更好的汽车配件来缓解油价过高、汽车产业不景气的局面。“以塑代钢”的汽车发展正在带动着改性塑料在汽车应用中向着更广阔的领域不断开拓创新。
专家介绍:锦湖日丽研发总监罗明华,2006年东华大学材料与加工专业硕士研究生毕业。毕业后一直在上海锦湖日丽塑料有限公司从事研发工作,历任研发工程师、研发产品经理、研发部经理、研发总监。主要从事PC、ABS和PC/ABS合金等工程塑料的改性研究,发表论文10余篇,合作著书4本,近几年申请发明专利100余项,已授权50余项。在此期间,主要承担多个国家、上海市市级、区级技术开发项目。







