The aPPlication of the materials in the bezel of automobile combination headlamp
ZHAO Yong Li Zhongbing Shi Rongbo
（Automotive Engineering Research Institute, Chery Automobile CO., LTD Wuhu, 241009）
【ABStract】Bezel was one of the important parts of combination headlamp. And the select of its material is significant to the apPEarance, performance and cost of the combination headlamp. In this paper，the application of PC、PA66、PBT in the bezel was analyzed. The application situation and existent issue of unpainted PBT was discussed, too. And it was also recommended in detail that strict controls should imposed on mould and technology in order to ensure the eligibility ratio and the quality stability of the bezel.
饰圈材料对耐热、表面处理、成型等性能的要求高，其材料种类选用比较少，目前主要有PC、PBT、PA66等。这几种材料性能比较如下：
表1 PBT、PC、PC-HT、PA66与PBT+PET-M20性能对比
|
项目 |
PC |
PC-HT |
PA66 |
PBT |
|
|
PBT |
PBT/PET-M20 |
||||
|
密度 |
++ |
++ |
+ |
O |
- |
|
材料成本 |
+ |
- |
++ |
+ |
++ |
|
热稳定性 |
- |
+ |
++ |
+ |
++ |
|
金属涂覆性 |
+ |
+ |
O |
++ |
O |
|
加工性 |
O |
- |
++ |
+ |
++ |
|
雾度值 |
++ |
++ |
- |
+ |
- |
|
吸水率 |
++ |
++ |
- |
++ |
++ |
|
尺寸稳定性 |
++ |
++ |
- |
O |
+ |
++—优 +—良 O—中 -—差
2.1 PC在饰圈上的应用
之前PC（通用PC、PC-HT）材料一直占据装饰圈材料市场的主导地位，普通PC因其耐热性低，一般用在空间大、散热好的组合前灯饰圈上；而PC-HT材料优异的耐热性能，除空间大的组合前灯外，还可应用在紧凑型及集成雾灯的组合前灯的饰圈上。此外PC材料尺寸稳定性好，熔融时表面张力大，产品表面好，模具要求低，可进行直接镀铝。但加工流动性差，易产生应力集中，材料成本高昂。
2.2 PA66在饰圈上的应用
PA66良好的耐热性、成型性及二次加工性，在饰圈材料市场占有一席之地。PA66材料0.45MPa负荷下热变形温度为210
2.3 PBT在饰圈上的应用
PBT是一种结晶性、高分子量的聚合物，具有优良的物性和加工性的平衡。长期耐热性能好，在0.45MPa负荷下可达
3 免底漆饰圈PBT材料应用
3.1 材料应用
PBT类用于饰圈的改性材料，是国内外的供应商近几年刚刚推出的新材料，相对于PC-HT材料属于不成熟产品，每家供应商的材料配方体系不同。国外的公司有沙伯、巴斯夫、朗盛、杜邦、帝斯曼、宝理、东丽，国内的公司有苏州普立万、上海聚威、上海锦湖日丽等等。这些公司虽然他们材料配方均不同，但基本可以将他们分为两类，20%左右矿物填充PBT和无填充PBT。20%左右矿物填充PBT装饰圈材料在进行镀铝前需增加喷涂底漆工序。随之带来一些问题，如产品生产工艺环节复杂，不良率增大；生产周期延长，系统成本增加；底漆溶剂挥发对环境的污染；无法达到一些特殊设计效果（如皮纹设计）[5]。而无填充的PBT不但可以做免底涂产品，同时也能达到一些特殊视觉效果，良好的耐热性、环保性及较低的成本使得其成为未来饰圈材料的重要市场方向。
无填充的PBT，直接镀铝目前面临的最大问题：（1）模具的表面效果，（2）材料本身的挥发性。由于PBT材料结晶化快速、流动性较好，容易复制模具表面的一些缺陷，根据模具工程师的经验，如果需要制作免喷漆产品，模具表面要求镜面效果，抛光度需要达到3000度以上。另外PBT材料本身在高温下会产生低分子量的添加剂物质，例如油脂类等等，注塑时吸附在模具表面，从而也会黏附到下一模产品的表面，制品件上肉眼无法察觉，镀铝后会呈现无规则白雾状，造成制品报废。目前，大部分的材料供应商还无法解决PBT材料挥发物问题以及提供可以满足镀铝要求的挥发性数据。
表2 市场上应用典型的免底漆PBT材料
|
项目 |
单位 |
B4520 B4560 |
V2000DM |
CE2055 |
KU2-7003 |
85Z/85X |
HEB4010 |
|
密 度 |
g/cm3 |
1.30 |
1.32 |
1.31 |
1.30 |
1.32 |
1.32 |
|
模具收缩率 |
% |
2.0 |
2.2 |
1.8-2.0 |
1.7 |
1.0-1.6 |
1.8-2.2 |
|
熔融指数 ( |
cm3/10min |
28 |
32 |
50 |
60 |
68 |
60 |
|
弯曲模量 |
MPa |
2500 |
2800 |
2600 |
2600 |
2650 |
2900 |
|
拉伸强度 |
MPa |
60 |
59 |
60 |
55 |
59.4 |
57 |
|
延伸率 |
% |
--- |
--- |
30 |
--- |
38 |
10 |
|
缺口冲击强度 |
KJ/m2 |
6 |
4.3 |
3.5 |
|
4.26 |
--- |
|
热变形温度（0.45MPa） |
℃ |
160 |
161 |
150 |
160 |
191 |
195 |
3.2 模具及工艺
在开发饰圈产品上，除材料本身挥发物要求外，对于模具开发、模具维护和生产控制方面都有严格的限制要求，模具及工艺要求的优劣直接影响装饰圈产品的合格率。
PBT的模具、工艺及模具保养要求如下表。
表3模具、生产及模具维护要求
|
模具要求 |
浇口的设计 |
浇口周边更少的剪切速率，采用扁平的扇形浇口 |
|
模具钢材的选择 |
模具钢材的选择 铬合金或不锈钢 具有较好抛光性能，表面抛光度达到3000如H13 ESR 2342ESR NAK80 |
|
|
模具表面处理 |
无尘室表面抛光，10000#钻石膏打磨镜面级别效果 |
|
|
排气系统 |
充分有效的外置排气系统，热流道，模温整体受控，模仁、滑块要求通水路 |
|
|
锥度 |
建议在1-2°，制品壁厚越小，拔模角度越大。 |
|
|
工艺要求 |
合理的温度：注塑温度 235 保压时间要达到注塑周期的一半。 零件静电除尘，放在除尘箱60s 5-6模后干布擦拭模具表面油污 |
|
|
保养要求 |
1500模后小保养，钻石膏保养 6000模大保养，清洗毛屑，精光室钻石膏保养 |
|
4 结论
综上所述，组合前灯饰圈当前主要应用材料为PC、PA66、PBT, 而免底涂的PBT材料将成为未来饰圈材料的发展方向，饰圈采用免底涂PBT材料生产过程简化、免底涂环保，同时在量产车型的基础上，大批量生产系统成本降低，具有很好的性价比。只有严格控制模具加工要求，加强生产工艺控制，才能保证产品的合格率和质量稳定性。
参考文献
[1] 黄佐贤. 现代汽车灯具[M]. 2002.10: 6-7
[2] 李尹熙，王力，韩庆国. 汽车用非金属材料[M]，北京理工大学出版社，1999.8: 126-127
[3] 周达飞，吴张永，王婷兰. 汽车用塑料-塑料在汽车中的应用[M]. 北京化学工业出版社，2003.8：173，183，189
[4] 傅旭. 树脂与塑料[M]，化学工业出版社，2005.3: 432
[5] 李强，罗明华，王斌. PBT/PET车灯材料的开发与应用[J].汽车制造业, 2008, 3: 36-37
