汽车材料发展——车用聚氨酯

放大  缩小 日期:2012-08-01     评论:0      
核心提示:无论是最早的只能跑十几公里的三轮汽车,还是如今的混合动力车;无论是原来的木质车身、黑皮帆布,还是现在的各种高精尖技术综合一
 无论是最早的只能跑十几公里的三轮汽车,还是如今的混合动力车;无论是原来的木质车身、黑皮帆布,还是现在的各种高精尖技术综合一身的高档跑车。汽车业从来没有停止甚至放慢过前进的脚步。人类追求便捷、速度、探询远方世界的心从未疲惫。而在这条不断发展、不断革新的路上,不断地有新材料涌现出来,在汽车制造业中发挥这自己的力量。

随着汽车工业的发展,节能和环保已成为汽车制造的主要课题。聚氨酯材料作为塑料材料中性能十分宽泛、优良的代表,越来越受到人们的关注,使用量不断加大。聚氨酯材料作为高分子材料之一在汽车零部件中得到了广泛的应用,除汽车内饰件、外装件外,还用于制造各种结构件和功能件,聚氨酯与聚丙烯、聚氯乙烯已成为汽车上三种用量最大的塑料品种。 聚氨酯泡沫材料在汽车工业中的应用随着中国汽车工业飞速发展,尤其是轿车产量的快速增加;PU制品在汽车内、外饰件上的应用量日益增大。尤其聚氨酯泡沫在汽车坐垫、NVH系统均有大量应用。

中国汽车工业协会秘书长董扬在2009年上半年汽车产销发布会上表示,将把全年汽车销量1020万辆的预测调高至1100万辆。其中轿车总量预计超过500万辆。按平均用量计算,仅汽车工业消耗聚氨酯泡沫总量约25-27万吨。其中,一些车型中每个座椅(坐垫、靠背)的模塑泡沫重量达到3.3-4公斤,仅此一项,每年消耗聚醚多元醇10-13万吨,消耗TDI 6.3-7.5万吨。另外,半硬泡、自结皮泡沫在汽车仪表盘、方向盘中应用较广;单个制品总量在1.5-2公斤,仅此两项每年消耗聚醚多元醇1.3- 1.5万吨,粗MDI及改性MDI约1.0-1.3万吨。 PU泡沫在汽车隔音、防震、内饰系统中也大量使用;并呈现逐渐替代其他工程塑料。

聚氨酯能够成为主要的汽车材料,主要因为其多功能的纤维技术、泡沫性能、粘合特性、抗刮擦性能(比如TPU)、抗紫外性能(aliphatics)以及适中的成本等。

全球汽车制造业对聚氨酯的使用量超过100万吨,其中聚氨酯泡沫塑料占60%,国外一辆普通轿车的用量约为22kg左右。汽车工业常用的聚氨酯制品形态主要有硬质、半硬质、软质泡沫和聚氨酯弹性体、胶粘剂、涂料等。

下面简单介绍一下,聚氨酯各个制品形态在汽车中的应用

聚氨酯软质块状泡沫及模塑泡沫塑料

聚氨酯软质泡沫及模塑泡沫塑料因其具有韧性好、压缩永久形变小、回弹快等特点,可用于遮阳板、前导块镶条、车内四角装饰、车门内饰、中心立柱装饰、隔音垫、空气滤清器、密封垫及条顶蓬内衬、座椅、座垫、靠背、头枕等部件。

半硬质聚氨酯泡沫塑料

半硬质聚氨酯泡沫塑料的特点是具有较高的压缩负荷、突出的减振性能,所以广泛应用于止推垫、柱状物、仪表盘、喇叭盖、扶手、头枕、遮阳板、阻尼层(地板背衬),其中仪表盘是半硬质聚氨酯泡沫塑料在汽车部件中的很典型的应用。

硬质聚氨酯泡沫塑料

硬质聚氨酯泡沫塑料具有隔热性能出色、强度高、阻燃性好、尺寸稳定、耐化学药品等性能,常用作豪华客车和冷藏车车厢的保温材料、车门内衬及内装板、座椅靠背盖壳、加工性内饰件、空调风管、油浮子以及发动机隔热罩。

整皮泡沫塑料

整皮泡沫塑料主要用于扶手、头枕、方向盘、保险杠、仪表板、喇叭盖、扰流板、变速手柄。

RIM(RRIM)制品

RIM(RRIM)制品——RIM即反应注射成型,是把多种高反应活性的液体原料通过混合头,注射到密闭模具中进行反应而成型得到制品的工艺方法,在此基础上还发展了增强反应注射成型(RRIM)和结构反应注射成型(SRIM)主要应用于保险杠、挡泥板、侧防护条、扰流板、格栅、内饰件、仪表板、方向盘、大灯壳、后灯、缓冲件、车内转角立柱、车门扶手、散热器格栅、阻流板、防护罩格栅、行李箱、底板、车门外板。近年来国外PRIM技术又做了更新和改进,采用增强材料预置于模具中强化制品的物理性能,使RIM制品有了更大的应用范围和发展潜力。

聚氨酯弹性体

聚氨酯弹性体是一类综合性能优良的材料,模量一般介于塑料和橡胶之间,既具有塑料的高硬度又具有橡胶的高弹性,以及优异的耐磨性、抗振动性、耐油性、耐疲劳性等特点,其加工方法多样,新技术新品种不断涌现,应用前景将十分广阔。聚氨酯弹性体可分为浇注型弹性体和热塑性弹性体两种。其中浇注型弹性体可用于减震缓冲块、手柄轴密封圈、滑块、轴承、万向节、门锁件。而热塑性弹性体则可用于弹性零件、板簧隔热、齿条罩、车门部件、保险杠护板、顶衬、车窗件、装饰护条、传送皮条、输油输气管路。此外,聚氨酯轮胎一般采用浇注工艺制造,其结构同目前生产的橡胶轮胎有很大的区别。全聚氨酯充气轮胎的胎体和胎面分别用不同模量的聚氨酯弹性体制作,以适应轮胎不同部位的性能要求。此外,采用子午胎胎体与聚氨酯胎面组成的复合轮胎,既能保持子午胎滚动阻力小、安全舒适性高的优点,又具有聚氨酯弹性体耐磨、无污染的特点,这种复合轮胎的行驶里程比普通轮胎能够提高1~5倍。

聚氨酯胶粘剂

聚氨酯胶粘剂是多元异氰酸酯和多元醇反应的产物,因其主体树脂分子中含有大量极性基团和活性反应基团,可对多种基材(如金属、塑料、木材、织物、玻璃等)有极好的粘接性,并能常温固化。使用不同原料配制聚氨酯胶粘剂,可以得到从柔软到坚硬的一系列不同硬度的胶粘剂,能满足不同基材粘接和使用条件的要求。聚氨酯胶粘剂还有一些特殊的优点,如极好的耐寒性、耐油性、耐磨性等。在汽车上应用最为广泛的聚氨酯胶粘剂主要有装配挡风玻璃(前挡风玻璃、侧窗和后窗)用单组分湿固化聚氨酯密封胶;粘接玻璃纤维增强塑料(FRP)和片状模塑复合材料(SMC)的结构胶粘剂、内装件用双组分聚氨酯胶粘剂及水性聚氨酯胶等。

 
 
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