顆粒在線訊:《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展技術(shù)路線圖》指出,2020年、2025年、2030年單車重量需分別較2015達到年減重10%、20%、35%。推行力度之大,讓眾多企業(yè)倍感壓力,特別是代表“清潔能源”的新能源汽車,必然要起到帶頭作用。
車用塑料的優(yōu)勢不需贅述,但必須意識到,消費者對車用塑料的使用安全依然存在抵觸心理。比如使用塑料尾門的汽車廠商,日產(chǎn)、沃爾沃等企業(yè)鮮有宣傳其功效。
此外,疫情也讓消費者越發(fā)關(guān)注汽車健康安全。按照不同內(nèi)飾零部件的重量劃分,車內(nèi)空氣中二甲苯含量貢獻最大的零件是表面噴涂的儀表板上蓋板,其次是立柱護板和踏腳墊,降低塑料件VOC勢在必行。
車用塑料使用需平衡汽車安全
在節(jié)能與環(huán)保雙重因素的推動下,中國汽車制造業(yè)在內(nèi)飾領(lǐng)域已經(jīng)基本實現(xiàn)塑料化。新的發(fā)展路線上,汽車輕量化的主流思路是針對外覆蓋件進一步進行塑料化,比如此前少有的塑料發(fā)動機蓋、塑料前翼子板等已有采用趨勢。
吉利知豆D2新能源電動汽車塑料前翼子板
綜合輕量化和安全需求,塑料發(fā)動機蓋是極好的新發(fā)展領(lǐng)域。這是因為受行人保護要求,塑料發(fā)動機蓋能有效降低頭部傷害。面對更大能量的碰撞,塑料發(fā)動機蓋的使用還能有效緩解發(fā)動機蓋整體后移,擊碎前風擋,造成車內(nèi)乘員傷害問題。
同樣是解決此問題,金屬材質(zhì)的發(fā)動機蓋所使用的內(nèi)板折彎通道設(shè)計,沖壓工藝復雜,成本高。如今,塑料發(fā)動機蓋已經(jīng)在一些新能源車上小范圍使用。輕量化與安全是相互博弈的過程,正因此,位于中部的乘員區(qū)域在輕量化的使用上比較謹慎,從現(xiàn)有的嘗試看,并不十分理想。比如理想ONE的多次斷軸事件,雖沒有證據(jù)證明與此下擺臂材料直接相關(guān),但置于此結(jié)構(gòu)上的球銷已經(jīng)明確會進行更換。
但根據(jù)輕量化發(fā)展需要,在前后潰縮吸能區(qū)塑料化后,中部的乘員區(qū)必然要有所貢獻。根據(jù)最新的技術(shù)展示看,未來電池包會是熱點。比如朗盛開發(fā)的Durethan BKV45FN04,具有45%重量的玻璃纖維增強材料,并且在高電壓下具有耐電痕性,適用于電池框架、端板和高壓連接器等部件。
要說明的是,現(xiàn)今電動汽車自燃事件頻發(fā),防火要求凸顯,其中具有阻燃性特質(zhì)的產(chǎn)品將在新能源領(lǐng)域發(fā)揮大作用。除Durethan BKV45FN04外,比如巴斯夫推出的Ultramid阻燃型產(chǎn)品也有良好的表現(xiàn)。包括C3U、A2X2G5、A3X2G5、A3X2G7、A3X2G10、B3UG4和KR4365G5,能夠應(yīng)用于防火安全性及耐電痕性要求較高的電氣組件。
環(huán)保型塑料降低VOC
在滿足了防碰撞、防火這些“硬安全”外,“軟安全”也同樣重要。常用的汽車內(nèi)飾塑料有ABS、PC、PP、PVC、PU、POM等,為減少這些常規(guī)塑料對汽車VOC的影響,往往在塑料的生產(chǎn)源頭就加以控制,改進的方法有工藝調(diào)整、助劑選擇、溶劑及單體控制等。
除此外,根據(jù)最新發(fā)展,以下材料的使用將有比較大的前景。
免噴涂塑料
免噴涂材料在汽車上的應(yīng)用案例,最奪人眼球的當屬Smart。它的車身外覆蓋件大量采用Sabic公司Xenoy PC/PBT樹脂面板,并且采用了免噴涂工藝。免噴涂材料豐富的色彩、表面光澤度高等特點,在這款車上得到充分展露。
免噴涂材料應(yīng)用范圍廣,在內(nèi)、外飾件上均可有所應(yīng)用。目前免噴涂塑料技術(shù)還不算很成熟,從環(huán)保角度看是一項很有前瞻性的技術(shù)領(lǐng)域。
國內(nèi)有這項技術(shù)的公司不多,比如普利特、五行科技、金發(fā)等。比如金發(fā)推出的金屬漆和珠光效果免噴涂材料可應(yīng)用在保險桿底護板、裙擺、防擦條、輪眉、裝飾條和內(nèi)門把手等。
生物基塑料
生物塑料指以淀粉等天然物質(zhì)為基礎(chǔ)在微生物作用下生成的塑料,它具有可再生性,因此十分環(huán)保。
2017年,荷蘭埃因霍溫理工大學生物汽車團隊發(fā)布出了一款可降解汽車Lina,這款車除車輪和懸架系統(tǒng)外均使用由亞麻和甜菜制成的生物基復合材料,它的最大特點是可實現(xiàn)生物降解和輕量化。
目前汽車行業(yè)應(yīng)用較多的生物基可降解塑料包括聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸類高分子(PHAs)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等,比如PLA可用于制作進氣格柵、PHAs可用于制作汽車腳墊、改性PBS可用于制作車門內(nèi)飾條。
根據(jù)ResearchAndMarkets.com提供的一份題為“2021年生物塑料和生物聚合物全球市場”的報告指出。盡管全球環(huán)保意識不斷增強,但生物塑料目前僅占每年3.65億噸塑料產(chǎn)量的1%左右(雖其年增長率為30%),生物基塑料還有廣闊的發(fā)展前景。
部分塑料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
聚丙烯(PP)
現(xiàn)在典型的乘用車中,PP塑料部件占60多個。PP汽車零部件主要品種有:保險杠、蓄電池外殼、儀表板、門內(nèi)飾板、方向盤等。PP在汽車用塑料部件中占比最大。
聚乙烯(PE)
通過對高密度PE和低密度PE樹脂的接枝改性和填充增韌改性,得到具有柔韌性、耐候性和涂裝性能的系列改性PE合金材料。PE材料主要采用吹塑方法來生產(chǎn)燃油箱、通風管、導流板和各類儲罐等。
ABS樹脂
ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三個單體的三元共聚物,可用于制作汽車外部或內(nèi)部零件如儀表殼體、制冷和采暖系統(tǒng)、工具箱、扶手、散熱器柵板以及儀表板表皮、行李箱、雜物箱蓋等。
聚酰胺(PA)
俗稱尼龍,具有很高的耐沖擊強度、耐摩擦磨耗特性、耐熱性、耐化學藥品性、潤滑性和染色性。pa可應(yīng)用在汽車發(fā)動機周圍的苛刻環(huán)境下。
聚甲醛(POM)
具有優(yōu)良的耐摩擦磨耗特性、長期滑動特性、成型流動性和表面美觀、光澤特性,也適用于嵌件模塑。汽車底盤襯套等廣泛采用聚甲醛型三層復合材料。
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