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改性塑料在汽车行业应用广泛且历史长远。汽车领域的应用要求较高、难度较大属于改性塑料行业的高端市场。随着新能源汽车强势增长及汽车工业向轻质、节能、环保等发展,我国改性塑料将迎来巨大的机遇。根据思瀚产业研究院统计,2020年汽车生产用改性塑料市场需求量为431.3万吨,同比增长3.01%,预计2026年汽车用改性塑料需求总量约为598万吨,发展空间广阔。
以PC为基材的生产的各类改性工程塑料材料凭借其密度低、强度高、成型工艺性能良好的特点,在汽车内饰、外饰、电子电气以及动力总成等各方面应用更加广泛。
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聚碳酸酯介绍
聚碳酸酯(PC)是一类在分子链中含有碳酸酯结构的高分子聚合物的总称。按分子链上基团分类,可分为脂肪族、芳香族或脂肪芳香族聚碳酸酯。它是一类综合性能优良的热塑性工程塑料,在热塑性塑料中具有较高的冲击强度和良好的透明性,能在较宽的温度范围内仍保持很高的机械强度、良好的电性能、较高的尺寸稳定性,同时加工方便,广泛应用于汽车、建材、包装、照明等领域。
它是一类综合性能优良的热塑性工程塑料,在热塑性塑料中具有较高的冲击强度和良好的透明性,能在较宽的温度范围内仍保持很高的机械强度、良好的电性能、较高的尺寸稳定性,同时加工方便,广泛应用于汽车、建材、包装、照明等领域。汽车领域,PC主要应用于汽车照明系统和内外饰中,在智能化中控系统也有相应的应用。PC通过增韧、增强、阻燃、合金化等改性,其阻燃性和强度等性能可显著提高,其改性材料广泛应用于汽车零部件、OA产品、电子电器产品等。
02 PC应用于车窗
具有光学特性的聚碳酸酯以其独特的耐冲击性、耐候性、质量轻、强度高等特性不断冲击着传统车窗玻璃的地位。与传统汽车无机玻璃相比,聚碳酸酯材料的优势与劣势都相当明显,其优势是:更加轻量化、可设计性强、韧性更高;通过聚碳酸酯改性技术,可应用于汽车后三角窗、后风挡玻璃窗、层叠式天窗和全景天窗等地方。随着产品性能和制造工艺的不断完善,塑料车窗正在向着模块化的方向发展,全景塑料天窗采取模块化设计,集成了刹车指示灯、室内照明灯、线束、天线等,设计自由度高,可以充分发挥塑料车窗的优势。当然PC也存在一定的不足:
1、耐候性不如无机玻璃;
2、耐磨、耐刮擦性不如无机玻璃;
3、拉伸模量与无机玻璃区别明显;
针对PC的这些缺点,一方面可以通过与其他有机物共聚、均聚、共混来克服;另一方面需要优化模具和工艺设计;另外针对耐候性和耐磨性的不足,进行镀层处理,提升耐刮擦及耐候性。
03 PC应用于汽车内外饰
改性聚碳酸酯改性PC由于具有优异的耐热性、耐冲击性、刚性和良好的加工流动性,在汽车上主要用于汽车内饰和外饰。用途最为广泛的是PC/ABS合金和PC/PBT合金。PC/ABS合金还用来制造汽车仪表板周围部件、防冻板、车门把手、引流板、托架、转向柱护套、装饰板、空调系统配件等汽车零部件。PC/PET合金可制作汽车排气口和牌照套。PC/ABS合金也可以制作汽车外装件,如汽车车轮罩、反光镜外壳、尾灯罩等。PC/ABS具有良好的成型性,可加工汽车大型部件,如汽车挡泥板。
门板饰条 门板饰条、内门拉手及开关控制台等主要选用PC/ABS、电镀PC/ABS、耐热ABS等。其中,PC/ABS树脂是车内门把手发展最快、应用最广的材料。此款合金具有PC的高强度和ABS的易电镀性能,主要分为电镀和喷涂两种类型,经过电镀的PC+ABS材料制作的门把手表面更具金属感,看起来更高档。目前,这款材料仍然是国内把手材料的主流。 进气格栅 04 PC应用于新能源汽车电池保护外壳和充电桩外壳
聚碳酸酯在新能源汽车上的应用除了车灯、车窗和内外饰外,在电池保护外壳和充电桩外壳等方面也有大量应用。
模组外壳塑料趋向轻量化和设计集成化方向发展,这要求材料具有更好的力学性能,也应具备更易成型为薄壁件的特性。PC/ABS合金是模组外壳塑料的首选材料之一,其耐热性和耐候性满足了新能源汽车模组外壳的使用要求。
新能源汽车充电桩
充电桩基本上都在室外,需要经历风吹、日晒、雨淋等,应用在充电桩上的工程塑料须具有良好的机械性能、环保阻燃性、长期耐候性、良好的绝缘性、耐高低温沖击性、良好的着色性等要求。经阻燃改性后的PC/ABS、PC/ASA、PC/PBT是可满足充电桩壳体和枪壳体的选择要求。
随着汽车轻量化成全球发展趋势,要满足汽车行业不断变化的需求,材料组合将发挥作用,通过聚碳酸酯在汽车领域的创新应用研究,未来汽车将更加美观和智能化。