改性塑料在新能源汽車上的應(yīng)用
發(fā)布時間：2026-01-27 點擊：34
汽車輕量化帶動車用改性塑料需求,汽車行業(yè)已經(jīng)成為改性塑料需求增速最快的領(lǐng)域。改性塑料下游最大的應(yīng)用領(lǐng)域是家電和汽車,在汽車輕量化的帶動下汽車行業(yè)已經(jīng)成為改性塑料需求增速最快的領(lǐng)域預(yù)計未來幾年國內(nèi)車用改性塑料需求年平均增速將在15%以上。
1.改性塑料的分類
改性塑料是指通過加入合適的改性劑，經(jīng)過共混、填充、增強、共聚、交聯(lián)等物理、化學(xué)方法對通用塑料和工程塑料進行改性，以提高其韌性、強度、拉伸性、抗沖擊性、阻燃性等性能而得到的樹脂/塑料。
因此改性塑料產(chǎn)業(yè)鏈的上游是pe、pp、pvc 等合成樹脂，通過物理或者化學(xué)方法進行改性得到改性塑料樹脂，再經(jīng)過擠出、注塑、壓延等工藝得到改性塑料制品，由于其性能優(yōu)異，改性塑料制品廣泛應(yīng)用于家電、汽車、建筑等行業(yè)。
2.改性塑料產(chǎn)業(yè)鏈
根據(jù)改性后的功能，改性塑料包括阻燃樹脂類、增強增韌樹脂類、塑料合金類、功能色母類等種類，各個種類按著不同的材質(zhì)又可以細分下去，并且由于各自的性能差異，應(yīng)用領(lǐng)域也各有不同。
3.改性劑
改性劑或者也叫助劑可以分為加工助劑和功能助劑。
加工助劑是用于改善塑料的加工流變性以及成型性能的助劑，主要包括： 潤滑劑——改善基材的流動性;熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑——改善基材的熱穩(wěn)定性;分散劑——改善基材的分散性;相容劑、偶聯(lián)劑——改善基材的兼容性; 架橋劑、增粘劑——改善基材的熔融強度。
功能助劑主要用于改善基材的物理、化學(xué)特性，包括：填充劑、晶核劑——改善基材的剛性、強度;抗沖改性劑——改善基材的沖擊性;阻燃劑— —改善基材的阻燃性，改性后的材料在受到火源攻擊時，能有效的阻止、延緩或終止火焰的傳播;安定劑——改善基材的耐候性;導(dǎo)電涂料填料、抗靜電劑——改善基材的導(dǎo)電性，抗靜電劑可減輕塑料在加工和使用過程中的靜電積累，降低材料表面電阻率;可塑劑——改善基材的軟硬度;發(fā)泡劑—— 改變基材的密度;色料——改變基材的透明性、顏色。
4.一些改性劑的用途
改性方法
對樹脂進行改性的方法可以分為物理方法和化學(xué)方法，包括填充、共混、增強、共聚、交聯(lián)等等，目前主流的改性技術(shù)是以填充、共混、增強等為主的物理改性技術(shù)。填充是將礦物、改性劑等填充物與塑料共混，使塑料的收縮率、硬度、強度等性能得到改善;共混是摻入一種或多種其他樹脂、改性劑或礦物質(zhì)， 以改善原有性能;增強是將玻璃纖維等與塑料共混以增強塑料的機械強度。
改性技術(shù)
用于填充、共混、增強的改性配方一旦確定，對下游的生產(chǎn)設(shè)備的具體操作要求不高。這一技術(shù)特點決定了改性塑料生產(chǎn)的關(guān)鍵工序在于改性配方的設(shè)計，從目前的情況來看，通用型大品種改性塑料的原始配方基本處于市場公開的狀態(tài)，而高性能專業(yè)型改性塑料的配方則掌握在各細分領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)先企業(yè)手中。
改性塑料在新能源汽車上的應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域
改性塑料在阻燃性、強度、抗沖擊性、韌性等方面的性能都優(yōu)于通用塑料，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，主要應(yīng)用于家電、汽車、建筑、辦公設(shè)備、機械等領(lǐng)域，其中家電、汽車是其最大的兩個應(yīng)用領(lǐng)域，2015 年國內(nèi)改性塑料消費量已經(jīng)接近1000 萬噸，隨著科技進步和產(chǎn)業(yè)升級其下游應(yīng)用還在不斷拓展。
5.輕量化系數(shù)
車身輕量化系數(shù)l
內(nèi)飾重量的減輕可以通過多運用改性塑料來達到，車身和底盤重量的減輕除了上面所說的利用高強度鋼、鋁鎂合金外，有研究者甚至提出了全塑車身的概念，提出了集成化超輕新能源汽車的概念，超輕新能源汽車主要由驅(qū)動電池單元、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、鋁制車身框架、復(fù)合材料車身、塑化地板等組成，車身整備質(zhì)量能降低到850kg改性塑料在汽車內(nèi)外飾件上的應(yīng)用。
儀表板
目前儀表板主要有硬質(zhì)儀表板和軟質(zhì)儀表板兩種形式，軟質(zhì)儀表板一般被比較高檔的汽車采用，而大客車、貨車等車型則基本采用硬質(zhì)儀表板。儀表板一般用改性pp材料制作，改性pp中主要是以橡膠類的增韌劑和無機填充材料為主;儀表板表皮材料以pvc/abs為主，pvc在耐沖擊和耐熱性上比較弱，abs機械性能和成型加工能力比較好，并且與pvc能夠進行結(jié)合，將兩者進行組合可以形成互補。
門內(nèi)板
目前比較常用的制造門內(nèi)板的改性塑料是abs、pp，用它們制作成骨架，并且表面帶有一層緩沖層，緩沖層采用pp發(fā)泡、tpu、針織滌綸等。在通用、雪佛蘭的一些車型中，骨架、面板都采用玻璃纖維增強不飽和聚酯片狀模塑料改性塑料在功能件、結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用。
保險杠
汽車保險杠是使用改性材料的主要部件之一，目前市場上大部分的保險杠都是采用塑料制品制作而成，保險杠的面板是pp、pc/abs、pc/pbt等材料，骨架是木材或者金屬等材料，中間部分是pp發(fā)泡材料等。這類材料從環(huán)保角度看不利于回收，經(jīng)過不斷創(chuàng)新在制作保險杠面板時可以采用tpo、骨架可以用玻纖增強pp材料、中間部分可以使用發(fā)泡pp，使用相同屬性的材質(zhì)制作保險杠，在進行回收前只要進行清潔和干燥處理就可以。
燃油箱
在制作燃油箱方面，改性塑料也發(fā)揮著重要的作用，可以根據(jù)一定比例混合樹脂、粘合劑、pa等材料，然后吹塑成型。此外，還可以利用超高分子量高密度聚乙烯、共聚pa、evoh樹脂等材料制作燃料箱。
發(fā)動機進氣岐管
汽車中的進氣岐管在制作上存在一定難度，主要是因為進氣歧管的形狀比較復(fù)雜，目前改性
塑料在發(fā)動機進氣岐管的制造上大多是使用aim工藝進行制作，在克萊斯勒、凱迪拉克的一些型號的發(fā)動機中，進氣歧管就應(yīng)用了玻纖增強pa。
汽車發(fā)動機中在運行中溫度會不斷升高，所以發(fā)動機周邊的零部件必須在承受220攝氏度高溫的同時還能保持超高的強度，如果是在比較寒冷的天氣下還要有承受低溫的性能，因此一般采用pa66材料來確保塑料化零件的性能。
離合器執(zhí)行系統(tǒng)
離合器因為經(jīng)常在高溫環(huán)境下工作并且又受到壓力潤滑油劑的影響，傳統(tǒng)制造工藝中使用金屬材料，但是在不斷的試驗中，改性塑料制作離合器執(zhí)行系統(tǒng)優(yōu)勢更加明顯，在制造離合器執(zhí)行系統(tǒng)時利用50%長纖維增強黑色尼龍lfrt原材料，穩(wěn)定性更高，并且節(jié)約成本。
纖維增強塑料是樹脂和增強纖維復(fù)合而成的材料，汽車工業(yè)主要使用玻璃纖維增強熱塑性塑料，它具有密度小、易成型、設(shè)計靈活美觀、耐腐蝕、耐沖擊、抗振、隔熱隔電、易于涂裝、強度高、成本低的特點。目前玻璃纖維增強不飽和聚酯片狀模塑料碳纖維復(fù)合材料在汽車中的應(yīng)用碳纖維汽車輕量化解決方案。
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1.改性塑料的分類
改性塑料是指通過加入合適的改性劑，經(jīng)過共混、填充、增強、共聚、交聯(lián)等物理、化學(xué)方法對通用塑料和工程塑料進行改性，以提高其韌性、強度、拉伸性、抗沖擊性、阻燃性等性能而得到的樹脂/塑料。
因此改性塑料產(chǎn)業(yè)鏈的上游是pe、pp、pvc 等合成樹脂，通過物理或者化學(xué)方法進行改性得到改性塑料樹脂，再經(jīng)過擠出、注塑、壓延等工藝得到改性塑料制品，由于其性能優(yōu)異，改性塑料制品廣泛應(yīng)用于家電、汽車、建筑等行業(yè)。
2.改性塑料產(chǎn)業(yè)鏈
根據(jù)改性后的功能，改性塑料包括阻燃樹脂類、增強增韌樹脂類、塑料合金類、功能色母類等種類，各個種類按著不同的材質(zhì)又可以細分下去，并且由于各自的性能差異，應(yīng)用領(lǐng)域也各有不同。
3.改性劑
改性劑或者也叫助劑可以分為加工助劑和功能助劑。
加工助劑是用于改善塑料的加工流變性以及成型性能的助劑，主要包括： 潤滑劑——改善基材的流動性;熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑——改善基材的熱穩(wěn)定性;分散劑——改善基材的分散性;相容劑、偶聯(lián)劑——改善基材的兼容性; 架橋劑、增粘劑——改善基材的熔融強度。
功能助劑主要用于改善基材的物理、化學(xué)特性，包括：填充劑、晶核劑——改善基材的剛性、強度;抗沖改性劑——改善基材的沖擊性;阻燃劑— —改善基材的阻燃性，改性后的材料在受到火源攻擊時，能有效的阻止、延緩或終止火焰的傳播;安定劑——改善基材的耐候性;導(dǎo)電涂料填料、抗靜電劑——改善基材的導(dǎo)電性，抗靜電劑可減輕塑料在加工和使用過程中的靜電積累，降低材料表面電阻率;可塑劑——改善基材的軟硬度;發(fā)泡劑—— 改變基材的密度;色料——改變基材的透明性、顏色。
4.一些改性劑的用途
改性方法
對樹脂進行改性的方法可以分為物理方法和化學(xué)方法，包括填充、共混、增強、共聚、交聯(lián)等等，目前主流的改性技術(shù)是以填充、共混、增強等為主的物理改性技術(shù)。填充是將礦物、改性劑等填充物與塑料共混，使塑料的收縮率、硬度、強度等性能得到改善;共混是摻入一種或多種其他樹脂、改性劑或礦物質(zhì)， 以改善原有性能;增強是將玻璃纖維等與塑料共混以增強塑料的機械強度。
改性技術(shù)
用于填充、共混、增強的改性配方一旦確定，對下游的生產(chǎn)設(shè)備的具體操作要求不高。這一技術(shù)特點決定了改性塑料生產(chǎn)的關(guān)鍵工序在于改性配方的設(shè)計，從目前的情況來看，通用型大品種改性塑料的原始配方基本處于市場公開的狀態(tài)，而高性能專業(yè)型改性塑料的配方則掌握在各細分領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)先企業(yè)手中。
改性塑料在新能源汽車上的應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域
改性塑料在阻燃性、強度、抗沖擊性、韌性等方面的性能都優(yōu)于通用塑料，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，主要應(yīng)用于家電、汽車、建筑、辦公設(shè)備、機械等領(lǐng)域，其中家電、汽車是其最大的兩個應(yīng)用領(lǐng)域，2015 年國內(nèi)改性塑料消費量已經(jīng)接近1000 萬噸，隨著科技進步和產(chǎn)業(yè)升級其下游應(yīng)用還在不斷拓展。
5.輕量化系數(shù)
車身輕量化系數(shù)l
內(nèi)飾重量的減輕可以通過多運用改性塑料來達到，車身和底盤重量的減輕除了上面所說的利用高強度鋼、鋁鎂合金外，有研究者甚至提出了全塑車身的概念，提出了集成化超輕新能源汽車的概念，超輕新能源汽車主要由驅(qū)動電池單元、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、鋁制車身框架、復(fù)合材料車身、塑化地板等組成，車身整備質(zhì)量能降低到850kg改性塑料在汽車內(nèi)外飾件上的應(yīng)用。
儀表板
目前儀表板主要有硬質(zhì)儀表板和軟質(zhì)儀表板兩種形式，軟質(zhì)儀表板一般被比較高檔的汽車采用，而大客車、貨車等車型則基本采用硬質(zhì)儀表板。儀表板一般用改性pp材料制作，改性pp中主要是以橡膠類的增韌劑和無機填充材料為主;儀表板表皮材料以pvc/abs為主，pvc在耐沖擊和耐熱性上比較弱，abs機械性能和成型加工能力比較好，并且與pvc能夠進行結(jié)合，將兩者進行組合可以形成互補。
門內(nèi)板
目前比較常用的制造門內(nèi)板的改性塑料是abs、pp，用它們制作成骨架，并且表面帶有一層緩沖層，緩沖層采用pp發(fā)泡、tpu、針織滌綸等。在通用、雪佛蘭的一些車型中，骨架、面板都采用玻璃纖維增強不飽和聚酯片狀模塑料改性塑料在功能件、結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用。
保險杠
汽車保險杠是使用改性材料的主要部件之一，目前市場上大部分的保險杠都是采用塑料制品制作而成，保險杠的面板是pp、pc/abs、pc/pbt等材料，骨架是木材或者金屬等材料，中間部分是pp發(fā)泡材料等。這類材料從環(huán)保角度看不利于回收，經(jīng)過不斷創(chuàng)新在制作保險杠面板時可以采用tpo、骨架可以用玻纖增強pp材料、中間部分可以使用發(fā)泡pp，使用相同屬性的材質(zhì)制作保險杠，在進行回收前只要進行清潔和干燥處理就可以。
燃油箱
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發(fā)動機進氣岐管
汽車中的進氣岐管在制作上存在一定難度，主要是因為進氣歧管的形狀比較復(fù)雜，目前改性
塑料在發(fā)動機進氣岐管的制造上大多是使用aim工藝進行制作，在克萊斯勒、凱迪拉克的一些型號的發(fā)動機中，進氣歧管就應(yīng)用了玻纖增強pa。
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離合器因為經(jīng)常在高溫環(huán)境下工作并且又受到壓力潤滑油劑的影響，傳統(tǒng)制造工藝中使用金屬材料，但是在不斷的試驗中，改性塑料制作離合器執(zhí)行系統(tǒng)優(yōu)勢更加明顯，在制造離合器執(zhí)行系統(tǒng)時利用50%長纖維增強黑色尼龍lfrt原材料，穩(wěn)定性更高，并且節(jié)約成本。
纖維增強塑料是樹脂和增強纖維復(fù)合而成的材料，汽車工業(yè)主要使用玻璃纖維增強熱塑性塑料，它具有密度小、易成型、設(shè)計靈活美觀、耐腐蝕、耐沖擊、抗振、隔熱隔電、易于涂裝、強度高、成本低的特點。目前玻璃纖維增強不飽和聚酯片狀模塑料碳纖維復(fù)合材料在汽車中的應(yīng)用碳纖維汽車輕量化解決方案。
全文|珠海市固體廢物污染防治三年行動計劃（2018—2020年）
產(chǎn)能縮減 玻璃價格提升
震驚！海洋塑料與浮游生物比例為1:2
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