近年來, 關於汽車輕量化的話題再度熱起來, 在宣導節能減排的大趨勢下, 汽車輕量化正成為一股全球風潮。 目前的輕量化技術, 主要圍繞以下兩個方向:
1、在使用材料不變的情況下, 對汽車結構和材料的加工工藝進行優化設計;
2、尋找能夠滿足使用要求的更輕的材料。 低密度PP、薄壁注塑PP和微發泡PP正是順應這兩個方向進行開發的。
低密度“低密度PP”是指在聚丙烯體系中加入少量填充物, 通過改性使其達到高填充聚丙烯的收縮率、力學及耐熱等性能, 從而實現減重。 下面以廣東圓融的低密度PP為例,
表1 圓融低密度PP減重實例物性
低密度+薄壁化
“薄壁化PP”是指高流動、高模量和高韌性的PP材料, 俗稱“三高”材料。 如果將低密度PP的力學性能提升至“三高”物性水準, 並應用於薄壁化製件, 這樣可將製件的輕量化更進一步。
低密度PP由於粉體填充少,
目前越來越多主機廠在大力推動保險杠和門板等汽車主流製件的輕量化, 低密度+薄壁化方案將大有用武之地, 下圖是廣東圓融部分典型案例。 低密度+薄壁化方案可以使製件的減重幅度進一步擴大, 成型週期進一步縮短。 以上述低密度材料為例, 某車型的保險杠, 通過模具薄壁化實現減重14%, 採用低密度材料可以減重8.5%(相對TD20), 整體製件減重幅度可達20%以上,
表2 圓融低密度PP“三高”物性
低密度+微發泡
“微發泡PP”是指以聚丙烯材料為基體, 通過注塑工藝, 在氣體內壓的作用下, 使製品中間層密佈封閉微孔而兩側有著緻密的表皮結構, 從而達到省料和減重的目的。
廣東圓融通過合理控制表層結晶速率、發泡量和發泡速率等關鍵參數, 在不需要更改注塑設備和模具、不需要增加反壓裝置的情況下, 即可實現製品減重6-10%, 同時外觀良好、尺寸穩定、物性保持率高。
表3 圓融微發泡PP物性衰減情況
微發泡門板截面圖和外觀情況
當微發泡PP的減重幅度在8%以內, 其力學性能的衰減可控制在10%左右(衰減的力學性能可以在配方設計時就預留出來), 並可結合低密度方案對製件進一步減重, 以達到理想的減重幅度。 以下是手套箱內襯的案例, 結合低密度材料和微發泡方案可實現製件減重17%左右。