汽車內(nèi)外飾材料的選用成為汽車工業(yè)重要的課題

車用塑料有很多以往傳統(tǒng)材料沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在重量輕、有良好的外觀裝飾效果、有多種實(shí)際應(yīng)用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、節(jié)約能源，可持續(xù)利用等各方面。

在汽車外裝件上的應(yīng)用是為了以塑代鋼，減輕汽車自重。主要應(yīng)用包括：保險(xiǎn)杠、擋泥板、車輪罩、散熱器格柵、擾流板等。

在汽車內(nèi)裝件上的應(yīng)用是為了安全、環(huán)保和舒適。主要應(yīng)用包括：儀表板、車門內(nèi)板、副儀表板、雜物箱、座椅后護(hù)板等。

結(jié)構(gòu)件和功能件主要采用高強(qiáng)度的工程塑料，主要應(yīng)用包括：油箱、散熱器水室、空濾器殼體、風(fēng)扇葉片等。

汽車輕量化的主要途徑主要在生產(chǎn)制造上采用輕質(zhì)材料、創(chuàng)新加工工藝和優(yōu)化汽車結(jié)構(gòu)。輕質(zhì)材料的應(yīng)用研究表明：采用多材料結(jié)構(gòu)不僅能減輕汽車重量，還能改善其性能。

塑料由于具有密度小、耐腐蝕、隔音隔熱等特性，汽車上應(yīng)用比較多車門外板、擋泥板、座椅支架、手柄、車身內(nèi)外飾等。采用廢舊塑料為原料，車身不用油漆，不僅循環(huán)利用材料而且減輕了汽車重量。實(shí)現(xiàn)以塑代鋼，如門內(nèi)板實(shí)現(xiàn)塑料模塊化。在滿足要求的條件下優(yōu)先選擇用密度更低的材料。利用微發(fā)泡技術(shù)，進(jìn)一步降低材質(zhì)的密度，開(kāi)發(fā)高流動(dòng)、高剛性的材料降低產(chǎn)品壁厚。

汽車內(nèi)飾材料的選用有哪些標(biāo)準(zhǔn)？

汽車內(nèi)飾材料的選用， 除了整體的美觀大方之外，最主要的就是選擇低 VOC 散發(fā)的材料，避免這種"隱形殺手"的存在，塑料件舒適安全、低 VOC。

2015 年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《中國(guó)制造 2025》中已明確將碳纖維及其復(fù)合材料汽車零部件技術(shù)作為節(jié)能與新能源汽車領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。2017 年 1 月 1 日起，全國(guó)開(kāi)始實(shí)施更加嚴(yán)格的國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)汽車的排放量提出了更高的要求。而在 2020 年 1 月 1 日起，歐盟范圍內(nèi)所銷售的 95%新車的二氧化碳平均排放水平必須由目前的 130g/km 減少到 95g/km 以下。

對(duì)于安全環(huán)保來(lái)說(shuō)，主要是選用環(huán)保材料提高整車空氣質(zhì)量，減少 VOC 氣體對(duì)人體的危害；而針對(duì)舒適性來(lái)講主要是實(shí)現(xiàn)內(nèi)飾的高級(jí)化、軟飾化，個(gè)性化。

目前汽車輕量化途徑有研發(fā)使用輕質(zhì)的材料、設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、使用輕量化制造技術(shù)。采用高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬材料是目前汽車實(shí)現(xiàn)輕量化最有效的途徑。

塑料件低成本、易回收，在要求各種性能的同時(shí)，也不能忽略成本和環(huán)保的問(wèn)題。畢竟這些要求與材料的回收性和降低成本相矛盾。所以，新型的內(nèi)飾材料應(yīng)當(dāng)既保證不增加費(fèi)用又可以滿足舒適，安全和環(huán)保的要求。可滿足性能要求外，還降低成本，廢棄后易回收。

應(yīng)用于車輛內(nèi)飾件的改性塑料

汽車內(nèi)飾不僅是用戶完成駕駛?cè)蝿?wù)的空間，而且也是實(shí)現(xiàn)用戶期望的載體，承載著品味、身份、愛(ài)好等高級(jí)情感需求。

如今，我國(guó)的車輛數(shù)量越來(lái)越多，汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也愈加壯大，在小型和輕量化的汽車制造趨勢(shì)下， 工程塑料也越來(lái)越多地被應(yīng)用到了汽車的制造過(guò)程中，切實(shí)提高了汽車的工藝水平與性能。

在汽車材料的種類中，以金屬、塑料復(fù)合的材料會(huì)越來(lái)越受歡迎，其融合了金屬材質(zhì)和塑料材質(zhì)的雙重優(yōu)勢(shì)，可提升車體內(nèi)外飾的整體制造水平。

出于安全、環(huán)保和舒適性等方面的考慮，一般要求內(nèi)飾材料必須具備以下特點(diǎn)：良好的強(qiáng)度和剛度，能承受一定的沖擊載荷；良好的尺寸穩(wěn)定性，特別是高溫穩(wěn)定性；良好的抗紫外線性和耐候性，可確保10 年以上的使用壽命；良好的耐溶劑性；低氣味性；啞光性。

通常， 在滿足基本的力學(xué)性能和熱學(xué)性能的前提下，低氣味性和啞光性對(duì)于內(nèi)飾材料尤其重要。這是因?yàn)椋噧?nèi)飾件長(zhǎng)期處在一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境中。在一定的溫度條件下，塑料中的小分子有機(jī)物很容易遷移到塑料制品的表面并揮發(fā)出來(lái)，對(duì)人體造成傷害。

另外，如果內(nèi)飾材料的啞光性不好，就容易導(dǎo)致駕駛室內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)烈的反射光線，不僅影響駕駛?cè)藛T的視覺(jué)，而且容易引起不適和疲勞，從而導(dǎo)致交通事故。為此，汽車制造商在選擇內(nèi)飾材料時(shí)格外謹(jǐn)慎。

從內(nèi)飾材料的種類來(lái)看，目前儀表板大多采用PP、ABS、ABS+PC 或 SMA＋GF 等材料，門內(nèi)板大多選用 PP、PP+EPDM、ABS 或 PC/ABS 等材料，除霧格柵、把手和手套箱等則選用 ABS、PC/ABS 或 PP 等材料，空調(diào)出風(fēng)口一般選用 ABS、PC/ABS 或 PA/ABS材料。

一輛汽車最容易出彩的是內(nèi)飾件，因?yàn)槠嚨耐庥^是給別人看的，而人們真正享受的是汽車的內(nèi)飾，內(nèi)飾強(qiáng)調(diào)觸覺(jué)、手感、舒適性和可視性等。

汽車內(nèi)飾件包括：車廂隔板、門內(nèi)裝飾板、儀表板、扶手、地毯、門內(nèi)手柄、裝飾條等。汽車常用內(nèi)飾塑料 ABS、合金、PP 是用量最大的幾種塑料，PP 有 PP 長(zhǎng)玻纖、PP EPDM 20%MD、PP Talc 等材料，應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣:有內(nèi)立柱飾板、儀表板骨架、手套箱蓋板等等；ABS 有不同耐熱級(jí)別的，電鍍級(jí)的、免噴涂低光澤，主要應(yīng)用于門板扶手、杯托杯架、電鍍飾條等等；PC/ ABS 主要也是分為不同耐熱級(jí)的 PC/ABS，有電鍍、免噴涂的 PC/ABS，主要應(yīng)用于儀表板骨架、門板上裝骨架、空調(diào)出風(fēng)口面板等部件。

這些是幾種汽車內(nèi)飾常用塑料以及它們的應(yīng)用。結(jié)合目前的車內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題來(lái)看，開(kāi)發(fā)出低散發(fā)的內(nèi)飾塑料必然是汽車內(nèi)飾塑料發(fā)展的趨勢(shì)之一。

應(yīng)用于汽車外飾件的改性塑料

在汽車外飾應(yīng)用領(lǐng)域，工程塑料不但要能夠承受巨大的載荷，而且要具有杰出的抗紫外線和耐化學(xué)腐蝕（如清潔劑）性能，同時(shí)需要滿足外觀方面的較高要求。

汽車用塑料有很多以往傳統(tǒng)材料沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在重量輕、有良好的外觀裝飾效果、有多種實(shí)際應(yīng)用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、節(jié)約能源，可持續(xù)利用等各方面。

汽車外飾零件是汽車零部件中應(yīng)用塑料材料最多的零件系統(tǒng)，主要包括保險(xiǎn)杠、后視鏡、燈、門把手、進(jìn)氣格柵、天窗等。

在汽車外飾應(yīng)用領(lǐng)域，工程塑料不但要能夠承受巨大的載荷，而且要具有杰出的抗紫外線和耐化學(xué)腐蝕性能，同時(shí)需要滿足外觀方面的較高要求。從外飾材料的種類來(lái)看，汽車外飾用塑料主要有 PP、PA、ABS、PBT 等。如外后視鏡多采用耐熱 ABS,PC/ABS,ASA, PBT+GF 等材料;輪轂蓋大多選用 PC/ABS,電鍍 PC/ ABS，耐熱 ABS，電鍍 ABS、PA/PPE 等材料;散熱格柵則選用PC/ABS, 電鍍 PC/ABS,ASA, 電鍍 ABS， AES，耐熱 ABS 等材料;立柱飾板:一般選用 PC/ABS, ASA,M-PMMA,AES 材料。

作為塑料應(yīng)用量最多的部件之一，保險(xiǎn)杠中的塑料量占據(jù)車體總量的四成以上，其成分一般是模壓塑料板材，常用玻璃纖維來(lái)吸塑或者注塑成型。應(yīng)用了塑料材料的保險(xiǎn)杠的顯著特性是：低成本、加工簡(jiǎn)便、可回收、質(zhì)量輕。

散熱器格柵的作用是冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)，其位置在車體前部。通常，轎車的格柵材質(zhì)是 ABS，其有利于組件打磨工時(shí)的減少與高溫承受力的提升。翼子板的作用是防止出現(xiàn)汽車行駛時(shí)有泥漿濺至車底， 一般制造時(shí)會(huì)選用抗老化和抗氣候的材料。

在制造側(cè)防撞條時(shí)，通常會(huì)選用可回收和輕量的材料，譬如，捷達(dá)車的防撞條材質(zhì)就是 PP 材料。

汽車新興材料的開(kāi)發(fā)與運(yùn)用

新材料的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)展的主要應(yīng)用之一, 同時(shí)也成為了現(xiàn)今和以后所面對(duì)的重要科技課題。新興材料已廣泛應(yīng)用于各種工藝的制造與生產(chǎn)中，小到日常生活的物件制造，大到汽車等交通工具的使用，優(yōu)質(zhì)的汽車新興材料都在其中發(fā)揮著重要作用。

毫無(wú)疑問(wèn)，新興材料（例如納米復(fù)合材料、LGF-PP 以及環(huán)保性能超強(qiáng)的生物塑料等）的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用使得汽車內(nèi)外飾的塑料應(yīng)用有了更為廣泛的范圍，且新興材料的反光特性、優(yōu)質(zhì)的柔滑觸感、吸收撞擊的能力以及強(qiáng)烈的舒適體驗(yàn)等特點(diǎn)都使之內(nèi)外飾中的制作更趨向于塑料的融合與應(yīng)用。

納米復(fù)合材料

納米復(fù)合材料是以樹(shù)脂、橡膠、陶瓷和金屬等基體為連續(xù)相，以納米尺寸的金屬、半導(dǎo)體、剛性粒子和其他無(wú)機(jī)粒子、纖維、納米碳管等改性為分散相，通過(guò)適當(dāng)?shù)闹苽浞椒▽⒏男詣┚鶆蛐缘胤稚⒂诨w材料中，形成一相含有納米尺寸材料的復(fù)合體系，這一體系材料稱之為納米復(fù)合材料。

在三大合成材料領(lǐng)域納米復(fù)合材料是由聚合物、纖維、橡膠與納米材料組合而成的。與傳統(tǒng)材料相比,納米復(fù)合材料性能優(yōu)異。如聚合物納米復(fù)合材料，由于納米粒子具有出色的表面界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)及量子尺寸效應(yīng),它與聚合物密度小、耐腐蝕易加工等優(yōu)良特性結(jié)合后,呈現(xiàn)出不同于常規(guī)聚合物復(fù)合材料的性能。

由于加工簡(jiǎn)便,效果明顯,業(yè)界對(duì)聚合物納米復(fù)合材料的市場(chǎng)前景持樂(lè)觀態(tài)度。目前世界各國(guó)都在積極研發(fā)納米復(fù)合材料，納米技術(shù)在塑料、化纖、橡膠原料領(lǐng)域的應(yīng)用引人注目。

在納米塑料領(lǐng)域，聚合物納米復(fù)合材料的崛起為提升傳統(tǒng)塑料產(chǎn)業(yè)注入新活力。與傳統(tǒng)塑料材料相比, 聚合物/納米復(fù)合材料表現(xiàn)出更優(yōu)異的綜合性能。在我國(guó)塑料材料的研發(fā)與發(fā)展中，納米材料的研制時(shí)間較長(zhǎng)，且技術(shù)已有了歷史性的突破，成績(jī)顯著。在使用時(shí)，納米材料的使用特性包括：成本較低、性能優(yōu)越、使用范圍廣等。

而后又發(fā)明了新型的納米復(fù)合材料，其主要由有機(jī)聚合物基體和最少有一維不高于 100 納米的納米無(wú)機(jī)分散相所構(gòu)成，這種材料的優(yōu)異特性包含：強(qiáng)度較高、色澤平穩(wěn)、抗紫外線度高、阻燃能力佳、質(zhì)量輕便、阻隔性優(yōu)異以及加工性能良好等等。

此外，因納米技術(shù)生產(chǎn)的塑料有著較高的可塑性，且光澤度和透明度也較強(qiáng)，其已被廣泛應(yīng)用于汽車的散熱器以及底盤等部件中。

LGF-PP（長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯）

LGF-PP（長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯）是一種高彈性模量的復(fù)合材料，其玻璃纖維長(zhǎng)度在 12～25 納米之間，顯著特性是：密度較低，強(qiáng)度、韌性、模量等都較高，抗低溫和抗疲勞的特性都較為優(yōu)良，且價(jià)格實(shí)惠、可循環(huán)應(yīng)用的性能優(yōu)越。

此外，LGF-PP 的成型加工性能和力學(xué)性能都較佳， 愈加受到眾多開(kāi)發(fā)商的青睞。作為汽車模塊載體材料，該材料不僅能有效地提高制品的剛性、抗沖擊強(qiáng)度、抗蠕變性能和尺寸穩(wěn)定性，而且可以做出復(fù)雜的汽車模塊制品。

長(zhǎng)玻纖的增強(qiáng)以及高結(jié)晶聚丙烯樹(shù)脂的加入使材料在 120℃時(shí)的高溫疲勞強(qiáng)度為普通玻纖增強(qiáng)聚丙烯的 2 倍，甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍高出近 17%，因而這種新材料具有作為結(jié)構(gòu)件所需的耐久性和可靠性。

LGF-PP 的成型加工性能包括注射、擠出、壓制以及層壓等。LGFPP 能夠替代現(xiàn)今的材料，廣泛應(yīng)用于保險(xiǎn)杠梁、防濺板、儀表板的托架以及車門等部件中。

生物基可降解塑料

通常，在應(yīng)用傳統(tǒng)的生物塑料時(shí)，都會(huì)將應(yīng)用范圍限制在使用石油制品的情況下，現(xiàn)今，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，石油中的主要成分也可以被提取出來(lái)，然后應(yīng)用于制造生物塑料和人們的日常使用中。生物塑料同化學(xué)塑料不同的是，生物塑料的一大主要特性就是環(huán)保性能較強(qiáng)。

根據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)發(fā)布的報(bào)告顯示，自 2015 年以來(lái)，全球塑料垃圾的產(chǎn)生量持續(xù)增加，每年超過(guò) 3 億噸流入環(huán)境中, 預(yù)測(cè)到 2050 年將達(dá)到約 120 億噸。

正因此，車用塑料除了考慮擴(kuò)寬汽車零部件的覆蓋率外，還必須考慮"綠色、環(huán)保、可再生、易降解"的問(wèn)題。解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵就在生物基可降解塑料，這種材料具有可降解、原材料來(lái)源廣泛、氣味小、VOCs(揮發(fā)性有機(jī)化合物)含量低等優(yōu)點(diǎn)。在"中國(guó)制造 2025"中，生物基可降解塑料就被納入新材料前沿研究領(lǐng)域。

車用塑料從單一的輕量化目標(biāo)逐步拓寬并豐富了發(fā)展思路，像高性能塑料、生物基可降解塑料就已然成為行業(yè)熱點(diǎn)。近些年，科技的進(jìn)步也使得生物塑料的制作成本降低， 而生物塑料高強(qiáng)度的耐摩擦性和耐熱性使得生物材料被越來(lái)越多得應(yīng)用到了汽車行業(yè)的制造中，目前主要是運(yùn)用保險(xiǎn)杠和操作面板中。

生物基可降解塑料未來(lái)在汽車行業(yè)的發(fā)展方向，一是開(kāi)發(fā)達(dá)到汽車行業(yè)應(yīng)用性能要求生物基復(fù)合材料，推廣應(yīng)用并擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模；二是開(kāi)發(fā)低成本、高性能的生物基材;；三是采用生物基纖維或無(wú)機(jī)長(zhǎng)纖維對(duì)生物基可降解塑料進(jìn)行改性，進(jìn)一步改善生物基塑料的綜合性能，推動(dòng)其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。