国内外汽车用热塑性弹性体材料的发展现状
广 东 化 工 2009年 第11期 82 www.1mpi.com 第36卷 总第199期
对于汽车来说,人们首先注重的是外观,即汽车的结构和外饰。汽车原装设备厂商不断寻求改善汽车外观的途径,最新趋势是提高外部部件的协调性,车身密封条和玻璃封装领域尤其如此。在这一领域,通常采用不同的材料相结合。为了提高外观协调性,AES公司特别开发了汽车级新型Santoprene TPV产品。Santoprene新品能与TPE体系、EPDM型材粘合。该产品主要用于要求摩擦系数较低的窗玻璃槽角件注塑,具有良好的粘合强度和抗压缩变形性能,能确保优良的密封,具有优良的熔体流动特性,能形成光洁平滑的外观,有助于提高汽车外观协调性。采用该产品,不需要像普通工艺一样对边角模塑件进行二次涂层,这样可降低系统装配成本。该产品包括邵氏A型硬度70度和80度两个品种,还可用于生产端盖和专用固定件。AES推出的另一种新品级产品,可确保与不同热塑性材料或橡胶材料制成的汽车部件外观协调一致。通过切削处理,可调整部件外观,形成光洁、光亮或无光外观。用于模塑密封条领域时,该产品便于注塑,尤其适用于复杂几何形状的部件;密封性能优良;具有高流动特征,能形成光亮的表面;弹性回复性优良;可最大限度降低部件翘曲;粘合力强。除了提高汽车外部部件外观协调性之外,该类粘合注塑级产品还具有TPV的常见优点,例如:密度小,可减小部件质量,耐老化性能优良,能延长部件寿命,压缩变形小,以及适用温度范围广等[3]。
为了降低成本和保持美观,国内外厂商开始使用TPV材料制造汽车门窗密封条。TPV材料具有着色和再生利用方便的特点[6]。高分子量的TPV耐摩性好、摩擦系数小,可作为汽车玻璃导槽密封条的挤出用料,也可作为汽车橡胶密封条的无毛边的接角材料。
水发泡海绵状TPV在国外已研制成功,已在汽车橡胶密封条上得到了应用。这是今后取代海绵橡胶制作汽车密封条的新材料趋势。另外,由于TPV着色工艺简单方便,它已经常作为汽车橡胶密封条的外装饰层材料。它可在复合机头和口模处共挤包覆,也可在橡胶密封条硫化后,一边挤出TPV薄膜,一边在高温下与密封条包覆。用前一种方法时,因TPV与橡胶的挤出温度区别很大,挤出线复合机头需有多处控温又互不干扰的复杂结构;而此时为抗衡橡胶密封条在微波和热空气硫化槽中的硫化温度,使TPE材料性能不变,需采用特殊的耐高温的TPE材料。
TPV材料具有明显优越性能,但与EPDM橡胶相比,价格昂贵,影响了其大范围的推广应用[7]。
种联轴节的轴套和垫圈、各种线束的接插件、螺旋伸缩电线、电缆护套、齿形带、转向拉杆的护套和垫片、悬挂联合铰链、
液压气动、悬挂隔膜、减震隔膜、减震器、弹簧限位快等[3,9]。
利用聚氨酯弹性体的高强度和高承载能力,美国固特里奇公司开发出第二代TPU,其商品名为Estaloc。该产品保持了第一代TPUEstaloc的特性,并采用中空玻璃球作填料,使光泽度提高15 %以上,可用于制造汽车边板和减震垫等[3]。
汽车用的液压橡胶件中有不少是使用TPU材料。对于护套、门窗密封件燃料管道软管和衬垫材料,日本Nipponzeon公司建议用酯类热塑性弹性体Elasta来制造[6]。
苯乙烯类热塑性弹性体(TPS)是以聚苯乙烯链段为硬段、以聚二烯烃为软段的三嵌段共聚物或多嵌段共聚物。TPS具有优良的拉伸强度和弹性,即使在很低温度下仍能保持一定的柔软性,电性能和透气性优异,但是耐热性、耐油性差。
为了制造汽车配件,Dupont公司研制出了Multubase G-7000苯乙烯类热塑性弹性体(TPS),它可在-55~+100 ℃的温度下使用,对热氧化破坏有很高的稳定性,耐紫外线和耐臭
]6]
氧性都很好。
由于产业废弃物产生的环境问题,对废弃物再利用的呼声日益高涨,对硫化胶管不能再利用,因此,采用TPE做胶管的趋势日益增强[10]。TPS可以用于汽车胶管,如用于空调器软管,清净空气导管等[11]。
5 TPS在汽车上的应用
6 结束语
为了响应当今汽车环保、轻量化的发展趋势,我国汽车工业应加快新型材料的开发和利用。目前,我国汽车工业上使用的热塑性弹性体材料大部分还是依赖进口,国内热塑性弹性体技术相对来说还不成熟,应当创造条件,向高性能化、专用化和本土化方向发展。
参考文献
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3 TPEE在汽车上的应用
TPEE在汽车上主要用于等速万向节护套,过去该护套用CR制造,由于其耐屈挠疲劳性较差,加上在高温环境中使用,经常发生破裂,更换新的护套很费力,浪费又大。随着耐热性要求的提高,欧美和日本部分车上开始使用TPEE。TPEE材料能满足耐候、耐油、耐热的要求,同时可以实现轻量化的目的[8]。
其他方面,转向齿条护罩、悬挂护罩、变速箱操纵防尘罩等都可以用TPEE以吹塑成型方法制造;汽车上应用的各种连接轴套、手制动滑轮、防尘密封环等可以用TPEE材料以注塑成型法制造,线束和电缆护套可以用TPEE以挤出成型法制[3]造。
4 TPU在汽车上的应用
TPU具有高强度、高耐磨、高弹性、耐老化、耐油等特点,在汽车零部件的应用十分广泛,如用于换档拉杆手柄、各
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