聚丙烯汽车保险杠材料的研究、开发和进展

聚丙烯汽车保险杠材料的研究◆开发和进展介绍了国内外聚丙烯汽车保险杠材料的研究和开发状况，通过对目前国内外发展状况的分析，提出了我国加快汽车保险杠专用材料研发的一些对策思考。

２０世纪９０年代以来，世界汽车工业，特别是中国汽车工业不断发展．汽车产量持续增长。

随着汽车普及率迅速提高，减轻车身质量、节能降耗及降低成本已成为汽车工业发展的主要目标之一。

塑料因具有质轻、耐腐蚀、设计自由度大等特点在汽车上得到了广泛应用。

有资料显示．目前汽车工业发达的德国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到１０％一１５％，有的甚至达到２０％以上。

美国通用电器公司塑料部认为．今后塑料在汽车工业的年增长率将达１０％一１２％。

在车用塑料品种的构成中，欧洲和日本较为相近，主要以聚丙烯（ＰＰ）为主，约占总量的２８％，其中８０％以上用于保险杠生产。

这不仅因为ＰＰ成本低，更由于轻量化、可循环再用等独特优势．使ＰＰ成为汽车保险杠材料的主流。

我国在汽车塑料化方面起步较晚，目前经济型轿车每车塑料用量达５０—６０ｋｇ，中、高级轿车达６０～８０ｋｇ，有的甚至可达１００ｋｇ；轻、中型载货车塑料用量达５０ｋｇ左右。

平均每辆汽车塑料用量占汽车自身质量的５％一１０％，达到国外２０世纪８０年代初、中期水平。

本文将重点综述国内外聚丙烯汽车保险杠材料的研究开发进展。

国内外汽车保险杠材料的研究开发状况１．国内状况随着国内汽车产量的不断增长，汽车产品档次的不断提高．对汽车保险杠专用材料的国产化研究也进入了一个较快的发展时期，其中聚丙烯汽车保险杠专用材料的研究、开发是一个重点。

中国汽车工业总公司对此很重视，在“汽车工业２０００年发展规划”中明确指出“把聚丙烯改性材料作为汽车工业需要重点发展的塑料品种之一，把研制、生产塑料保险杠、仪表板等作为汽车工业需要重点发展的零部件”。

目前，聚丙烯汽车保险杠专用材料主要以ＰＰ为主材，并加入一定比例的橡胶或弹性体材料、无机填料、色母粒、助剂等经过混炼加工而成。

■广州本田汽车有限公司钟明强应用研究院研制成功了适宜作为桑塔纳轿车聚丙烯保险杠的专用料．该专用料达到国外同类产品的先进水平，已取代进口料在工业生产线上应用。

该产品的某些性能如流动性、拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量等甚至优于进口料，表１给出了该专用料与荷兰ＤＳＭ公司专用料的性能比较结果。

以小本体聚丙烯（ＰＰ）为基料通过与共聚聚丙烯（ＣＰＰ）、聚烯烃弹性体（ＰＯＥ）、滑石粉以及其他助剂共混改性制备汽车专用料。

当ＰＰ：ＣＰＰ：ＰＯＥ：滑石粉为３０：３５：１５：２０时．再配以适量的偶联剂、氧合抗氧剂、降温母粒等，制得的共混料完全可以满足汽车保险杠性能要求。

性能参数见表２。

以ＰＰ、ＥＰＤＭ、ＣａＣ０３等为原料研制的保险杠专用材料的拉伸强度、弯曲模量值均较高，材料成型流动性能良好的成型模缩率稳定．燕山石油化工股份有限公司树脂符合汽车保险杠材料及总成性能指表１燕山石化公司专用料与荷兰ＤＳＭ公司保险杠专用料的性能比较２００７年第２期汽车工艺与材料ＡＴ＆Ｍ５３万方数据表２小本体聚丙烯共混改性保险杠专用料产品性能产品性能数值熔体流动速率／ｇ・（１０ｍｉｎ）’１６拉伸屈服强度／ＭＰａ１９断裂伸长率／％３５０悬臂梁缺口冲击强度皿Ｊｔｍ“４７负载下热变形温度（０．４５ＭＰａ）／。

ｃ９５收缩率／％０．９６标规定、要求。

向聚丙烯中加入用材料．性能达到相关指标的要求。

Ｏ．１１％的卢晶型成核剂，经过双螺杆采用国产设备、国产聚丙烯．选择合挤出机造粒．制得ｐ晶型聚丙烯。

适的工艺和先进的配方，完全可以生结果表明．卢晶型聚丙烯的悬臂梁产出合格的富康轿车用保险杠料，达缺口冲击强度可达３８ｋＪ，ｍ，力学性到了进口料的标准。

表３列出了国内能指标达到汽车保险杠的要求。

并主要生产或研制单位提供的可供制作通过注射时加入碳酸钙刚性粒子增汽车保险杠的聚丙烯材料的技术指韧母粒的方法，解决了卢晶型ＰＰ模标。

塑收缩率大和表面漆膜附着性差的目前．国内聚丙烯保险杠专用缺点。

材料的研究、开发和应用取得了一以ＰＰ为基体树脂、以ＥＰＲ为定的成果。

但是仍存在一些问题．增韧剂．辅以少量ＰＥ，通过交联改一方面是聚丙烯、增韧剂、色母料性，并添加一定量的刚性无机填料，原材料的研究、开发有待加强．目制成超高；中击强度保险杠专用材料。

前许多国内汽车企业．特别是合资在实际应用中，技术工艺容易掌握、企业，这些原料很大程度上依赖进生产工艺稳定、成型性能良好．产品口，故加强这方面的研发力度对国外形尺寸稳定。

同时，制品的主要内汽车工业的国产化程度有重要的技术质量合乎标准。

以ＰＰ为基体树影响；另一方面，政府、企业、高脂，以一种新型聚烯烃热塑性弹性体校应该形成一种良好的合作开发局乙烯一辛烯共聚物ＰＯＥＳ为增韧剂．面，各自担负起应有的责任，打破乙烯一丁烯共聚物为助增韧剂．用处国外企业的技术垄断和封锁，开发理过的ＣａＣＯ。

为无机增刚、增韧填出具有国际技术水准的专用材料。

充剂．通过动态微交联剂的动态微交２．国外状况联作用．制成了聚丙烯汽车保险杠专国外对塑料汽车保险杠的研究起表３国内汽车保险杠用聚丙烯材料的技术指标步较早，２０世纪６０年代就已形成商品化生产规模，当时主要选材为ＰＵ和ＰＣ，ＡＢＳ合金，进入２０世纪８０年代后，ＰＰ改性材料成为制作保险杠的首选材料。

近年来，随着高分子合金、复合、动态硫化、相容剂及共混理论与技术的发展，ＰＰ改性材料不断适应各种汽车保险杠用材的要求，正在逐步代替其他保险杠材料，使用ＰＰ改性材料生产的保险杠已占７０％。

欧洲保险杠大部分采用可注射成型的ＥＰＤＭ改性ＰＰ材料，２０世纪９０年代初，欧洲约有８５％保险杠用ＥＰＤＭ改性ＰＰ制作．１９９５年提高到９５％。

日本在塑料保险杠的开发方面始终处于世界前列．２０世纪９０年代日本大约８０％的保险杠用改性ＰＰ制成。

日本窒素公司开发了一系列用于汽车保险杠的高结晶ＰＰ．日本本田ＣＲ．Ｘ型汽车是世界上较早采用注射模塑法生产改性汽车保险杠的汽车。

日产汽车公司和三菱油化公司也研制出由ＰＰ嵌段共聚物、苯乙烯弹性体和聚烯烃系乙丙橡胶３种组分配成的新材料制作的保险杠．该保险杠具有高刚性、耐冲击性、抗损伤并具有良好的光泽、弹性和涂装性。

保险杠装车后，在８ｋｍ／ｈ５４Ｉ汽车工艺与材料ＡＴ＆Ｍ２００７年第２期万方数据受冲撞时可不碎裂．并具有复原的弹性。

这种材料还具有装饰美观、可注射成型等特点，性能与聚氨酯差不多．成本则降低１０％一２０％。

日本三井化学也研制了以由ＰＰ嵌段共聚物、弹性体和滑石粉色目料配成的材料制成的保险杠，综合性能良好。

１９９１年，丰田汽车公司将纳米ＰＰ复合材料用于汽车前、后保险杠，使原来保险杠的厚度由４ｍｍ减至３ｍｍ，质量减轻约１，３。

据报道．北美汽车工业ＴＰＯ使用量的年增长率超过１０％。

２００５年，ＴＰＯ在北美塑料保险杠市场所占份额将达７５％，而ＲｌＭ聚氨酯和ＰＣ，ＰＢＴ则将下降到２０％和１％。

美国ＧＭ公司正在广泛采用ＴＰＯ取代ＲｌＭ作保险杠．福特公司正逐步停用车保险杠的方法，如德国大众汽车公司采用先粉碎、清洗．然后再造粒及模塑的方法，这种方法简单可行、效率高。

也有一些公司将回收的ＰＰ，ＥＰＤＭ汽车保险杠先粉碎，然后用二甲苯作溶剂分离聚合物的方法生产ＰＰ，ＥＰＤＭ。

日本汽车公司则先除去保险杠的涂料，然后再加工成新的汽车保险杠。

再生的ＰＰ，ＥＰＤＭ汽车保险杠与新生产的ＰＰ，ＥＰＤＭ汽车保险杠一样，可装在汽车上使用。

日本目前８０％保险杠采用ＰＰ，ＥＰＤＭ制造，欧洲汽车保险杠材料大多采用德国ＢＡＳＦ的产品。

表４列出了国外主要生产或研制单位提供的制作汽车保险杠的聚丙烯材料的技术指标。

表４国外汽车保险杠用聚丙烯材料的技术指标已迫在眉睫，协调组织企业、高校与研究所等多方面力量，逐步做到保险杠材料的整体自主开发．形成自己的保险杠材料体系，尽快制订出我国自己相应的规范、标准，这对于打破国外企业的技术垄断，加强国产保险杠材料的技术开发具有重要作用。

其次，国内汽车企业应承担起相应的责任．加强与国内相关材料生产企业和科研机构的沟通与合作，共同努力开发包括汽车保险杠材料在内的汽车塑料专用材料，并提高其技术性能和实用性能，这是未来国内汽车塑料行业应该努力的方向。

第三．，政府在这方面应该发挥更大的作用，通过制定相应的限制ＰＣ／ＰＢＴ保险杠，克莱斯勒公司长期以来一直使用ＴＰＯ保险杠，并计划用ＴＰＯ取代其他材料。

ＴＰＯ在市场上所占份额持续上升的一个重要原因就是材料性能的改善。

目前．ＰＰ／ＥＰＤＭ用于汽车保险杠是汽车工业的发展趋势。

国外一些公司开发了许多回收ＰＰ／ＥＰＤＭ汽加快我国汽车保险杠专用材料研发的对策思考目前，轿车生产企业都是合资企业，如上海大众、广州本田、北京现代等．轿车引进国不同，保险杠的材料体系和标准也不同。

汽车保险杠原材料国产化和国内技术开发或优惠政策，鼓励汽车生产企业、塑料生产企业和塑料研发机构进行包括汽车保险杠材料在内的汽车塑料的研究、开发和应用方面的工作。

圃２００７年第２期汽车工艺与材料ＡＴ＆Ｍ５５万方数据。