改性聚丙烯汽车保险杠
聚丙烯汽车保险杠材料的研究、开发和进展
熔体流 动速率僭 （０ Ｉ 。 １ １ ｍｉ 。 ）
拉 伸 屈 服 强 度 Ｉａ Ｐ
和ＰＣ／ Ｓ合 金 ．进 入 ２ 世 纪８ 年 ＡＢ ０ ０ 代后 ．ＰＰ 性材 料成 为制作 保 险杠 改 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 性材 改
量 已达 到 １ ％一 ５ ０ １ ％，有的甚 至达 到 究 、开 发是 一 个 重 点 。 中 国汽 车 工 料 通 过 与 共 聚 聚 丙 烯 （ ＣＰＰ） 、 ＰＯＥ） 、滑 石 粉 ２ ％ 以上 。 美 国通 用 电器 公 司 塑 料 业 总公 司 对此 很重 视 ，在 “ 车 工业 聚 烯 烃 弹 性 体 （ ０ 汽
相 近 ，主 要 以聚 丙 烯 （ Ｐ）为 主 ， Ｐ
产 塑料 保 险 杠 、仪表 板 等 作 为 汽 车 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
约 占总 量 的２ ％ ，其 中８ ％ 以上 用 工业需 要重点发展 的零部 件” ８ ０ 。
■ 广 州本 田汽 车有限公 司 钟 明强
２ 世 纪９ 年代 以来 ．世 界 汽车 汽车保险杠 材料 的研 究开发进 展 。 ０ ０ 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
Ａ Ｕ Ｔ ０
ｐ Ｌ Ｔ Ｉ Ａ Ｓ Ｃ Ｓ
Ｆ ｏ Ｒ Ｕ Ｉ Ｖｌ
表２ 小本体 聚丙烯 共混改性保 险杠专用料 产品性 能
PP汽车保险杠配方分析
POE的结构特点 1. POE的结构特点 POE 之所以具有优异的性能，可实现高速挤出，与 以下特点有关： (1)辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点， 使其具有优异的韧性又具有良好的加工性； (2)相对分子质量分布窄，与聚烯烃相容性好，具有较佳的 流动性； (3)没有不饱和双键，耐候性优于其它弹性体； (4)较强的剪切敏感性和熔体强度， 可实现高挤出，提高 产量； (5)良好的流动性可改善填料的分散效果，同时亦可提高制 品的熔接痕强度。
POE/PP共混 POE/PP共混
POE与的EPDM比较 POE与的EPDM比较 与的EPDM
EPDM 分子主链为饱和结构而呈现出卓越的耐候性、耐臭 氧性及化学稳定性。但EPDM价格高，碎胶有一定的困难， 流动性也不太理想；而POE/PP共混，通过对POE进行交联， 材料的耐热温度提高，永久变形减小， 拉伸强度、撕裂 强度等主要的力学性能都有很大程度的提高。 POE 的分子主链结构与EPDM类似，也为饱和结构。由于 采用了限定几何构型技术，可人为地控制POE的分子支链； 茂金属催化剂使得POE又具有窄的相对分子质量分布。因 而，POE具有EPDM优异的性能，同时某些性能超过了 EPDM。
制品的结构
PP制品的晶体属球晶结构，具体形态有α、β、γ 和拟六方4种晶型，不同 晶型的PP制品在性能上有差异。 α 晶型属单斜晶系，它为最常见、热稳定性最好、力学性能好的晶型， 熔点为176℃，相对密度0.936； β 晶型属六方晶系，它不易得到，一般骤冷或加β晶型成核剂可得到，但 它的冲击性能好，熔点147℃，相对密度0.922，制品表面多空或粗糙； γ 晶型属三斜晶系，熔点150℃，相对密度为0.946，形成的机会比β晶型 还少； 拟六方为不稳定结构，骤冷可制成，相对密度0.88，主要产生于拉伸单丝 和扁丝制品中。 PP制品球晶的种类对性能影响大，球晶尺寸的大小对制品性能的影响更大， 大球晶制品的冲击强度低、透明性差，而小球晶则正好相反。 PP制品的结晶度大小对其性能的影响很大。结晶度越高制品透明性越差， 但力学性能越高。
改性聚丙烯颗粒用途是什么
改性聚丙烯颗粒用途是什么改性聚丙烯颗粒是一种常见的塑料材料，经过改性处理后，具有更多的特殊性能和广泛的用途。
下面将详细介绍改性聚丙烯颗粒的用途。
1. 塑料制品：改性聚丙烯颗粒是制作塑料制品的重要原材料之一。
它可以用于生产各种塑料制品，如塑料桶、塑料盒、塑料瓶等。
由于改性聚丙烯颗粒具有优良的耐磨性、耐酸碱性和耐高温性能，所以生产的塑料制品具有耐用、耐腐蚀等特点，广泛应用于日常生活和工业领域。
2. 包装材料：由于改性聚丙烯颗粒具有良好的韧性和透明度，所以常用于包装材料的制作。
它可以制作塑料袋、保鲜膜、泡沫箱等，满足人们对包装材料的要求。
改性聚丙烯颗粒的包装材料具有良好的耐撕裂性和防水性，可以有效地保护物品的品质和安全。
3. 电子产品：改性聚丙烯颗粒能够耐高温，具有良好的绝缘性能，所以常用于电子产品的制作。
它可以制作电池壳体、充电器外壳、电线电缆等电子零部件。
改性聚丙烯颗粒在电子行业的应用，不仅提高了产品的安全性和稳定性，而且还可以减少电子垃圾的产生，对环境友好。
4. 建筑材料：由于改性聚丙烯颗粒具有良好的阻燃性和耐磨性，所以在建筑材料领域有广泛的应用。
它可以用于制作地板材料、屋顶防水材料、隔热材料等。
改性聚丙烯颗粒制成的建筑材料不仅具有防火、耐腐蚀等性能，而且还能提高建筑物的保温性能，节能效果显著。
5. 医疗器械：改性聚丙烯颗粒具有良好的生物相容性和抗菌性能，所以可用于制作医疗器械。
医疗器械如注射器、输液管、手术器械等使用改性聚丙烯颗粒制成，可以保证医疗器械的安全性和卫生性，避免感染和交叉感染的发生。
6. 汽车零部件：改性聚丙烯颗粒具有优异的耐候性和耐磨性，可用于汽车零部件的制作。
例如汽车内饰件、车门护板、保险杠等，使用改性聚丙烯颗粒制成，既能提高产品的质量和性能，又能减轻汽车的重量和减少油耗。
7. 焊接材料：改性聚丙烯颗粒可用于制备焊接材料。
它具有较高的熔点和优异的热稳定性，能够耐受较高的焊接温度和热应力，从而提高焊接质量和效率。
改性聚丙烯材料在汽车上的应用分析
目前 ，国 内已开 发和 生产 了较 多类 型 的汽车 用改 却 风扇 叶 、 电池 外壳 、 向盘 、 电器 盖 、 具 灯 体 、 蓄 方 分 灯 散热 器格 栅 、 护风 圈 、 杂物 箱及 挡泥板 等零 件加 丁 。 塑料 保 险杠 具有 一定 的黏 弹性 ， 吸收 冲击 能量 大 ，
可提 高 冲击性 能 ；
较 好 ，改 性 后 的 Ｐ Ｐ冲 击 强 度 提 高 的 幅 度 最 大 。用
４ 填 充增 韧 型 。添 加无 机物 填 充 、 性体 增 韧 的 Ｅ Ｄ 与 Ｐ ） 弹 ＰＭ Ｐ共 混改 性成 功 地研 制 保 险杠 专 用料 ， 其 ． Ｊｍ ，其 改性 Ｐ Ｐ材料 。具 有模 量 高 、 刚性及 耐热 性好 及 尺寸稳 简 支梁 冲击 强度 达到 ７２ｋ／ 。 它性 能 指标 均 达 到 定 性 好 等优 点 ， 服 了通 用 Ｐ 克 Ｐ材 料 收缩 率 大 、 热变 形 国外 同类产 品的水平 。 这种 专用 料 目前 以 Ｐ Ｐ为基 体树
温度低及力学持久性差等缺点。
还 有添 加 降温母 粒可 以调 节 ， 以少量 Ｐ 通 过 改性 ， 添加 以 Ｐ 辅 Ｅ， 并
一
定 量 的刚 性无 机填 料 ，制成 保 险杠专 用 材料 已大量
（ 即可 调节 熔体 流动 指数 ） 。添加 降温 母粒 后 可使 生产 应 用于轿 车保 险杠 生 产 ，这种 Ｐ ／Ｐ ／Ｅ共 混增 韧 的 ＰＥ ＲＰ 熔 体 温度 降低 ２ ～ ０ｑ左 右 ；添 加偶 联剂 处 理填 料 可 改性 聚丙 烯保 险杠专用料 ，常温下缺 口冲击强度 已达 到 ０ ３ Ｃ ０４ Ｊ 。 ｍ 这 如保 险 以提 高刚性 和 降低 收缩 率 ； 添加 高分 子界 面相 容 剂 （ 如 ２－０ｋ／ 实 验证 明 ， 种材料 生产 Ｔ艺稳 定 ，
汽车保险杠用聚丙烯材料的研究开发进展
将 保 险杠材 料 的开发 发展 划分 为 三个 阶段 ，见 表 １ 。
表 １ 汽 车 保 险 杠 用 聚 丙 烯 材 料 的发 展 阶段
Ｔａ Ｄｅ ｅｏ ｂ１ ｖ ｌｐｍｅ ｔｓａ ｅ ｏ ｏ ｙ ｏ ｙｅ ｅ ｂ ｍｐｅ ｎ ｔｇ ｆｐ ｌｐｒ ｐ ｌｎ ｕ ｒ
・ ５・
由表 １可见 ，在 早期 的 汽车保 险 杠用 聚丙 烯材 料 的使用方 面是处 于摸 索 阶段 ，是 以塑代 钢 ，这个 时候 对材料 的要 求不 高 ，只要 能够 成 型 、在 汽 车碰撞 时能 够 起到安 全 即可 ，这个 阶段 保 险杠 材料 基本 采用 无填 充 的改性 聚丙烯 ，线 膨胀 系数 较大 ，所 成 型 的保 险杠 壁 厚一般 大 于 ３ ６ ｍ ． ｍ，产 品重 达 ５— ｇ ７ｋ ，由于线膨 胀 系数较 大 （０～１ ）×１ ｍ ℃ ・ １ ５ ０ ／ ｍ，保 险 杠 在装 配时与 车 身 段 差 （ 隙 ） 较 难 控 制 ，需 要 在 保 险杠 问 的结构 和车 身 的匹配 上下 功夫 ；这类 材 料 的收缩 率还 较 大 ，一 般 在 １ ３ ～１ ７ ，喷 漆 后 收 缩 也 较 大 ， ．％ ．％
塑料 工 业
ＣＨＩ ＮＡ ＡＳＴＩ ＮＤＵＳ ＰＬ ＣＳ Ｉ ＴＲＹ
第３ ７卷增 刊 ｓ １ ２０ ０ ９年 ６月
汽 车保 险 杠 用聚 丙 烯 材 料 的研 究 开 发 进 展
罗 忠富 ，黄 达 ，李 永 华
（ 发 科 技 股 份 有 限 公 司 ，广 东 广 州 ５０ ２ ） 金 １５０
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｄ ｖ ｌｐ ｎ ｔｇ ｎ ｅｃ ｒ ｓ ｏ ｄｎ ｔｒ ｌ ｅ ｕｒｍｅ ｔ ｏ ｏｙ ｒｐ ｌｎ Ｐ ｓｒ ｃ ： ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ａ ｅａ ｄ ｔ ｏｒ ｐ ｎ ｉｇｍａｅｉ ｑ ｉｅ ｎｓ ｆ ｌｐ ｏ ｙｅ ｅ（ Ｐ）ｆｒ ｓ ｈ ｅ ａｒ ｐ ｏ
汽车保险杠专用聚丙烯树脂的开发
Ｔａ ２ Ｐｒ ｄｕ ｔ ｑ ａ ｉｙ ｉ ｄｉｅ ｆ Ｋ９ １ ｂ． ｏ ｃ ｕ ｌｔ ｎ ｃ ｓ ｏ ０ ５
始 １ ４ｈ后产 出合 格产 品。 本次 采用 了第二 次试生
指 标
项 目
外 观
产 的聚合控制模式 ， 获得 了较好 的粉末 流动性 。 在
逐步调整 氢气加入 比例 ， 控制第 一 、 二反应器 中 第 Ｐ Ｐ粉末 的 ＭＦ 进一步优化 了造粒参 数 。产 品质 Ｒ， 量与 ２ ０ ０ ６年 ２月试生产 相 比具 有很好 的重复 性 。 产 品质 量稳定 。 部分性 能 （ 如弯 曲模量 及负荷 变形
温度 ） 所提高 。 有
３６ Ｋ９ １ ． ０ ５生 产 控 制 要 点
低 。 自第二 次试生产 开始 。 中石化北京化工研究 与
院 合 作 攻 关 ， 化 了工 艺 参 数 ， 索 出 适 合 Ｋ ０ ５ 优 摸 ９ １
的生产技 术路线 ， 既保证 了优异 的产 品质 量 ， 又满 足了装置长周期稳定生产的需要。自２ ０ ０ ４年 ８ 月到
工业 技 术
合成树脂及塑料，０ ，９ ）ＣＳ ２２ ２（：５ １ ＬＡＳＴＩ４ ４ ＣＨＩ ＮＡ ＳＹＮＴＨＥ Ｃ ＴＩ ＲＥＳ Ｎ Ｉ ＡＮＤ Ｐ
汽 车保 险杠 专 用聚 丙烯 树 脂 的开发
周 健 ． 周 力
（ 中国 石 油化 工 股 份 有 限 公 司 扬 子 石 化分 公 司塑 料 厂 ， 苏 省 南 京市 ２０ ４ ） 江 １０ ８
ｃ ｏｍ 。
＿
合
成
树
脂
及
塑
料
２１ ０ ２年 第 ２ ９卷
在 １ ／０ｍ ｎ左右 。 ５ｇ１ ｉ 较高 的共聚单体含量 能够显 著提 高产 品 的抗低 温冲击性能 ，但 是也容 易造成 聚合 釜 内粉末 发黏 ， 动性变 差 ， 流 因此 ， 控制 聚合 工艺参数 尤为重要 。
汽车塑料保险杠的制造工艺
重庆XXXXXXX学院毕业设计（论文）课题名称：汽车塑料保险杠的制造工艺专业班级：学生姓名：指导教师：二O 年月目录一、前言 3二、保险杆的简介 3（一）保险杠的发展演变 3 （二）保险杠的结构组成 3 （三）保险杠的作用 4三、常见的汽车保险杠材料 5四、塑料保险杠喷涂工艺 6 （一）工艺流程 6（二）保险杠喷涂工艺 6 （1）前处理 6 （2）水分烘干 6 （3）表面喷涂 6五、塑料保险杠的主要作用及优点8 （一）可以控制制造成本8 （二）保险杠转型保护行8 （三）轻微碰撞的自我修复能力9 （四）塑料保险杠防腐蚀效果更好9六、塑料保险杠的缺点9七、总结10八、致谢10一、前言随着汽车工业的和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。
目前汽车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。
轿车的前后保险杠都是塑料制成的，人们称为塑料保险杠。
保险杠具有安全保护、装饰车辆以及改善车辆的空气动力学特性等作用。
从安全上看，汽车发生低速碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；在与行人发生事故时可以起到一定的保护行人的作用。
从外观上看，具有装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件；同时，汽车保险杠还有一定的空气动力学作用。
数据来源：中国海关由上表格可以看出，汽车保险杠在汽车领域中，也是非常重要的一部分。
是保障生命安全的一个基础，值得注意。
二、保险杆的简介（一）保险杠的发展演变许多年以前，汽车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件看上去十分不美观。
随着汽车工业的发展和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。
目前汽车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。
汽车保险杠是什么材料
汽车保险杠是什么材料
汽车保险杠是车辆外部的重要部件，通常安装在车辆的前部和后部。
它的主要作用是在碰撞时吸收撞击能量，减轻碰撞对车辆和乘客造成的伤害。
那么，汽车保险杠是由什么材料制成的呢？
首先，汽车保险杠的材料通常包括塑料、玻璃钢和金属。
塑料保险杠通常采用聚丙烯（PP）或聚碳酸酯（PC）等塑料材料制成。
这种材料轻便、韧性好，而且成本较低，因此在现代汽车生产中得到了广泛应用。
玻璃钢保险杠则是由玻璃纤维和树脂混合而成，具有较好的抗冲击性能和耐腐蚀性能，但相对来说成本较高。
至于金属保险杠，通常采用铝合金或钢铁材料制成，具有较高的强度和稳定性，但重量较大，成本也较高。
在实际的汽车生产中，不同的汽车制造商和车型会选择不同的材料来制作保险杠，以满足车辆的设计要求和安全标准。
一般来说，小型车辆和经济型车辆更倾向于采用塑料或玻璃钢材料制作保险杠，因为这样可以减轻车辆的整体重量，提高燃油经济性。
而大型车辆和越野车通常会选择金属材料制作保险杠，以确保足够的抗撞击能力和稳定性。
除了材料选择外，汽车保险杠的设计也是影响其性能的重要因素。
现代汽车保险杠通常采用多层结构设计，内部填充有吸能材料，以提高在碰撞时的能量吸收能力。
同时，保险杠的外观设计也会考虑到空气动力学和美学因素，以确保车辆在高速行驶时减少风阻，同时保持车辆外观的美观性。
总的来说，汽车保险杠的材料选择和设计都是为了确保车辆在碰撞时能够尽可能减少损坏，并保护车内乘客的安全。
随着汽车制造技术的不断进步，相信未来汽车保险杠的材料和设计也会更加智能化和多样化，为驾驶者和乘客带来更加全面的保护。
改性聚丙烯八大应用领域
改性聚丙烯八大应用领域一、以PP为载体的碳酸钙填充母料碳酸钙填充母料自上世纪八十年代初诞生以来，已为塑料加工行业和全社会做出了巨大贡献，年产量达一百多万吨，是改性塑料重要的品种之一。
填充母料的载体最初使用的是聚丙烯聚合时的副产物——无规聚丙烯（APP），故亦称之为APP母料。
后因北京燕山石化公司技术改造，无规聚丙烯的来源枯竭，而碳酸钙作为合成树脂紧缺年代的替代物，市场需求旺盛。
在此背景下以聚乙烯树脂为载体的碳酸钙填充母料应运而生，如LDPE1F7B至今仍然是多数填充母料的主要原料。
由于填充母料的主要用途是聚丙烯编织袋用的扁丝和打包带，从价格、相容性和扁丝强度等方面考虑，使用聚丙烯为载体树脂更适合于此种填充母料。
二十世纪九十年代初，当时的轻工业部塑料加工应用研究所率先推出以粉状聚丙烯为载体树脂的碳酸钙填充母料，称之为PPM母料，并于一九九二年获得国家级新产品称号。
PPM母料以小本体PP粉料为载体，在价格上比起1F7B等PE 树脂有显著优势，至今也仍保持着1000元/吨以上的差价。
同时PP 本身的密度低，意味着相同质量的树脂有更多数量的聚合物承担载体树脂的任务。
此外PP的强度高于PE，同样情况下可使扁丝、打包带等具有更高的强度，见表13、表14。
到及扁丝、打包带等制品类似的结果，即将PP为载体树脂的填充母料及其它树脂为载体的填充母料相比，按QB 1126-91《聚烯烃填充母料》行业标准规定制成的注塑样条中，当配方相同、制样设备、条件相同时，PP为载体的填充母料效果最好，见表15。
①粉状PP比粒状PP更便宜，更易及碳酸钙混合均匀，应优先使用。
②粉状PP的熔体流动速率不宜过大，4~10g/10min为好。
③粉状PP中没有加入抗氧剂、润滑剂等助剂，必须适量添加。
④粉状PP在存放过程中会逐渐降解，放出酸味，因此一定要问清生产时间，并及时使用，最好在聚合出后的一个月内用完。
⑤以粉状PP为载体的碳酸钙填充母料可以使用同向平行双螺杆挤出机加工，碳酸钙的比例可以达到80%以上。
增韧改性PP
前言
汽车保险杠是一种面积较大，形状复杂的薄壁大型结 构部件，各国对保险杠的要求较高，不仅要求具有优异的高 低温冲击韧性﹑刚性 ﹑ 耐老化性﹑耐热性 ﹑耐寒性﹑，还 要有耐油性﹑润滑性 ﹑油漆性 等性能。PP保险杠以其成本 低廉，易加工成型﹑构型自由灵活以及性能优异等特点，成 为车辆保险杠使用最广泛的专用材料。但是这些零件绝大多 数都不是纯PP制成的。因为纯PP虽然具有优良物理性能和 机械力学性能，但也同时存在耐候性差﹑低温性能差 ﹑热变 形温度低 ﹑制品易变形等缺陷。在汽车这样的工作环境复杂 ﹑多变的条件下是不能胜任的。只有将纯的PP改性，制成多 种牌号的改性材料，才能胜任各自工作环境部件。
增韧机理
POE对PP增韧改性符合银纹—剪切带机理： 脆性基体内加入弹性体后，在外来冲击力作 用下，弹性体可引发大量银纹，而基体则产 生剪切屈服，主要靠银纹﹑剪切带吸收能。
配方设计
树脂：PP（F401）﹑PP（1340）﹑PP（丙烯酸 接枝聚丙烯） PP(F401)具有优良的机械性能和耐热性能，使 用温度范围-30℃-140℃。同时具有优良的电绝缘 性能和化学稳定性，几乎不吸水，与绝大多数化学 品接触不发生作用。 PP（1340）的低温 冲击强度较高，具有良好 的耐低温性能。 PP（丙烯酸接枝聚丙烯）加入后提高增韧剂与 树脂间的相容性，降低了界面张力，起到很好的界 面增容作用，对共混体系韧性的提高非常
生产工艺流程
按配方称量 高速混合机初混 双螺杆挤出机共混造粒
PP增韧改性后的用途
POE有着良好的回弹性和柔韧性，且 其硬度很低，耐寒性极佳， POE增韧PP 后，提高PP的常温和低温下的冲击强度， 带给材料良好的综合性能，使其在汽车行 业、家电外壳、 汽车仪表盘，办公文具， 电瓶车和摩托车的塑料配件得到了普遍的 应用，汽车行业主要有汽车保险杠，汽车 门板等。
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改性聚丙烯汽车保险杠高材0911 贾建明行业现状据有关资料介绍, 1990 年世界每辆汽车平均用PP 料 22. 5kg , 1995 年为38kg ,1998 年达到45kg 。
我国在汽车塑料化方面起步较晚, 目前车用塑料仅占整车质量的 5 %～6 % 。
随着我国轿车工业的发展及一些引进车型的大量投产, 使国内车用塑料用量平均水平提高到国外80 年代中后期水平。
在车用塑料品种构成中,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 %以上用于生产保险杠。
这不仅因为PP 成本低, 更由于轻量化、可循环再用等独特优点。
汽车塑料保险杠的发展与各国的立法及技术发展有关。
美国在1966 年公布了汽车安全法,规定当车速为5km/ h ( 现已提高到 8km/ h) 时,保障汽车安全构件在汽车冲撞时不碎裂。
由此在美国出现了用热塑性聚氨酯( TPU ) 、三元乙丙橡胶( EPDM ) 及反应注塑成型聚氨酯( R IM PU R ) 材料处理的金属保险杠。
欧洲许多国家也推出了类似的安全法规,规定车速2. 5km/ h时,保险杠不碎裂。
国外许多塑料及汽车厂家都致力于汽车保险杠的研究。
目前用作汽车保险杠的材料主要有 PP、PC 、 PC/ PBT 、TPO 。
国外情况。
近年来,随着PP复合技术和塑料成型加工技术的进展,使用PP 改性材料生产的保险杠已占70 %。
改性PP保险杠具有成本低、质量轻、可循环再用等优势,用量正逐渐增大, 并正取代其他各种类型的保险杠。
1976年,意大利菲亚特公司采用德国赫斯特公司聚丙烯与乙丙共聚物的共混料制作出世界上第一副保险杠,并使用在F IA T 126型小轿车上。
此后, PP 作为一种物美价廉的新型通用塑料在汽车领域内广泛应用。
日本在塑料保险杠的开发方面始终处于世界的前列。
日本本田CR2X 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了由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。
用该体系生产的保险杠具有高刚性、耐冲击性、抗损伤并具有良好的光泽、弹性和涂装性。
将保险杠装车后, 在8km/ h受冲撞时可不碎裂,并具有复原的弹性。
国内情况我国聚丙烯在汽车工业中的应用起步较晚,远落后于发达国家,目前车用塑料仅占整车质量的5 %～10%。
近些年,我国引进了几条轿车生产线, 其保险杠均为塑料保险杠。
据估算,2000 年我国轿车产量将达300万辆,车用塑料需求量为23.4 万吨, 其中居首位的是PP , 约为 5. 2 万吨。
在我国引进的车型中, 如一汽奥迪,神龙富康, 上海桑塔纳、帕萨特,天津夏利、北京切诺基和广州本田等, 其保险杠都是由改性聚丙烯制成的。
我国车用保险杠市场潜力巨大, 所以国内许多汽车厂家和树脂研究开发机构在这方面做了许多工作。
目前,国内生产保险杠料的方法大都采用均聚聚丙烯或共聚聚丙烯, 然后加入过氧化物调节分子量, 与EPDM 共混挤出造粒, 制得用于工业化生产的保险杠专用料。
如中科院应化所采用EPDM 为增韧剂,在原料中加入二异丙苯类过氧化物, 再使橡胶形成微交联结构,同时橡胶相与塑料相之间形成一定程度的共交联结构,材料的拉伸强度明显提高。
通过加入滑石粉、碳酸钙等无机填料,确保了材料的弯曲强度、热变形温度和硬度等指标不下降。
国内研制聚丙烯保险杠材料的主要单位有: 化工部北京化工研究院、中国科学院化学所、中国科学院长春应用化学所、扬子石化公司研究院、燕山石化公司、北京化工大学、金陵石化公司,清华大学等。
聚丙烯汽车保险杠专用料众所周知,聚丙烯是综合性能优良的一种通用塑料,但聚丙烯本身低温性能及抗冲击性能差、耐老化性及尺寸稳定性差,难以满足汽车保险杠对材料性能的苛刻要求。
因此,在汽车保险杠中使用的聚丙烯材料均为改性聚丙烯。
根据汽车行业对保险杠的要求,以及保险杠材料构成上的差异,PP 汽车保险杠专用料可以分成以下几个基本类型。
聚丙烯与弹性体共混料聚丙烯共混改性是用增容剂、增强剂、填充剂、偶联剂、交联剂、熔体指数调节剂以及抗老化剂等与聚丙烯基料共混,使聚丙烯改性,大幅度提高其性能。
采用各种合成橡胶和PP 进行共混改善PP 的低温韧性,是生产PP 保险杠专用料的传统工艺。
目前国外还有用SBS 、SEBS ( 苯乙烯2乙烯2丁二烯2苯乙烯共聚物)、氢化SBS 等增韧,或EPDM 与SEBS、EPDM 与PE 并用等。
我国保险杠专用料则主要采用PP/ EPDM 共混改性。
影响共混料性能的主要因素有：基础树脂的平均分子量、分子量分布、共混料中各组分的比例和特征, 以及对橡胶的交联处理等。
随着基础树脂平均分子量的提高,韧性将得以改善,但流动性会明显下降,从而给加工带来困难。
解决途径有两个: ( 1) 过氧化物热降解技术目前认为比较理想的方法是采用过氧化物热降解技术,由分子量较高的基础树脂来制取所需的高流动性材料。
用此技术生产的树脂, 与具有相同熔体指数的直接聚合技术合成的树脂相比,分子量分布窄、加工性能好( 不易翘曲) 、刚性和低温耐冲击性能均较高。
我国制造保险杠的方法与此类似。
如化工部北京EPDM 为增韧剂, 添加无机填料和相容剂等, 通过共混法制成汽车保险杠专用料。
（2）动态硫化技术动态硫化是对含有橡胶的橡塑共混料硫化的过程,其中橡胶在高剪切条件下硫化, 结果橡胶交联, 同子链上方式的不同,不仅能获得韧性较好的产品,还能在一定范围内调整聚合物、共聚单体含量相同材料的刚性与韧性之间的相对关系,从而获得所需性能的新材料。
这种材料从微观结构看是PP和乙丙橡胶的混合物,即PP硬相中分散有高弹性EPDM颗粒,故被称为PP/ EPDM 型“反应型共混料” 。
德国巴斯夫公司的Novolen 牌“反应器共混料” 包括2800jx 、2900 HX 和2900NCX 3 个牌号。
嵌段共聚PP/聚烯烃热塑性弹性体(TPE)共混料某些牌号的聚烯烃热塑性弹性体如同EPR 一样, 能赋予PP 较好的低温韧性, 且共混料刚性亦佳。
采用TPE 的另一个理由是: TPE 颗粒料无需象EPR 那样进行破块开炼后再与PP 树脂共混( 有时无需进行硫化处理) ,而可以将TPE 颗粒和PP 颗粒在使用过程中按比例掺混后,直接加入到注塑机中进行成型加工, 这样可降低成本。
新型高分子材料丰田超级烯烃聚合物该料是由丰田汽车公司与三菱油化、住友化学工业、宇部兴产、东燃化学公司共同开发的。
以前橡胶改性聚丙烯时,橡胶相中的弹性体为分散结构,而新树脂与之相反,与弹性相中厚度 1000nm 的树脂为并列结构。
由于这种结晶结构强化了弹性体, 使新树脂具有很高的刚性,制造大型一体化保险杠时,新树脂成型性(流动性) 约为现行树脂的两倍, 表面硬度也为现行树脂的两倍,刚性为1. 5 倍,而且质量减轻 15 % 。
PP/ EPDM 型反应器共混料随着催化剂的不断改进, 目前已能采用两步串联气相聚合技术生产橡胶含量高的优质耐冲击PP 共混料。
通过提高乙烯含量及控制乙烯单体引入PP 大分子专用料。
如扬子石化公司研究院、金陵石化公司等。
中科院长春应用化学研究所以 EPDM 增韧PP , 采用对共混料进行可控降解的方法, 使物料的熔体指数在4g/ 10min～16g/ 10min 范围内任意调节, 用二异丙苯过氧化物作交联剂,使橡胶相内部形成部分交联结构, 同时在橡胶相和塑料相之间形成一定程度的共交联结? ,新开发的车用树脂还有PP 热塑性弹性体, 如Himont 公司Hivalloy 接枝工艺和Catalloy接枝工艺, 在反应器中将马来酸酐接枝在橡胶相而获得的弹性体, 弯曲模量达 758M Pa ;而Montell 聚烯烃公司推出了苯乙烯/ PP 类共聚物Hivalloy G 系列反应型合金, 冲击性和韧性的综合平衡值均超过了常规PP。
配方性能测试简支梁冲击测试试验步骤1. 测量试样中部的宽度和厚度，准确至0.02 mm。
缺口试样应测量缺口处的剩余厚度，测量时应在缺口两端各测一次，取其算术平均值。
2. 根据试样破坏时所需的能量选择摆锤，使消耗的能量在摆锤总能量的10%~85%范围内。
3. 调节能量度盘指针零点，使它在摆锤处于起始位置时与主动针接触。
进行空击试验，保证总摩擦损失不超过表1 的数值。
4. 抬起并锁住摆锤，把试样按规定放置在两支撑块上，试样支撑面紧贴在支撑块上，使冲击刀刃对准试样中心，缺口试样刀刃对准缺口背向的中心位置。
5. 平稳释放摆锤，从度盘上读取试样吸收的冲击能量。
6. 试样无破坏的冲击值应不作取值。
试样完全破坏或部分破坏的可以取值。
7. 如果同种材料可以观察到一种以上的破坏类型.须在报告中标明每种破坏类型的平均冲击值和试样破坏的百分数。
不同破坏类型的结果不能进行比较。
汽车保险杠的成型方法注射成型聚丙烯保险杠普遍采用注射成型工艺, 其主要优点是,可成型形状比较复杂的产品、生产效率较高、能赋予制品必要的刚性等优点。
其缺点是, 必须采用流动性较佳的原料, 制品的坚固性较差, 受冲撞时易断裂、成本高,小批量生产成本高。
我国聚丙烯保险杠成型均采用注射成型。
如上海桑塔纳轿车保险杠由江苏省江阴塑料有限公司用北京化工研究院的保险杠专用料注射成型。
一汽奥迪车保险杠由铁岭市橡胶制品厂以国产的PP/ EPDM 共混料为原料,引进日本模具和宇部兴产公司ST2500 机, 采用注射成型,机械手自动取件生产保险杠,产品性能超过德国同类产品。
吹塑成型随着汽车工业的发展, 对汽车保险杠提出了更高要求,可涂饰性汽车保险杠是其发展方向之一。
这种保险杠除了具有保险杠应有性能以外, 还具有可涂饰性,安装在轿车上可以实现整车涂装,使塑料保险杠的颜色与车身颜色保持一致,简化了汽车的制造工艺,降低了成本,使汽车更加美观、、漂亮实用,从而更好地满足了用户的需求。
国外许多公司都已开发出保险杠系列产品。
日本住友化学工业公司的保险杠专用料有26 个牌号,可涂装的牌号有6 个,占22 % 。
荷兰DSC 公司的保险杠专用料有18 个牌号, 可涂装性保险杠牌号有4 个, 占13 % 。
可涂装性保险杠专用料1990 年在德国上市,成功地应用到“奔驰” 小轿车上。
由于采用了这种保险杠料,实现了整体涂装, 汽车制造成本降低, 从而更好地满足了用户的需求。
经过近几年的发展, 美国的通用汽车公司、日本的日产公司、尼桑汽车公司、三菱油化公司等也都开发出类似的产品, 并成功地应用到自己的车型上。
目前世界上采用该体系的保险杠的数量约占总量的 20 % 。
可涂饰性保险杠专用料一般采用添加极性材料, 如氢化SBS 、SEBS 、含不饱和羧酸共聚物、含羟基共聚物等,来改善保险杠的可涂饰性,也有加入尼龙改善材料可涂饰性及耐热性的。