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高流动性TPO如何解决汽车轻量化与薄壁化?一文看懂

2016-06-07 艾邦高分子

一直以来,汽车行业都在致力于减轻汽车车身重量,旨在实现富有挑战性的燃油节省指标。世界各地都在不断实施不同的环境检测标准,进而敦促制造商不断采用更新的技术来降低汽车的整体重量。

为了实现现在汽车的性能特性,以及在不影响性能的基础上进一步节省成本,塑料在当代汽车设计中起到了至关重要的作用。在当今运输行业中,塑料于复合材料的重要性日益凸现;此类材料能帮助制造商有效减轻汽车重量,以满足越来越严格的车身重量限制目标。


 1    TPO在汽车中的应用


目前,TPO主要应用于汽车内外饰中,比如:TPO用于后保险杆面板、车身侧面、顶盖支柱、仪表板组件和控制部件、膝垫、车门内饰板仿皮革质感、中控台罩仿皮革质感等。


图 TPO在汽车中的应用


 2    TPO在汽车中的发展趋势


在现代汽车生产中,应用最为广泛的材料之一就是热塑性聚烯烃(TPO),通常由聚丙烯、高性能抗冲改性剂盒滑石粉等填充料组成。在汽车领域,“硬质”TPO、“软质”TPO材料都能有效减轻汽车的重量、提高汽车的安全性、改善汽车的耐久性和减少汽车玻璃雾化,同时提升汽车废弃后零部件材料的循环再生能力。为了实现可持续发展,高流动性TPO是实现轻量化的有效办法之一。高流动性TPO可使汽车制件薄壁化,从而实现轻量化,进而提升燃油的效率。



 3  陶氏ENGAGE™为例,如何实现车用TPO高流动性?


传统弹性体难以达到同时具有高流动性和低温冲击性能,而DOW ENGAGE™(POE)则可以满足。今天,我们就以陶氏ENGAGE™(POE)为例,解释车用TPO是如何解决流动性与低温冲击性能的。

ENGAGE™(POE)的特点:a)通过增加烯烃链的长度,从丙烯到丁烯和辛烷,展现不错的低温抗冲性能;b)通过降低分子量分布,降低支化,从而进一步改善弹性体在聚烯体系中的分散性。

1)如何达到流动性和韧性平衡?

首先,我们先来看看不同流动性hPP体系的韧性差别:


图 添加相同量弹性体的TPO,高流动性均聚PP韧性较差

a)高流动性弹性体POE的价值所在?

高流动性的TPO需要高熔指的弹性体,弹性体的熔指对于TPO的流动性影响很大。


图 以35MFR与60MFRTPO为例解释弹性体熔指的意义

b)高流动性弹性体POE的优势所在

相比于增大hPP的熔指,增加弹性体的熔指更具有优势。如图所示,弹性体的熔指越高,hPP体系流动性相对低一些,所获得TPO具有更强的低温抗冲击性。


c)高流动性的POE对于韧性的影响

高流动性的POE有助于改善高流动性ICP TPO体系的韧性。



2)如何解决TPO制件喷漆问题?

为了薄壁轻量化,复杂的部件需要高流动性,并且随着喷漆工艺的变化,从原来清漆→色漆→底漆→TPO基材发展为清漆→色漆→TPO基材,对于TPO的要求就更高。而TPO材料本身就通不过喷漆测试,主要是在高温水枪测试中受热性能变差。这个主要是源于TPO性能受温度影响很大,体系中的弹性体有很低的熔点。

图 TPO内聚力失效分析

而DOW ENGAGE™却打破了熔点的“定律”,并且通过降低分子量分布,降低支化,从而进一步改善弹性体在聚烯体系中的分散性。


图  ENGAGE™熔点


图 加入 ENGAGE™弹性体与PP的结合情况



6月25日,陶氏弹性体事业部明明博士将在苏州举行的《第四届TPE技术与应用探讨会》上和大家分享TPE在汽车与可穿戴行业的应用,对于陶氏弹性体感兴趣的朋友,不防可以到会场与明明博士一起探讨弹性体技术方面的问题。

主要议题

1. 全球/中国热塑性弹性体行业的发展

IHS化工聚合物与弹性体副总监——徐徐

2. TPE色彩以及工艺在电子消费品上应用

深圳市知行创新工业设计有限公司设计总监 邹滔(红点奖得主)

3.TPE在充电桩行业应用以及标准

江苏鼎启钟华新型材料有限公司

4.TPU挤出线缆材料中的应用探讨

拟邀请上海恒安、BASF

5. TPE在汽车以及可穿戴行业的应用

陶氏化学 明明博士

6.智能电子设备软性材料选择几大要素

帝斯曼 陈宇

7. TPE在白色家电及其组件中的应用

安徽雄亚 葛军

8. TPE/TPO/TPU的在汽车轻量化以及高档装饰上的应用

金纬机械 陆坤

9. TPE配方设计原理

四川大学高分子研究所 张爱民教授

10.相容剂在TPE热点应用配方中的使用

宁波能之光 张发饶

圆桌讨论畅谈:TPE行业发展,企业协作、海外市场拓展分享,产品创新;

(拟邀请行业大咖):

文章源于DOW,艾邦高分子整理编辑

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