聚酰胺工程塑料在汽車工業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景

汽車行業(yè)在大多數(shù)國家都是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，材料工業(yè)是汽車行業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。鋼鐵材料是汽車的主要材料，隨著科學技術(shù)的進步和汽車輕量化、舒適化及節(jié)能的需要，各國汽車生產(chǎn)在汽車上采用塑料和輕金屬材料，不僅在減輕車身自重方面節(jié)省油耗，并且還能在汽車制造過程中節(jié)省能源消耗。采用塑料制件還可簡化汽車裝配工藝，節(jié)省勞力，降低生產(chǎn)成本。

七十年代以來，汽車塑料的用量以較快的速度增長，特別是轎車用塑料目前已占車重的10%左右。在當今世界上，汽車中塑料件用量的多少已成為衡量汽車制造業(yè)水平高低的一個重要標志。

汽車塑料應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展帶來了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，塑料的用量和比例仍將逐年增長。目前用于汽車的塑料品種主要有聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、熱塑性聚酯(PBT,PET)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、不飽和聚酯(PU)、酚醛塑料(PF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及一些新型特種工程塑料等。

聚酰胺(尼龍)具有良好的耐熱性，可以經(jīng)受汽車發(fā)動機運轉(zhuǎn)等產(chǎn)生的高溫和外界的高低溫變化;有優(yōu)良的耐油性，可以經(jīng)受汽車上使用的汽油、機油、齒輪油、制動油和潤滑酯;有優(yōu)良的耐化學藥品性，不受汽車冷卻液、蓄電池液等的腐蝕;有優(yōu)異的耐老化性和耐磨性;因而被廣泛地用作汽車各種部件，尤其是發(fā)動機罩下耐熱部件和輸氣、輸油管線，是汽車工業(yè)中應(yīng)用最早、用量*的工程塑料。用于汽車的聚酰胺塑料品種有PA6、PA66、共聚尼龍、PA11、PA12、非結(jié)晶型尼龍及各種尼龍合金。

國外汽車用聚酰胺工程塑料現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

塑料在汽車上的應(yīng)用研究始于50年代初，60年代實現(xiàn)了商品化生產(chǎn)。隨著汽車工業(yè)和塑料工業(yè)的發(fā)展，汽車用塑料不但在數(shù)量上逐年增加，而且在品種結(jié)構(gòu)上也已發(fā)生了很大的變化。汽車塑料件已經(jīng)由初期以通用塑料為主生產(chǎn)的內(nèi)裝件擴展到由高性能高強度材料制成的車身外裝件和功能結(jié)構(gòu)件，聚酰胺等通用工程塑料及其復合材料的用量和比例顯著增加。如西歐1983 年平均每輛汽車使用4.5公斤聚酰胺塑料件，1990年就增長到每輛6.9公斤。據(jù)統(tǒng)計，1993年美國運輸用聚酰胺塑料(包括車用及少量鐵路和飛機用聚酰胺塑料)消耗量為96000噸，西歐消耗量為94000噸。汽車工業(yè)是聚酰胺塑料的主要應(yīng)用領(lǐng)域，聚酰胺塑料在汽車上的用量占其總用量的30%，這一比例高出所有其它汽車用塑料品種。40%的汽車用聚酰胺塑料是用作汽車發(fā)動機罩下零部件，這主要是由于汽車向小型化、輕量化發(fā)展，使發(fā)動機室體積縮小，溫度升高，因而要求發(fā)動機罩下零部件更耐高溫，而聚酰胺工程塑料通過改性，能充分滿足這一要求。

近年來，國外制造精密中空零件的模塑加工技術(shù)發(fā)展很快，特別是熔芯注射成型技術(shù)逐步被廣泛采用，大大促進了聚酰胺工程塑料代替鋼鐵、銅、鋁等金屬制造汽車零部件。盡管在空氣濾清器等零部件方面，聚酰胺正在被價廉的聚丙烯取代，但人們對聚酰胺塑料在汽車上的應(yīng)用前景仍持樂觀態(tài)度。據(jù)預測，1994年美國汽車用聚酰胺工程塑料將增長10%以上，而歐洲汽車用聚酰胺塑料的消費量在未來七、八年內(nèi)將增長近一倍。

PA6發(fā)展歷程：PA6自1939年美國杜邦公司PA66工業(yè)化以來，尼在工程塑料無論從品種還是產(chǎn)量，以及生產(chǎn)技術(shù)方面都取得了重大的發(fā)展。1942年BASF公司開發(fā)了PA6工業(yè)化技術(shù);1941年杜邦公司開發(fā)了PA610;1955年法國阿托化學(Atochem)公司生產(chǎn)出PA11;1961年中國上海賽璐珞廠開發(fā)了PA1010生產(chǎn)技術(shù);1966年德國許爾斯化學(Hüls)公司實現(xiàn)了PA12工業(yè)化生產(chǎn);1972年杜邦公司開發(fā)了PA612生產(chǎn)技術(shù);1980年荷蘭DSM公司成功開發(fā)了PA46生產(chǎn)技術(shù)。在產(chǎn)中系列化方面，以日本的宇部興產(chǎn)、東麗公司、杜邦公司等處于*地位。

PA6性質(zhì)：結(jié)晶性熱可塑性塑料，有明顯熔點,為260-270℃，本身具吸水基故有吸水性，成形前須干燥，溫度過高干燥則尼龍粒變色。PA6的化學物理特性和PA66很相似，然而，它的熔點較低，而且工藝溫度范圍很寬。它的抗沖擊性和抗溶解性比PA66要好，但吸濕性也更強。因為塑件的許多品質(zhì)特性都要收到吸濕性的影響，因此使用PA6設(shè)計產(chǎn)品時要充分考慮這一點。為了提高PA6的機械特性，經(jīng)常加入各種各樣的改性劑。玻璃纖維就是最常見的添加劑，有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠，如EPDM和SBR等。對于沒有添加劑的產(chǎn)品，PA6的收縮1%到1.5%之間。加入玻璃纖維添加劑可以使收縮率降低到0.3%(但和流程相垂直的方向還要稍高一些)。成型組裝的收縮率主要受材料的結(jié)晶度和吸濕性影響。實際的收縮率還和塑件設(shè)計、壁厚及其它工藝參數(shù)成。

優(yōu)點：1、具高抗張強度;

2、耐韌、耐沖擊性特優(yōu);

3、自潤性、耐磨性佳、耐藥品性優(yōu);

4、低溫特性佳;

5、具自熄性;

德國巴斯夫 PA6注塑工藝：原料的干燥→適家的工業(yè)條件→制品的后處理

純PA6注塑工藝參工藝條件：

一、制品厚度/mm<3;澆口直徑/mm=1.0;澆口長度/mm:*為1:

1.柱塞式:料筒溫度℃:前部:240~260℃,中部230~250℃,前部230~250℃,噴嘴220~240℃;模具溫度(℃):20-80℃;注射壓力/Mpa：90~200;成型周期/S：5~20;注射總周期/S：20~50。

2.螺桿式:料筒溫度℃:前部:210~220℃,中部210~240℃,前部210~240℃,噴嘴210~230℃;模具溫度(℃):20-80℃;注射壓力/Mpa：60~120;成型周期/S：5~20;注射總周期/S：20~0;螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min):50-120。

二、制品厚度/mm:3~6mm;澆口直徑/mm:1.0~3.0;澆口長度/mm:*為1.5:

1.柱塞式:料筒溫度℃:前部:240~260℃,中部220~250℃,前部220~250℃,噴嘴210~230℃;模具溫度(℃):20-80℃;注射壓力/Mpa：80~200;成型周期/S：10~40;注射總周期/S：25~70。

2.螺桿式:料筒溫度℃:前部:210~220℃,中部210~230℃,前部210~230℃,噴嘴210~230℃;模具溫度(℃):20-80℃;注射壓力/Mpa：60~120;成型周期/S：10~40;注射總周期/S：25~70;螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min):50-120。

三、制品厚度/mm>6;澆口直徑/mm:3.0~4.5;澆口長度/mm:澆口的1/2:料筒溫度℃:前部:230~260℃,中部240~260℃,前部240~260℃,噴嘴210~230℃;模具溫度(℃):25-85℃;注射壓力/Mpa：85~160;成型周期/S：20~60;注射總周期/S：40~120。

PA6應(yīng)用:隨石油化學工業(yè)和其他工業(yè)的發(fā)展，為尼龍工程塑料的發(fā)展提供了豐富，價廉的原料和廣闊的市場，尼龍主要用于汽車工業(yè)，電氣電子工業(yè)，交通運輸業(yè)，機械制造業(yè)，電線電纜通訊業(yè)，薄膜及日常用品，其中用于汽車工業(yè)的尼龍約占尼龍總銷量的1/3.主要是利用尼龍樹脂的密度小和優(yōu)良的綜合性能,以適合汽車輕量節(jié)能的要求.特別是利用它的機械強度較好,耐磨,耐油,自潤滑等特點，制造各種軸承，齒輪，滑輪，輸油管，儲油器，耐油墊片，保護罩，支撐架，車輪罩蓋，導流板，風扇，空氣過濾器外殼，散熱器水室，制動管，發(fā)動機罩，車門把手等。工業(yè)生產(chǎn)中泛用于制造軸承、圓齒輪、凸輪、傘齒輪、各種滾子、滑輪、泵葉輪、風扇葉片、蝸輪、推進器、螺釘、螺母、墊片、高壓密封圈、耐油密封墊片、耐油容器、外殼、軟管、電纜護套、剪切機滑輪套、牛頭刨床滑塊、電磁分配閥座、冷陳設(shè)備、襯墊、軸承保持架、汽車和拖拉機上各種輸油管、活塞、繩索、傳動皮帶，紡織機械工業(yè)設(shè)備零霧料，以及日用品和包裝薄膜等。

PA6 美國杜邦 73G20L玻纖增強20%

PA6 美國杜邦 73G30L玻纖增強30%

PA6 美國杜邦 73G30HSL玻纖增強30%

PA6 美國杜邦 73G45HSL玻纖增強45%

PA6 美國杜邦 73M30 73M40 特殊尼龍料

PA6 美國杜邦 FR10 無鹵環(huán)保'防火V0 7300W 7335F

PA6 美國杜邦 PA3508透明尼龍?

PA6 德國巴斯夫B3EG10 阻燃HB 玻纖50% 高剛性 尺寸穩(wěn)定

PA6 德國巴斯夫B3EG7玻纖35% 絕緣性好 阻燃HB

PA6 德國巴斯夫B3ZG6 B3EG6玻纖30% 高剛性 尺寸穩(wěn)定 阻燃HB

PA6 德國巴斯夫B3EG3玻纖15% 高剛性 尺寸穩(wěn)定 阻燃HB

PA6 德國巴斯夫B3WG3玻纖15% 阻燃HB

PA6 德國巴斯夫B3WG6玻纖30% 高剛性 尺寸穩(wěn)定 阻燃HB

PA6 德國巴斯夫B3WG7玻纖35% 阻燃HB 高剛性 尺寸穩(wěn)定

PA6 德國巴斯夫B36FN 高速透明

PA6 德國巴斯夫B3S、B30S、標準級，高流動

PA6 德國巴斯夫B3K B3UG4 B3UGM210 B3ZG6 B3WM602, E3120 BK