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​汽车车灯注塑系列-塑料材料

 

 

汽车车灯塑料材料

  车灯是汽车必不可缺的组件,关系到汽车的照明、信号、装饰。车灯生产经历了多年的发展,塑料化程度已经高达96%以上。

  汽车车灯主要部件由反射镜、透镜、壳体、光源、电子电路、及安装配件等构成,目前我国车灯应用塑料主要有PC、PP、ABS、PC/ABS、PMMA、PBT、PET、PA、BMC和其他少数塑料材料。塑料具有质量轻,且有耐腐蚀、耐冲击性好、透明度高、绝缘性好、导热低、机械性能好、可塑性强、成型加工等优点,越来越广泛应用在各个领域中。

1、聚碳酸酯 (PC )

  聚碳酸酯(PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物。聚碳酸酯由于其优良的机械性能,被称为防弹胶。具有机械强度高、使用温度范围广、电绝缘性能好(但防电弧性能不变)、尺寸稳定性好、透明性好等特点。被广泛使用于车灯及其他领域。

  PC在前灯中塑料类材料中占比 50% 左右,主要应用在前照灯和雾灯的反光镜、镀铝装饰件及面罩PC与镀铝层结合力很好,可以在PC基材上直接镀铝。

PC反光镜

PC镀铝装饰条

2、改性聚丙烯

  聚丙烯简称PP,汽车车灯多用改性聚丙烯。改性PP的电绝缘性和耐化学腐蚀强、耐疲劳性好,在通用塑料中力学性能和耐热性最高,相比其他塑料价格优势明显。

  改性PP在车灯塑料类材料中占比30%,可用于车尾灯的后盖、饰板和线束导槽、前照灯的灯体和后盖。

灯体

3、PMMA

  PMMA俗称亚克力或有机玻璃,是一种透明的非结晶性塑料。具有较好的机械性能,常温下坚固而刚硬,透光率大于92%,在室外使用10年后仅降至89%,长时间暴露在室外仍维持不变形,具有耐候性好、力学强度高、机械加工性能好等优良特性,并能够抵抗多种化学品侵蚀,主要用于光学透明制品。

  在汽车车灯领域可用于面罩和光导材料。

4、ABS、PC/ABS合金

  ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元共聚物。在车灯领域ABS 一般是与 PC 材料进行改性后使用,兼顾两种材料各自的优点,长期耐热温度可以达到 110~120℃,也可根据使用温度和冲击性能来调节ABS中PC比例。ABS、PC/ABS 合金一般用于后灯壳体和饰板。

PC/ABS尾灯壳正反面

5、PBT

  PBT俗称聚对苯二甲丁二醇酯,改性后的PBT力学性能较好(玻璃纤维增强PBT占市场的70%以上),与 PA、POM相似,摩擦系数小,自润滑性好,热稳定性和化学稳定性好,电绝缘性优异,刚性和硬度高,冲击好,尺寸稳定性高,耐热性好。

  PBT在车灯中一般应用于前照灯的饰圈、调节装置中的支架。PBT和ASA改性后再加玻纤增强可以用来做雾灯的壳体。

PBT镀铝饰件

PBT雾灯灯体

6、PET

  俗称涤纶,与PBT统称为热塑性聚酯,或饱和聚酯。车灯装饰圈材料过去一直以耐热 PC 塑料为主,近年来逐渐被PET 所替代。PET 车灯材料相对于耐热 PC塑料突出的特点是耐热高、加工性好、成本低。

  材料加工零件表面光泽高;具有优良的加工稳定性及良好的耐水解性;具有优异的流动性和耐热性能 ; 材料价格与耐热 PC 相比,可以大幅降低系统成本。

PET镀铝车灯装饰圈

7、尼龙(PA)

  PA聚酰胺俗称尼龙,是一类庞大的塑料品种。车灯中普通的螺钉调节或者支架使用玻纤增强尼龙6或者玻纤增强尼龙66。

  芳香族PA是特种尼龙,比PA6或PA66具有更高的耐热温度和强度,用于车灯中一些重要的调节结构和内部支架。 PA+50%GF 材料用于在前灯灯体调光支架。还有 PA66 用于前灯内部件中调光螺母,安装螺母和球头螺母等。

芳香族尼龙灯体调光支架(+50%GF)

球头螺母

8、PEI

  PEI,聚醚酰亚胺,Polyetherimide简称PEI,是琥珀色透明固体,不添加任何添加剂就有固有的阻燃性和低烟度,氧指数为47%,燃烧等级为UL94-V-0级,密度为1.28~1.42g/cm3。

  PEI具有很强的高温稳定性,即使是非增强型的PEI,仍具有很好的韧性和强度。因此利用PEI优越的热稳定性可用来制作高温耐热器件。具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能,并可透过微波。PEI还有良好的阻燃性、抗化学反应以及电绝缘特性。

一些灯新设计的轿车前灯车灯反光镜开始使用PEI。

前灯反光镜

9、BMC材料
    BMC材料是热固性材料,主要用于生产前灯反光镜(也叫反光碗等),BMC是由  短切玻璃纤维与不饱和聚酯浆料混合而成的团状预浸料。适于采用模压、传递模塑注塑成型等工艺成型,制得的制品机械性能良好、尺寸稳定性高、表面光洁度好,耐水、耐油、耐蚀性优良,耐热,电性能优良,尤其是耐电弧性可达到190s左右。按配方配成树脂浆料,主要成分同片状模塑料,填料增多,一般不用增稠剂,再将树脂浆料与短切玻璃纤维(长度约3~25mm)充分混合制得。
(1)一般性能
lBMC(DMC)的比重较大,在1.3~2.1之间;
l制品外观光亮,手感好,有硬而厚重的感觉;
l用火加热会产生很多油烟,并有苯乙烯气味;
l某些品种的BMC(DMC)难燃,但某些品种又极易燃烧,燃烧后留下无机物质。
(2)尺寸稳定性
lBMC(DMC)的线膨胀系数是(1.3~3.5)×10-5K-1,比一般的热塑性塑料小,因而使得BMC(DMC)具有很高的尺寸稳定性和尺寸精度。
l温度对BMC(DMC)的尺寸稳定性影响很小,但湿度的影响则较严重,BMC吸湿后会膨胀。BMC(DMC)的线膨胀系数和钢、铝的很接近,因此可以和其进行复合。
(⒊)机械强度
    BMC(DMC)的拉伸、弯曲、冲击强度等性能高于热塑性塑料,抗蠕变也比热塑性塑料好。
(⒋)耐水和溶剂性
    BMC(DMC)对水、乙醇、脂肪烃、油脂、油具有良好的耐腐蚀性,但是不耐酮、氯碳氢化合物、芳香烃、酸碱等。
BMC(DMC)吸水率低,浸泡一天后绝缘性能仍然很好。
(5)耐热性
    BMC(DMC)的耐热性比一般工程塑料都要好,热变形温度HDT为200~280℃,可长期在130℃温度下使用。
(6)耐老化性
    BMC(DMC)的耐老化性能很好,在室内可用15~20年,户外暴晒10年后其强度保持率在60%以上。
(7)电性能
      BMC(DMC)的耐电弧性最突出,可以达到190秒左右。
(8)低臭气性
    BMC(DMC)采用的苯乙烯交联剂在固化后仍会有0.1%的残留,加热时会发出臭味。因此用于食品器具(如微波炉餐具)的BMC(DMC)应选用无残留苯乙烯单体型的UP树脂。
  总之,汽车产业是衡量国家制造业的标准之一,工程塑料的不断发展为汽车行业带来无限生机,仅仅车灯就有如此多的应用。


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