下面以应用于大众丶福特丶吉利汽车的材料(沃特提供)为例,看看这些材料的具体性能。
项目 | 测试标准 | 单位 | PP 7000-2330LV | PP 7000-IP2420LV | PP 7000-IP2430LV | PP 7000-IP2520LV |
Item | Standards | Units | PP+EPDM-T15 | PP+EPDM-T20 | PP+EPDM-T20 | PP+EPDM-T25 |
密度 | ISO 1183-1 | g/cm3 | 1.02 | 1.06 | 1.07 | 1.09 |
Density | ||||||
燃烧残余 | ISO 3451-1 | % | 16 | 20 | 20 | 25 |
Ash | ||||||
拉伸强度 | ISO 527-2 | Mpa | 20 | 20 | 21 | 21 |
Tensile Strength | ||||||
弯曲模量 | ISO 178 | Mpa | 1650 | 1840 | 1920 | 1960 |
Flexural Modulus | ||||||
缺口冲击强度 23℃ | ISO 180 | Kj/m2 | 26 | 46 | 32 | 32 |
Notched Impact Strength 23℃ | ||||||
缺口冲击强度 -40℃ | ISO 180 | Kj/m2 | 2.2 | 3.2 | 2.6 | 2.6 |
Notched Impact Strength -40℃ | ||||||
热变形温度 0.45MPa | ISO 75-2 | ℃ | 98 | 100 | 102 | 104 |
HDT 0.45MPa | ||||||
材料收缩率 | WOTE method | % | 1.1-1.3 | 0.9-1.1 | 0.9-1.1 | 0.8-1.0 |
Material Shrinkage | ||||||
熔体流动速率 230℃*2.16Kg | ISO 1133-1 | g/10min | 30 | 20 | 30 | 20 |
MFR 230℃×2.16kg | ||||||
对应主机厂标准 | 大众 TL52388D 吉利QJLY-J7110168A | 通用 STMA012 | 通用 STMA012B 福特 WSS-M4D550-A10 | 福特 WSS-M4D550-B | ||
主要性能特点 | 低气味,低VOC,耐刮擦,抗发粘,良好的刚韧平衡 | 低气味,低VOC,耐刮擦,抗发粘,高抗冲,良好的刚韧平衡 | 低气味,低VOC,耐刮擦,抗发粘,优异的加工性能,良好的刚韧平衡 | 低气味,低VOC,耐刮擦,抗发粘,良好的刚韧平衡 |
材料代替是实现轻量化另外一个重要方法。如采用低密度的PP/GF材料替代高密度的PA/GF材料。当然,这个替代并不是简单的取代,而是通过更优化的材料替代解决方案,最终评定结果方可。
图 长玻纤增强PP材料
降低设计材料密度,如低填充(0-10%)PP材料的大量应用,低密度材料需要更高的刚性。比如,沃特根据实际要求针对性的开发了高结晶PP和高性能PP+EPDM-T10材料,低填充聚丙烯具有耐刮擦好,综合性能略低或不低于T20系列材料,减重效率高且不需要额外改造或增加设备,在轻量化开发中得到了广泛的应用。
发泡技术是可以大大降低材料的重量。当然,发泡材料必须是在不影响材料应用的前提下方可。目前,主要通过注塑发泡技术,来大大降低材料的重量。其中,注塑发泡技术可以根据模具填充方式,可以分为开模发泡技术和闭模发泡技术。
开模发泡技术需要针对模具合模结构进行修改,发泡程度更高;闭模发泡适用于普通注塑模具,但发泡程度稍低。
图 开模发泡
竟然说到注塑发泡,那什么是注塑发泡呢?下面我就具体来看看,材料是如何实现发泡并且大大降低自身重量的。注塑发泡技术按发泡剂的初始状态分为物理发泡技术和化学发泡技术:
Ø 物理发泡技术:美国卓细(Trexel)公司于上世纪90年代中成立并获得美国麻省理工学院的所有专利授权,将微发泡技术(MuCell)商品化并继续大展,现在已在世界各地获得70多个相关的专利。MuCell现已成为了一个非常成熟的革新技术在全世界被广泛使用。2011年MuCell即被用来生产2012福特Escape SUV和在欧洲推出的福特Kuga紧凑型SUV的仪表板上的两个零部件,即基板固定架和拔顶装置。
物理发泡的特点:对材料要求低,外观较差,不能直接用于外观件。
图 物理发泡原理图
图 破泡
图 5Ø沃特PP 7000-2450发泡效果(闭模发泡-减重6-10%)
图 PP 7000-2450发泡效果 (开模发泡-减重12-20%)
项目 | 测试标准 | 单位 | PP 7000-0015HCLV | PP 7000-2220LV | PP 7000-2450 | PP 7000-3615 |
Item | Standards | Units | 高结晶PP | PP+EPDM-T10 | 发泡专用PP+EPDM-T20 | PP+30%GF |
密度 | ISO 1183-1 | g/cm3 | 0.91 | 0.98 | 1.05 | 1.13 |
Density | ||||||
燃烧残余 | ISO 3451-1 | % | - | 11 | 20 | 30 |
Ash | ||||||
拉伸强度 | ISO 527-2 | Mpa | 25 | 24 | 19 | 92 |
Tensile Strength | ||||||
弯曲模量 | ISO 178 | Mpa | 1310 | 1410 | 2000 | 6800 |
Flexural Modulus | ||||||
缺口冲击强度 23℃ | ISO 180 | Kj/m2 | 14 | 37 | 37 | 14 |
Notched Impact Strength 23℃ | ||||||
缺口冲击强度 -40℃ | ISO 180 | Kj/m2 | 2.1 | 2.8 | 2.5 | - |
Notched Impact Strength -40℃ | ||||||
热变形温度 0.45MPa | ISO 75-2 | ℃ | 98 | 97 | 102 | 151 |
HDT 0.45MPa | ||||||
材料收缩率 | WOTE method | % | 1.4-1.7 | 1.15-1.35 | 0.9-1.1 | 0.3-0.5 |
Material Shrinkage | ||||||
熔体流动速率 230℃*2.16Kg | ISO 1133-1 | g/10min | 16 | 20 | 50 | 15 |
MFR 230℃×2.16kg | ||||||
轻量化优势 | 替代PP+EPDM-T15材料,减重12% | 替代PP+EPDM-T20材料,减重8% | 用于注塑发泡成型,减重10% | 替代PA6+30GF,耐热稍低,减重20% | ||
对应主机厂标准 | 福特WSS-M4D638-B 大众 TL52452 大众 VW44045-PP4 | 大众 TL52388G | - | 大众 VW44045-PP10 | ||
主要性能特点 | 低密度,高刚性,低气味,低VOC,耐刮擦,抗应力发白 | 低气味,低VOC,耐刮擦,抗发粘,优异的刚韧平衡 | 优异的刚韧平衡,优异的加工性能,高熔体强度,发泡后性能损失低 | 优异的尺寸稳定性、高刚性、高耐热、耐长期老化 |
关于沃特
沃特新材料创建于2001年,专业从事特种高分子材料、环保工程塑料的研发、生产、技术咨询及其相关国际贸易。 总部位于深圳南山智恒战略性新兴产业园,为国家高新技术企业,广东省制造业100强。下设两个制造基地、三个研发中心,并在欧洲、香港、华南、华东各地设有分支机构。目前,由国内外专家带领的研发团队针对汽车材料要求进行了深入的研究,已成功开发了十几个品种500多个牌号的汽车专用料,全面覆盖了汽车材料需求。
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