特斯拉上海超级工厂即将投产,蔚来汽车交付量超预期仍持续亏损,恒大新能源大规模“招兵买马”,小鹏汽车老客户维权风波,FF创始人贾跃亭在美申请个人破产重组……新能源成为风口这两三年,造车新势力“你方唱罢我登场”,热闹非凡。与此同时,大众、通用、丰田等传统造车势力纷纷布局新能源领域,瞄准这个新兴市场。
作为全球最大的新能源市场,2018年,中国新能源汽车保有量接近292万辆,占全球一半左右,产销量继续保持全球第一中国机械网okmao.com。新能源产业的快速发展,反映了人类对绿色低碳出行的重视,但电池寿命短、行驶里程少的缺陷也制约了其发展。对新能源汽车来说,重量的减轻意味着续航里程的增加。研究表明,纯电动汽车整车质量若降低10kg,续驶里程则可增加2.5km。不论是减少传统内燃机汽车油耗,还是提高新能源汽车的行驶里程,降低整车重量都是汽车产业的发展方向。
轻量化技术在新能源汽车设计中将越来越受重视。对非金属材料而言,目前应用相对成熟的轻量化技术包括制品薄壁化(如门板、保险杠等)、以塑代钢(如汽车尾门、前端模块)和低密度材料等。在车用塑料品种中,以聚丙烯(PP)材料占用量最高,所占塑料使用量的比例已经达到40%左右。此外,碳纤维复合材料、阻燃材料也越来越多地应用于新能源汽车领域。
1、薄壁化PP材料
汽车部件薄壁化是指用更薄的壁厚设计取代传统壁厚设计,在保证制件满足刚性要求和韧性要求的同时,达到减重目的。由于PP材料密度轻、易回收、性价比高,因此被广泛应用于汽车薄壁化部件。
为满足薄壁化保险杠的要求,薄壁PP材料必须具备“三高”性能:高流动性、高模量及高韧性。金旸JVP-3202薄壁化PP材料,具备“三高”性能,可满足2.2mm保险杠机械性能要求,相比2.8mm壁厚保险杠可实现21%的减重效果。以保险杠为例,金旸薄壁化PP保险杠制件,不仅能减轻汽车重量,还能通过缩短注塑过程中的冷却时间,减少生产时间,提高生产效率。

金旸薄壁化PP保险杠制件
2、长玻纤PP材料
长玻纤增强PP材料(PP-LGF)的玻纤长度一般在3mm以上,与相似的短纤维(纤维长度约小于1mm)增强PP材料相比,无论在强度、抗冲击性能、能量的吸收率等方面都得到了明显提升,具有比强度高、比模量高、抗冲击性强、尺寸稳定和翘曲度低等显著特点,而且不吸水且密度更低、性价比更高,因此逐步取代部分短玻纤增强PP应用于汽车零部件。

金旸长玻纤PP发动机罩制件
金旸开发的PP-LGF系列产品以专用模头强制分散玻纤,将每一根玻纤都均匀涂覆塑料材料,注塑后,制品不会有玻纤团聚的现象,且其表面光亮、浮纤少。目前,该系列产品已应用于发动机罩、仪表板本体骨架、电池托架、前端模块、控电盒、座椅支撑架等汽车零部件。
3、碳纤维复合材料
碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度、比模量以及优异的导热导电性能,素有“材料之王”的美誉。以碳纤维为增强体,结合工程塑料耐腐蚀、低比重、抗冲击、易成型、可二次使用等优点制备的碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP),因其出色的性能而广泛应用于汽车领域。

金旸碳纤维增强PA66进气歧管制件
金旸碳纤维增强热塑性复合材料,比强度是传统金属材料的1.5~2.4倍,可以实现10%~20%的减重。凭借出众的性能,它在前端模块、发动机周边、车身、座椅骨架、蓄电池托架、仪表台骨架等零部件上表现出众。
4、新能源阻燃材料
凭借绝缘、加工方便、质量轻等优势,轻量化塑料成为新能源动力电池、充电桩等配套设施和零部件的首选材料。针对动力电池壳体保护,金旸采用塑包铝方式,即玻纤阻燃尼龙6与铝嵌注方式结合,可以减小制件壁厚,减轻壳体重量,并且散热效果好,可一次注塑成型,冲击性能好,达到V-0级别阻燃。

金旸阻燃PC/ASA充电桩外壳制件
阻燃改性塑料在充电桩上同样表现不俗。金旸PC/ASA材料具有无卤阻燃、优异耐候性能、高低温性能好等优点,可应用于充电桩壳体。金旸PA66材料具有高低温性能出色、电绝缘性能优异、阻燃级别高、尺寸稳定性好等优点,可应用于充电桩插头插座。
汽车轻量化与环保密不可分,它是实现节能减排和可持续发展的必经之路。塑料及其复合材料作为性能优异的轻质材料,值得材料供应商和汽车制造商投入更多资源进行研发与应用。随着材料技术的发展与进步,将会涌现越来越丰富的新能源轻量化解决方案。
几天后,全球塑料行业代表将齐聚杜塞尔多夫,参加2019年国际橡塑展(K 2019)。全球性聚合物生产商HEXPOL TPE将在此次展会上打出“柔软、安全和可持续”的口号,并展示最新研发的产品。该公司推出的重磅产品包括含有回收成分的热塑性弹性体(TPE)产品系列。最新的TPE产品将在Dryflex Circular品牌名下进行销售。
HEXPOL TPE英国地区的研发技术专家和可持续发展主管Kirsty Wood评论道:“聚合物行业正在发生一系列变化,我们都更加意识到我们的产品和经营对环境产生的影响。消费者比以往任何时候都更清楚塑料产品在使用结束时将被如何处置:它们可能被回收、焚烧、填埋,也可能扔进大海。我们注意到,我们的客户设置了更高的“绿色”目标,而且环保责任感也在增强,希望使用对环境影响较小的化合物。因此市场对符合循环经济理念的回收材料的需求正在上升。我们同样具有这种责任感,也很高兴能在这次展会上展示我们阵容不断扩大的含有可回收成分的TPE产品。”
根据不同的回收材料来源,Dryflex Circular产品划分为多个系列,这有助于明确材料来源。根据国际标准化组织14021:2016的定义,目前有基于以下回收材料来源的产品系列:
POst Industrial Recyclate(也可称为Pre Consumer)
回收材料源于生产过程中的废物流,但不包括返工、再研磨材料或在生产过程中产生的碎屑,以及由某生产流程产生,但同时又能对其回收重进进入该生产流程的材料。
POst Consumer Recyclate (PCR)
居民户或商业、工业和公共机构作为产品(不再能满足预期使用目的)最终用户产生的回收材料。
Dryflex Circular热塑性弹性体拥有较宽的硬度范围(最低为40 Shore A),按重量回收成分的占比可高达80%。Dryflex Circular TPE系列产品根据国际标准化组织9001和14001标准生产,所有产品都符合RoHS、REACH和SVHC标准。
对于产品开发, HEXPOL TPE的全球研发经理Klas Dannäs补充道:“我们于2005年售出第一批基于回收成分的TPE产品。开发这些产品最初是为了满足汽车行业的需求,因为汽车行业必须更广泛地使用回收产品,并须遵循欧盟的《关于报废汽车的技术指令》。在此期间,塑料和回收行业发生了很大变化。为了满足不断变化的需求,我们开发了Dryflex Circular TPE产品组合。这款新的配方产品包括多个基于一系列回收材料的牌号。目前我们正在研发新的技术。这为我们的客户提供了更多选择,并有助于打造更加可持续的塑料行业”。
应用领域
目前,Dryflex PCR牌号仅有黑色产品。产品主要应用于汽车外饰,如挡泥板、车梯和轮拱内衬。这些牌号的产品也可用于户外设备,如割草机轮子或安全栅栏。Dryflex PIR牌号有自然色产品,可让设计更多样。产品主要应用于消费品、运动器材、鞋类、家居和汽车应用。
Dryflex Circular:PCR牌号产品示例
Dryflex PCR牌号的回收材料包括从报废车辆(包括汽车内外饰)回收的聚丙烯。
Dryflex Circular:PIR牌号示例
Dryflex PIR牌号的回收材料包括生产消费、建筑和居家产品(包括婴幼儿产品)过程中来自废物流的材料。
Dannäs总结道:“越来越多的公司就可持续材料的研发向我们取经,这些材料包括我们的Dryflex Green植物基软塑料以及含有回收成分的最新Dryflex Circular TPE产品。这是HEXPOL TPE真正擅长的领域,也是我们热爱的领域。”