比年来,跟着汽车产业的疾速进展,汽车运用最为老练的汽车轻量化材料包罗改性塑料及其复合材料和以合金为主的轻质合金等材料。在汽车内饰材料、承重零部件,以及新动力动力电池等零部件中均能看到高分子材料运用的身影。不过这些材料在阻燃方面的功能不尽抱负,因而,将这些材料运用于汽车零部件时,重要斟酌的题目便是平安性。晋升这种材料的阻燃功能是今朝升高汽车平安性的重要手法。本文将从汽车来日方位讲起,讲解各式阻燃高分子材料及其进展方位。
汽车零部件用阻燃高分子材料来日进展方位
方今,运用于汽车零部件的阻燃高分子材料重要以PP、PU、ABS及PC等材料为主,针对一些汽车零部件的特别须要,还同时开采出一系列高功能的阻燃高分子材料。环保、高效以及卓绝的呆板加工功能和力学功能的阻燃高分子材料,将是汽车零部件用改性塑料的进展方位。
比拟于保守燃油车,新动力汽车新增了电池组模块、充电桩及充电枪等部件,单台新动力车电池组模块工程塑料的行使量约30kg,新动力车塑料壳体方今重要行使改性PP、PPS、PPO等。充电桩由于较高的行使准则和严酷的行使处境对工程塑料须要较大,每个充电桩约需6kg工程塑料,方今罕见的重要有PBT、PA和PC等。
表1改性塑料在汽车零部件中的行使环境
将高分子材料运用到汽车零部件中,务必保证材料的阻燃防火功能抵达国度准则。大部份高分子材料的阻燃功能不尽抱负,因而运用于汽车零部件时均须要对其举办阻燃改性,制备成具备阻燃功能的高分子材料,将其极限氧指数(LOI)晋升至25.0%~35.0%,有用晋升汽车平安指数。
高分子材料的焚烧机理
当温度高涨至肯定命值时,高分子材料受热首先降解为大分子化合物,而后延续裂解为低分子量化合物。这些低分子量的化合物是具备蒸发性的可燃物资,当其在空气中积攒到肯定浓度时,就会产生焚烧局面,焚烧热量的释放又进一步增进了高分子材料的降解。高分子材料的焚烧分为两个经过,即热氧的降解与焚烧。
阻燃高分子材料在汽车零部件中的运用
方今,在汽车承重件、新动力车电池组等汽车零部件中,随地看来高分子材料运用的身影。高分子材料在车用零部件中的运用,以及晋升汽车平安性的须要,增进了阻燃型高分子材料的进展。当下运用的阻燃高分子材料重要以PP、PU、ABS和PC为主,依据汽车零部件的特别须要也响应有复合材料(合金化)、PA、PBT和PMMA等材料的行使。
1、阻燃PP
聚丙烯(PP)是车用塑估顶用量最大的高分子材料,具备卓绝的耐化学腐化,而且加工经过简略、成本低,宽泛运用于汽车仪容盘、电池包外壳、门护板、立柱、座椅护板、保证杠等。由于未增加阻燃剂前的PP的阻燃型较差,其极限氧指数(LOI)仅为17.8%,产肇事项后轻易焚烧。方今,国表里对汽车阻燃用PP协商重要缭绕对聚丙烯基体举办改性,同时经过增加低毒、无卤阻燃剂,开采具备卓绝力学功能和阻燃成效的聚丙烯复合材料,以知足汽车零部件的阻燃须要。
方今,实用于聚丙烯的阻燃剂重要为增加型阻燃剂,运用较多的有卤系阻燃剂(罕用的有溴系阻燃剂或溴-锑协效阻燃编制)、无机填充型阻燃剂(罕用的有氢氧化镁和氢氧化铝)、磷系(三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、聚磷酸铵、磷腈、磷酸酯等)、氮系(MCA、APP、MPP等),以及膨胀型阻燃剂(IFR)。跟着严酷的环保战术的实行,以及无卤化推行,高分子材料用阻燃剂无卤化已是大局所趋。
以聚丙烯为基体,以长玻纤维为填充材料,列入磷氮系无卤膨胀型阻燃剂、三聚氰胺尿酸盐、多聚膦酸密胺盐制备获得长玻纤加强无卤阻燃聚丙烯电池槽。制备经过中还采取了双母粒制备法,经过别离制备长玻纤维长玻纤母粒和无卤阻燃母粒,将两者搀和平均后直接注塑制得阻燃PP成品。双母粒制备法防止了长玻纤母粒建立经过中由于太过剪切引发的剪切区温渡太高引发阻燃剂降解和玻纤长度短引发的力学功能降落题目。
聚丙烯纤维/木纤维/麻纤维三元复合材料是一种罕见的汽车内饰件材料。
阻燃PP无卤化改性手艺中,IFR因其对PP加工震动性,低密度上风影响最小且卓绝的阻燃效率,以及用量少和低烟无毒等长处,被以为是无卤阻燃PP中最优前程的进展方位之一。
阻燃PP在我国起步较晚,但进展很快。尤其是比年来增加迅猛的新动力汽车行业直接鞭策了阻燃PP须要量的疾速增加,国内浩繁高校、科研机构以及企业介入到车用零部件阻燃PP的开采中来。此后,车用阻燃PP的协商将中心聚焦于高效和环保,经过抉择无卤阻燃剂、膨胀型阻燃剂、磷氮系阻燃剂以及复配型阻燃剂同时贯串其余助剂,开采出功能卓绝的阻燃PP材料。
2、阻燃ABS
ABS是寰球用量最大的家电用高分子材料,我国约80%的ABS耗费量是用于家电临盆。ABS由于具备很强的塑料表面涂装的持久性和防腐性,是适当汽车涂装的榜样材料,也将其运用于汽车零部件的临盆。由于ABS树脂只含有C、H、O三种元素,自己不具备阻燃功能,这使得ABS树脂在高温阶段褂讪性差,极易焚烧;在点燃的经过中还伴随异味气体和黑烟颗粒的形成,将其直接用于车用零部件存有平安隐患。于是在行使前务必对其举办阻燃功能、耐热功能做改性责罚。
卤系阻燃剂的阻燃效率对照高,个中溴系阻燃成果又好过氯系,尽管有着环保方面的强壮压力,溴系阻燃剂依托反常赶上的阻燃成果和便宜的成本两大上风,对一些阻燃准则请求矜重的周围和某些难于阻燃的材料,溴系阻燃剂仍是最实践的抉择。电子电器产物中约有70%为溴系阻燃剂,个中十溴二苯乙烷重要用于ABS的阻燃。但环保无卤化的推行,也让无卤、磷氮系阻燃剂用于ABS遭到