盤點(diǎn)：汽車中的ABS大家族

說明：本文章的第一作者為胡沁、王斌，第二作者為陳曉東；文章原標(biāo)題《ABS樹脂在汽車行業(yè)的應(yīng)用》

摘要：ABS樹脂一直在汽車內(nèi)外飾零件生產(chǎn)中起著重要作用，因其具有優(yōu)異的機(jī)械性能和加工性能，在汽車行業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛。目前，ABS樹脂的發(fā)展趨勢正朝著高性能化、多功能化的專用樹脂方向發(fā)展，本文綜述了近年來專用ABS樹脂在汽車行業(yè)的應(yīng)用及其發(fā)展方向。

近年來，隨著我國汽車保有量的迅猛增長，我國ABS樹脂消費(fèi)市場和應(yīng)用的重心正在逐步轉(zhuǎn)移，ABS樹脂在交通運(yùn)輸領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用，尤其是汽車內(nèi)外飾件制品成為了ABS樹脂新的消費(fèi)亮點(diǎn)。眾所周知，ABS樹脂是聚丁二烯橡膠與單體苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，擁有優(yōu)良的耐熱性、抗沖擊性、電鍍性、涂裝性、尺寸穩(wěn)定性及加工性能。ABS樹脂的發(fā)展趨勢正朝著高性能化、多功能化的專用樹脂方向發(fā)展，例如：耐熱ABS、耐候ABS、高抗沖ABS、高光澤ABS、啞光ABS以及抗靜電ABS等等；與此同時，ABS樹脂的合金化是ABS樹脂高性能化的另一個重要發(fā)展方向，如ABS/PC、ABS/PBT、ABS/PET、ABS/PA、ABS/PMMA等合金樹脂。推薦閱讀:掌握ABS樹脂，您一定要看看這個！

1 概述

ABS樹脂具有良好的機(jī)械性能和優(yōu)異的成型加工特性，在汽車行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。如汽車內(nèi)飾中的門板、儀表板、副儀表板、遮陽板，汽車外飾中的散熱格柵、后視鏡、車燈、牌照板等。ABS塑料在汽車產(chǎn)品上有著極其重要的地位，表1為2010年ABS樹脂在某A級汽車中用量的情況，該車總重量為1135Kg，其中ABS樹脂及其合金用量達(dá)到20kg。

表1 非金屬在某A級汽車中的用量

ABS樹脂后加工性能良好，適合進(jìn)行涂裝，電鍍，水轉(zhuǎn)印，IMD（模內(nèi)轉(zhuǎn)?。┑榷渭庸?，可以提高汽車的美觀性和舒適性。汽車檔次越高，ABS樹脂及其合金材料的用量也越多。

圖1：后視鏡

對于ABS樹脂而言，其主要應(yīng)用在汽車內(nèi)飾、外飾、車燈等系統(tǒng)，由于其工作環(huán)境和成型方法的差異，對ABS樹脂系能的要求也不盡相同，但總體來說，ABS樹脂耐熱性能、耐候性能及二次加工性能是非常重要的性能指標(biāo)。因此，針對汽車內(nèi)飾，外飾機(jī)車燈的不同應(yīng)用，開發(fā)了對應(yīng)的改性ABS品種和牌號，如耐熱ABS、低氣味ABS，電鍍ABS等，常見牌號和應(yīng)用情況如表2所示。回復(fù)“ABS”查看更多相關(guān)文章

表2：常見的汽車內(nèi)外飾部件用ABS及其合金牌號和應(yīng)用情況

2 耐熱ABS樹脂在汽車內(nèi)飾的應(yīng)用

汽車車內(nèi)是一個密閉的空間，在陽光直射下，汽車內(nèi)部的溫度上升很快，因此要求汽車內(nèi)飾材料具有較高的耐熱性能。針對汽車上不同的零件，各汽車主機(jī)廠都有相應(yīng)的耐熱要求，最低的耐熱要求也要達(dá)到95℃。大眾汽車對汽車內(nèi)飾材料的耐熱要求如表3所示。

表3 大眾汽車對內(nèi)飾材料的耐熱的性能要求

耐熱級ABS在汽車內(nèi)飾中應(yīng)用廣泛，針對不同內(nèi)飾零件的耐熱要求，國內(nèi)外原材料廠商都有生產(chǎn)不同級別的耐熱ABS，目前市場上常見的汽車內(nèi)飾用耐熱級ABS牌號如表4所示。

表4汽車廠企標(biāo)及耐熱級ABS的常見牌號

3、低氣味ABS樹脂在汽車內(nèi)飾的應(yīng)用

內(nèi)飾材料所含揮發(fā)氣體是新車味的主要來源，因此需要控制汽車內(nèi)飾件的氣體揮發(fā)量，即控制VOC和TVOC。所謂VOC（Volatile Organic Compounds），指的是車內(nèi)散發(fā)出的揮發(fā)性有機(jī)化合物，TVOC指的是各種被測量VOC的總稱。VOC常見的有苯、甲苯、乙苯、乙醛、甲醛、丙烯醛、乙醇、苯乙烯、十四碳烷、乙酸乙酯等，但對人體有較大影響的主要是苯、甲苯、甲醛和二甲苯等有害物質(zhì)，當(dāng)其達(dá)到一定濃度時，駕乘人員長時間接觸會產(chǎn)生乏力乏力、頭痛、惡心等中毒癥狀。因此，內(nèi)飾材料要嚴(yán)格管控VOC含量。您可以回復(fù)“VOC”查看更多VOC方面的文章

對車內(nèi)揮發(fā)性氣體和氣味的測試包括人的感覺測試和嚴(yán)格的儀器測試。表5為大眾汽車控制汽車車內(nèi)氣味的標(biāo)準(zhǔn)PV3900的評價內(nèi)容，評分分為6個級別。其方法是在一定實(shí)驗(yàn)條件下，將零件置于一個密封的器皿中，由專業(yè)人員憑嗅覺測試零件的氣味。主觀氣味測試實(shí)驗(yàn)條件如下：

1 常溫23 ℃，模擬正常的駕駛條件；

2 高溫40 ℃，模擬夏天的駕駛條件；

3 在2h內(nèi)，高溫80℃的條件下，模擬極端溫度和夏天暴曬后駕駛艙內(nèi)的條件。

表5 大眾汽車內(nèi)飾材料氣味評價標(biāo)準(zhǔn)

除了主觀測試氣味以外，大部分汽車主機(jī)廠都對材料的VOC成分進(jìn)行了檢測。以福特汽車為例，檢測項(xiàng)目包括苯，甲苯，二甲苯（鄰-二甲苯，對-二甲苯，間-二甲苯），乙苯，苯乙烯（要求最大限值為0.1ug/g），甲醛，乙醛，丙烯醛（要求最大限值為10ug/g）等多種有害氣體。同時福特汽車對內(nèi)飾材料的TVOC也有明確要求，如要求苯乙烯類材料TVOC值小于50ug/g，其它材料要求在100ug/g以下。

我國為了更好的管控新車車內(nèi)的空氣質(zhì)量，在2012年3月1日頒布了《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》，并開始實(shí)施。這要求材料生產(chǎn)廠商提供更低氣味、更低VOC的產(chǎn)品來滿足消費(fèi)者的需求。目前，一些公司已經(jīng)成功的推出了新一代的低氣味ABS樹脂及其合金[2]，目前市場上常見低氣味ABS及合金牌號如表4所示。

表6 常見低氣味ABS及其合金牌號

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4、低光澤ABS樹脂在汽車內(nèi)飾的應(yīng)用

通常，汽車內(nèi)飾件表面都要求低光澤，這有利于減少駕駛員的視覺疲勞，提高駕駛安全性。例如儀表板表面光澤度過高，會在擋風(fēng)玻璃上形成眩光和倒影，嚴(yán)重影響駕駛安全性。因此，ABS及其合金材料的低光澤化成為其重要發(fā)展方向，表7是通用汽車內(nèi)飾件表面光澤度的常規(guī)要求。

表7 通用汽車常見汽車內(nèi)飾件表面光澤度要求

目前常見的有低光澤ABS合金樹脂有PC/ABS和PA/ABS合金。PC/ABS合金低光澤材料耐熱高、尺寸穩(wěn)定性好、韌性高、耐候好，用于汽車儀表板面板、副儀表板等陽光間接照射的地方；PA/ABS 低光澤材料表面啞光效果佳，結(jié)合了PA和ABS樹脂的優(yōu)勢，具有優(yōu)異的耐化學(xué)品性、熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性、低溫沖擊性，同時結(jié)晶材料PA使得PA/ABS合金還具有良好的減震和吸聲性能[4]。低光澤ABS及其合金材料在汽車內(nèi)飾件的應(yīng)用，能夠有效的降低汽車內(nèi)飾件的生產(chǎn)成本，目前PC /ABS低光澤材料已經(jīng)在方向盤上下蓋、遮陽板、手套箱等零件上得到成功應(yīng)用；PA/ABS低光澤材料已經(jīng)應(yīng)用于控制面板、儀表盤罩、空調(diào)出風(fēng)口等。ABS低光澤材料不僅光澤低，而且相比涂裝具有更低的成本優(yōu)勢，將會越來越多的應(yīng)用于汽車內(nèi)飾產(chǎn)品。表8是常見低光澤ABS及其合金的牌號、特點(diǎn)及應(yīng)用情況。

表8 常見低光澤ABS及其合金的部分牌號、特點(diǎn)及應(yīng)用情況

（﹡數(shù)據(jù)來源于大眾汽車K31的皮紋的測試結(jié)果，K31為典型的細(xì)皮紋）

5、吹塑級ABS樹脂在汽車外飾的應(yīng)用

塑料擾流板大部分由吹塑級ABS經(jīng)過吹塑成型、噴涂后制作而成。吹塑級ABS具有熔體強(qiáng)度高、延伸率大，以及橫向和縱向延伸平衡性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足大型工業(yè)中空吹塑制品的成型要求，廣泛應(yīng)用于汽車擾流板、側(cè)踏板、座椅等中空吹塑制品。

錦湖日麗公司推出用于汽車外飾的吹塑級ABS，如中耐熱、高沖擊ABS BM510，具有良好的加工性能，制品表面平整，可減少拋光等后續(xù)加工，降低生產(chǎn)成本。高耐熱ABS BM530，可以滿足大眾汽車和通用汽車等主機(jī)廠較高的耐熱試驗(yàn)要求。同時，ABS BM530具有良好的延展性和抗沖擊平衡性，加工成型性好，翹曲變形小，制品的尺寸穩(wěn)定性好，有助于生產(chǎn)出壁厚更薄的產(chǎn)品。吹塑級PC/ABS合金耐熱等級更高，具有更好的力學(xué)性能。目前錦湖日麗與大眾汽車合作，開發(fā)了PC/ABS吹塑尾翼材料，其特點(diǎn)是耐熱更高，強(qiáng)度更大。該產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用在朗逸1.4T運(yùn)動款車型上。

圖2：汽車尾翼

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生較多的邊角料，邊角料占制品重量的50%甚至更多，如何回收利用這些邊角料困擾生產(chǎn)廠家。目前ABS樹脂生產(chǎn)廠家在積極開發(fā)可多次回收的吹塑級ABS，如錦湖日麗的BM510R，BM530R。隨著整個行業(yè)技術(shù)的提高，吹塑級ABS將會有更廣闊的發(fā)展空間。表9是國內(nèi)外常見的吹塑級ABS樹脂及其合金的牌號。

表9常見的吹塑級ABS及其合金牌號

6、電鍍級ABS樹脂在汽車內(nèi)外飾的應(yīng)用

電鍍級ABS樹脂廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾上，如汽車徽標(biāo)、散熱格柵、后視鏡、排擋裝飾件、輪轂罩等等。與金屬相比，塑料電鍍制品不僅可以很好的實(shí)現(xiàn)金屬質(zhì)感，而且能大幅度降低制品重量，有效改善塑料外觀及裝飾性，大大提高設(shè)計(jì)自由度，同時改善其在電、熱、耐蝕等方面的性能。從近幾年汽車設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢開看，相比非電鍍制件，電鍍產(chǎn)品更能彰顯汽車高貴華麗的品質(zhì)，所以大量應(yīng)用于高級車內(nèi)飾上。除了電鍍門把手，儀表板裝飾件也開始使用塑料電鍍產(chǎn)品如：電鍍出風(fēng)口裝飾圈，電鍍中央控制臺裝飾圈及門板上的裝飾條，甚至在后車燈上增加了電鍍“眉毛”。隨著中高級轎車追求豪華、美觀的形象，ABS電鍍制件將會越來越多的應(yīng)用在汽車內(nèi)外飾件上。

電鍍材料選擇要綜合考慮材料的加工性能、機(jī)械性能、成本、電鍍成本、電鍍難易程度以及尺寸精度等方面。ABS樹脂不僅具有優(yōu)良的綜合性能，易于加工成型，而且其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)使材料表面易于刻蝕，形成較大的鍍層結(jié)合力，因此在電鍍件中廣泛應(yīng)用。大部分ABS樹脂都可以進(jìn)行電鍍，但普通ABS樹脂電鍍良品率低，鍍層與基材結(jié)合力不能滿足汽車高低溫實(shí)驗(yàn)要求，因此汽車內(nèi)外飾必須使用電鍍級ABS專用料。對于電鍍級ABS樹脂，首先丁二烯含量要高，一般應(yīng)控制橡膠相含量在18%～23%；其次橡膠相分散要好，增加錨固點(diǎn)的數(shù)量，提高鍍層的結(jié)合力；最后還要求具有良好的成型性，減少制品內(nèi)應(yīng)力。

汽車用電鍍材料既要滿足汽車主機(jī)廠的材料標(biāo)準(zhǔn)，制成零件后還需要滿足汽車零件的總成標(biāo)準(zhǔn)，包括高低溫循環(huán)試驗(yàn)、鍍層的剝離強(qiáng)度、鍍層的厚度等[6]。針對不同的電鍍制品，可使用不同牌號的電鍍級ABS。表7是常見的電鍍級ABS及其合金的應(yīng)用情況

表7 常用的電鍍級ABS及其合金的特點(diǎn)及應(yīng)用

7、結(jié)語

眾所周知，中國是汽車生產(chǎn)和消費(fèi)大國，隨著汽車飛速進(jìn)入家庭后，國內(nèi)汽車消費(fèi)會有更大的增長，國內(nèi)汽車行業(yè)用ABS樹脂所占份額也會同步上升，帶來的是其廣泛的市場應(yīng)用前景。當(dāng)ABS樹脂在汽車材料上扮演著極其重要角色的同時，為了順應(yīng)汽車內(nèi)外飾材料美觀化、舒適化、安全化、輕量化的發(fā)展方向，ABS樹脂生產(chǎn)廠家正不斷的開發(fā)新的ABS改性產(chǎn)品，來滿足汽車行業(yè)越來越高的要求。回復(fù)“ABS”查看更多相關(guān)文章

本文作者：胡沁，王斌，陳曉東

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