2018年國際橡塑展期間,小編在南京聚隆的展臺上看到了低線性膨脹系數(shù)(CLTE)材料,特別是在新能源汽車上的應用,特給大家介紹下。
聚丙烯樹脂具有產(chǎn)品品種多、加工范圍廣、密度低、耐化學品性能好、耐環(huán)境應力龜裂性能好、可降低噪音、產(chǎn)品集成性好、可在線染色、可循環(huán)再利用、價格便宜等優(yōu)點。然而聚丙烯材料本身也存在著一些缺陷如線性膨脹系數(shù)較大,尺寸不穩(wěn)定等,從而限制了其應用范圍,難以廣泛應用于一些性能要求更高的領域,尤其是汽車工業(yè)。
一、低線性膨脹系數(shù)(CLTE)聚丙烯的出現(xiàn)背景
現(xiàn)有汽車工業(yè),要求不同材料部件之間的裝配間隙盡量小,并且尺寸穩(wěn)定性高,這就要求聚丙烯材料的線性膨脹系數(shù)較低。此外改性聚丙烯材料用于電器外殼和機械工具等領域時也要求具有較低的線膨脹系數(shù)。
普通的礦物填充pp,線膨脹系數(shù)一般在10左右,經(jīng)過特殊改性后,可以達到2~5之間,這樣與長玻纖增強材料或部分金屬材料的線膨脹系數(shù)接近,不同材料部件裝配時,尺寸精度有保障。
物體的體積或長度隨溫度的變化而脹縮的現(xiàn)象稱為熱膨脹。其變化能力以等壓(p一定)下,單位溫度變化所導致的長度、面積或體積的變化,即熱膨脹系數(shù)表示。熱膨脹的本質是晶體點陣結構間的平均距離隨溫度變化而變化。材料的熱膨脹通常用線膨脹系數(shù)、面膨脹系數(shù)或體膨脹系數(shù)來表述。熱膨脹系數(shù)是材料的主要物理性質之一,它是衡量材料的熱穩(wěn)定性好壞的一個重要指標。
二、低線性膨脹系數(shù)PP改性原理
人們通常采用添加一些無機填料和彈性體的方式來降低聚丙烯材料的線膨脹系數(shù),雖然這種方法在一種程度上可以降低材料在熔體流動方向上 (FD或者MD)的線膨脹系數(shù),但是這種聚丙烯多組分體系由于本身存在著較大的各向異性, 因此注塑制件在FD與TD的線性膨脹系數(shù)往往會產(chǎn)生巨大的差異,難以滿足高檔汽車制件的設計需求,而且線性膨脹系數(shù)過高不僅嚴重影響產(chǎn)品外觀質量,甚至還會帶來安全隱患,因此解決聚丙烯材料線性膨脹系數(shù)高的缺陷問題就已經(jīng)迫在眉睫。
加入高長徑比(HAR)的HAR無機填料(滑石粉,硅灰石,云母粉,晶須等)和相容劑復合增強改性劑,能有效克服現(xiàn)有技術中制備聚丙烯組合物線性膨脹系數(shù)大的缺點,注塑制件在高低溫循環(huán)條件下的尺寸更加穩(wěn)定,擴大了聚丙烯組合物的在材料領域的應用范圍
當然pp樹脂自身線性膨脹系數(shù)越低,改性后的材料也會低一些,目前常見的有巴塞爾,三星道達爾等。
三、低線性膨脹系數(shù)PP與長玻纖增強PP在汽車上配合應用
長玻纖增強PP材料(LFT-PP) 線膨脹系數(shù)較低,由于強度高、韌性好,一般用來做結構支撐件,例如新能源車機倉蓋內板骨架、后尾門內板骨架等。但是外板材料,因為要達到表觀要求,一般選礦物填充PP,為了跟內板長玻纖增強材料很好的裝配,線膨脹系數(shù)必須跟長玻纖增強材料接近,故外板材料須用低線膨脹系數(shù)PP。
內板用長玻纖增強PP材料,外板用低線膨脹系數(shù)PP材料,然后內外板復合為成品,將會成為未來的發(fā)展趨勢。
寫到這里,小編不禁感嘆,這么多年長玻纖增強PP材料終于有了個好搭檔-低線性膨脹系數(shù)(CLTE)PP!
LFT-發(fā)揮強度骨架作用,CLTE聚丙烯做外覆蓋件,五菱E100新能源車機倉蓋和奇駿后尾門等均使用了這樣的設計。
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