輕量化改性塑料為新能源汽車“減負”
前言
全球範圍內，正在興起一場新能源汽車的發展熱潮。 寶馬、奔馳、大眾、沃爾沃等全球知名汽車廠商相繼 開始發展新能源汽車業務，新能源汽車更是呈現爆發式增長。 2018年，中國新能源汽車保有量接 近292萬輛，佔全球一半左右，產銷量繼續保持全球 第一。新能源汽車產業的快速發展，體現了人們對綠 色出行的強烈渴望，但電池壽命短、行駛里程少的缺 陷也制約了其發展。因此，未來不論是減少傳統內燃 機汽車油耗，還是提高新能源汽車的行駛里程，降低 整車重量都是汽車產業的發展方向。新材料、新工藝 的應用在後續的車型設計中也將越來越受重視。
對非金屬材料而言，目前應用相對成熟的輕量化技術 有製品薄壁化（如門板、保險槓等）、以塑代鋼（如 汽車尾門、前端模塊）和低密度材料等。在車用塑料 品種中，以聚丙烯（PP）材料佔用量最高，所佔塑料 使用量的比例已經達到40%左右。由於PP材料密度 輕、易回收、性價比高，不僅廣泛應用於汽車內外飾， 而且開始替代部分車用工程塑料。
薄壁化PP材料
汽車部件薄壁化是指用更薄的壁厚設計取代傳統壁厚 設計，在保證製件滿足剛性要求和韌性要求的同時，達到減重目的。以保險槓為例，保險槓作為汽車重要 的外觀件和安全件，在確保原有的保護功能基礎上， 也要追求輕量化。減少保險槓壁厚不僅能減輕汽車重 量，還能通過縮短射出過程中的冷卻時間，減少生產 時間，提高生產效率。為滿足薄壁化保險槓的要求， 薄壁PP材料必須具備“三高”性能：高流動性、 高模量及高韌性。金暘JVP-3202薄壁化PP材料， 該款材料可滿足2.2mm保險槓機械性能要求，相比 2.8mm壁厚保險槓可實現21%的減重效果。
長玻纖PP材料
長玻纖增強PP材料（PP-LGF）的玻纖長度一般在３ ｍｍ以上，與相似的短纖維（纖維長度約小於１ｍｍ） 增強PP材料相比，無論在強度、抗衝擊性能、能量 的吸收率等方面都得到了明顯提升，具有比強度高、 比模量高、抗衝擊性強、尺寸穩定和翹曲度低等顯著 特點，而且不吸水且密度更低、性價比更高，因此逐 步取代部分短玻纖增強PP應用於汽車零部件。金暘 開發的PP-LGF系列產品以專用模頭強制分散玻纖， 將每一根玻纖都均勻塗覆塑料材料，射出後，製品不 會有玻纖團聚的現象，且其表面光亮、浮纖少。目前， 該系列產品已應用於發動機罩、儀表板本體骨架、電 池托架、前端模塊、控電盒、座椅支撐架等汽車零部 件。
碳纖維複合材料
碳纖維在所有高性能纖維中具有最高的比強度、比模 量以及優異的導熱導電性能，素有“材料之王”的美 譽。以碳纖維為增強體，結合工程塑料耐腐蝕、低比 重、抗衝擊、易成型、可二次使用等優點製備的碳纖 維增強熱塑性複合材料（CFRTP），因其出色的性能 而廣泛應用於汽車領域，金暘碳纖維增強熱塑性複合 材料，比強度是傳統金屬材料的1.5～2.4倍，可以 實現10%～20%的減重。憑藉出眾的性能，它們在 前端模塊、發動機周邊、車身、座椅骨架、蓄電池托 架、儀表台骨架等零部件上表現出眾。
新能源阻燃材料 塑料具有絕緣、加工方便、質量輕等優勢，使其成為 新能源動力電池、充電樁等配套設施和零部件的首選 材料。針對動力電池殼體保護，金暘採用塑包鋁方式，即玻纖阻燃尼龍6與鋁嵌注方式結合，可以減小製件 壁厚，減輕殼體重量，並且散熱效果好，可一次射出 成型，衝擊性能好，達到V-0級別阻燃，阻燃改性塑 料在充電樁上同樣表現不俗。金暘PC/ASA材料具有 無鹵阻燃、優異耐候性能、高低溫性能好等優點，可 應用於充電樁殼體，金暘PA66材料具有高低溫性能 出色、優異的電絕緣性能、阻燃級別高、尺寸穩定性 好等優點，可應用於充電樁插頭插座。
汽車輕量化與環保密不可分，它是實現節能減排和可 持續發展的必由之路。塑料和復合材料作為性能優異 的輕質材料，值得材料供應商和汽車製造商投入更多 資源深入研究。尤其是在新能源汽車高歌猛進的現階 段，汽車輕量化發展刻不容緩，相信隨著塑料與復合材料技術的不斷進步，將為新能源汽車輕量化提供越來越多的解決方案。■