汽车用聚氨酯材料性能亟待提高
□ 一汽集团技术中心 王清国
2005年世界聚氨酯消费量为1375万t，预计2010年将达到1691万t。汽车领域是聚氨酯工业消费增长迅速、
备受关注的下游领域，2005年我国汽车工业对聚氨酯材料的消费量约6万t，其中泡沫材料占95%，单组分聚氨酯
风挡玻璃胶占4%。
泡沫仍占应用主体
聚氨酯材料在汽车中可应用的部位较多(见表1)。其中聚氨酯泡沫材料在汽车的主要应用品种有高回弹模压泡
沫、片状软质泡沫、半硬质泡沫、硬质泡沫和自结皮泡沫等（见表2～4）。我国单台汽车对聚氨酯泡沫材料的消费
量平均为13 kg；单组分聚氨酯胶应用在轿车、客车、部分卡车单台消费约1kg；利用注射、RIM、RRIM及浇铸等
方法成型的聚氨酯弹性体在JEET轿车上应用在防尘罩、塔型减振缓冲块（4个共0.3kg）、以及门、锁等部位的一
些小型垫、套类部件，单台用量约0.5kg。其中塔型减振缓冲块原料使用BAYER公司的DESMOPEN385，其余一些关
键部件也依赖进口。我国其他JEET以上档次的汽车应用聚氨酯弹性体相对较多，聚氨酯弹性体在卡车等车型上的
应用不够理想，聚氨酯合成革可在真皮座椅靠背两侧和后部使用，但用量很小。
预计2006年聚氨酯材料在我国汽车领域的消费量将达到8.14万t，2010年将达到11.0万t，见表5。
拓宽弹性体应用需克服多道难关
利用聚氨酯弹性体材料可开发的汽车部件包括各种轴套、悬架连接枢轴与绞链、液压气动隔膜、缓冲器弹簧限
位块、增强齿型皮带、安全气囊的皮层、保险杠、联轴节、轮胎RIM法制造车身壁板、发动机罩、行李箱盖、散热
器格栅、挡泥板、扰流板等多种部件。采用RRIM方法把20%GF加到树脂液中再按RIM法成型的聚氨酯弹性体主要
应用在红旗轿车侧防撞条上；在解放卡车反作用杆接头的应用实例中，1Hz、98KN的正弦试验波冲击2万次即有严
重破损，而符合要求的（德国ZWIF公司）橡胶接头可以达到17万次；另外，聚氨酯弹性体在钢板弹簧软垫方面的
应用也不如橡胶材料。
聚氨酯弹性体在汽车工业中加快发展所面临的主要问题是产品性能有待提高，尤其是提高耐水解性能、压缩永
久变形性能和材料抗疲劳性能。耐水解稳定的硬质弹性体参考技术要求见表6。针对这些应用中的问题，聚氨酯弹
性体材料专家与汽车厂家技术人员应及时沟通，并提供该方面的技术支持，才能更好地推动这一材料的应用。
表1 聚氨酯材料在汽车工业中的应用领域
材料 车辆应用部位 备注
高回弹模压泡沫 座垫、靠背等 技术要求见表2
片状软质泡沫 顶棚、侧围、后围及门板等用衬里 技术要求见表3
半硬质泡沫 仪表板、遮阳板、喇叭座垫等 技术要求见表4
硬质泡沫 顶棚（GF+PUR复合结构）、门板内衬等 一般轿车用
自结皮泡沫 转向盘、扶手等 一般轿车用
单组分聚氨酯胶 风挡玻璃粘接 轿车及部分卡车用
弹性体（注射、浇铸、RIM）防尘罩、门止块、衬套、减振缓冲块、软管 技术要求见表5
格栅、暖风壳体、挡泥板、阻流板等
涂料 涂刷装饰件 —
皮革 座椅表皮、门板表皮、资料袋等 用量很少
表2 高回弹模压泡沫参考性能要求
项目 热硫化 冷硫化
密度/ kg·m-3 34～46 34～46
拉伸强度/kPa ＞80 ＞100
伸长率/% ＞150 100～120
撕裂强度/ N·cm-1 ＞5 ＞5
硬度/ N·314cm-2 协商 协商
负荷特性系数 ＞2.3 ＞2.8
反复压缩/% 厚度变化 ＜10＜10
硬度变化 ＜25＜25
压缩永久变形/% 70℃×50% ≤8 ≤8
50℃×95%RH×50% ≤20≤35
回弹率/% ＞35 ＞35
表3 片状软质泡沫参考性能要求
项目 要求
压缩硬度 协商
压缩硬度变化率/% ＜20
拉伸强度/ MPa ＞0.6
伸长率/% 90~170
热变形收缩率（100℃×168h）/% 纵向AMD ＜6
横向TMD ＜2
撕裂强度/ N·cm-1 ＞30
粘合力/ N·cm-1 ＞8
导热系数/ W/（m·K）-1 ＜0.055
阻燃性/ mm·min-1 ＜15
耐寒性（-30℃×5h）/500g钢球，高度40cm 无破损
雾度/% ＜25
表4 半硬质泡沫参考性能要求
项目 要求 项目 要求
密度/ kg·m3 90 阻燃性/ mm·min-1 ＜35
拉伸强度/ MPa ＞0.14 撕裂强度/ N·cm-1 ＞19.6
断裂伸长率/% ＞50 25%压缩强度/ MPa ＞0.115
压缩永久变形/% ＜25
表5 2006~2010年我国汽车用聚氨酯材料消费量预测 万t
年份 2006 2007 2008 2009 2010 年均增长率/%
泡沫 7.6 8.2 8.9 9.6 10.2 7.6
参考汽车产量/万辆 635 680 740 800 850 7.6
风挡玻璃胶 0.37 0.42 0.47 0.48 0.54 9.9
参考乘用车产量/万辆① 370 420 470 480 540 9.9
弹性体 0.17 0.2 0.21 0.23 0.26 11.2
参考乘用车产量/万辆② 350 400 420 460 520 10.4
合计消费量③ 8.14 8.82 9.58 10.31 11.00 7.8
注：①未考虑不用风挡玻璃胶部分微型车；②不含面包车；③统计中未考虑涂料和皮革等其他量
表6 耐水解稳定的硬质弹性体参考性能要求
项目 要求
密度/ g·cm3 1.19~1.20
邵尔硬度/ HA 供货状态 90~95
耐水解后 ≥90
耐油脂或矿物油后 ≥90
拉伸强度/ N·mm2 供货状态 ≥30
耐水解后 ≥20
耐油脂或矿物油后 ≥15
断裂伸长率/% 供货状态 ≥400
耐水解后 ≥400
耐油脂或矿物油后 ≥400
耐寒性 弯曲不破坏且保持弹性
阻燃性/ mm·min-1 ＜100