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后疫情时代,车用PP的发展关键词
2020年10期 发行日期:2020-05-18
作者:■ 中国石化化工销售有限公司华东分公司 钱斌

在汽车产业向绿色、环保、安全、节能发展的大趋势下,各类改性聚丙烯(简称PP)材料在汽车上的开发与应用不断推陈出新。目前,发达汽车工业国家单车PP材料的用量逐步增长,已占整车塑料材料应用量的1/3,成为汽车上所有塑料材料中用量最大的品种。今年年初爆发的新冠肺炎疫情对汽车产业造成了严重的冲击,进而将影响车用PP的销量,同时,抗菌PP在汽车上的用应或将成为下一个热点。

疫情对汽车产业的影响
   
    受新冠疫肺炎情影响,截至目前,全球26个国家已有上百家汽车整车厂停工停产,停产零部件企业超过3000家,全球化程度很高的中国汽车产业也面临疫情的考验。国内汽车制造企业部分零部件依赖进口,如果疫情得不到控制,将影响下半年国内汽车企业生产保供。从汽车销售情况来看,疫情下各国汽车销售量同比均大幅下跌。对于国内汽车市场来说,此次新冠疫情可谓雪上加霜,第一季度汽车销量承压较大,全年预计呈现前低后高走势,总体汽车销量复苏放缓。
    主要影响因素包括:
    一是疫情对于企业经营尤其是私营企业效益造成冲击,导致居民可支配收入减少,同时提高居民风险厌恶水平,汽车作为主要可选消费品之一,需求下降。
    二是目前汽车行业本身不景气,我国汽车销量已连续两年下滑,去年底稍见回暖趋势。
    三是今年春节较为提前,春节购车效应受到大幅削弱。
    四是国内疫情在3月中下旬才得以基本控制,疫情影响汽车整个一季度的销量,二季度开始被抑制的需求或得到释放,汽车销量增速回升。
    五是海外疫情的爆发对汽车出口影响很大,海外订单基本处于停摆状态。
    2020年1—3月,国内汽车产销分别完成347.0万辆和366.8万辆,产销量同比分别下降45.2%和42.4%。详见表1。可见,新冠疫情对于国内汽车产销影响巨大。

PP在汽车上的三大应用领域
   
    PP在汽车上主要应用于三大领域:外部应用及饰件、内部应用及饰件、车盖下应用。
    汽车外部典型的应用是保险杠。PP面板覆盖于目前使用的水压减震系统或蜂窝和泡沫系统部件表面,吸收和缓和外界冲击力,属于产生缓冲的装置,起到保护人与车的作用。此类PP通常要和特定的橡胶或热塑性弹性体共混改性后制备。
    PP凭借良好的加工性能、加工着色性能,以及在轻质条件下更高的耐热性、低光泽度、耐刮擦等特点,占据着汽车内部应用的大部分市场,典型的应用有PP仪表表盘、门板、柱套、控制台和座椅背等。
    汽车车盖下的应用主要包括电池盒、装防冻剂、刹车油、洗车液瓶,以及用于安装冷却风扇和车头灯罩的前端模块、汽车底盘壳等。

车用PP取得长足发展
    
    汽车轻量化趋势下,伴随着人与汽车交互增多,塑料尤其是PP凭借性能好、使用范围广、设计自由度大等特点,近年来取得长足发展,在汽车上的用量日益增加。目前研发热点主要有长玻纤增强PP(LFRP)、低散发低气味PP、耐刮擦PP等。
    1.长玻纤增强PP
    长玻纤增强PP材料因具备更高的强度、刚度、韧度、尺寸稳定性,广泛应用于仪表骨架板、车门组合件、前端组件、车身门板模块、车顶面板、座椅骨架等汽车部件上。
    长玻纤增强PP材料在120℃时的高温疲劳强度是普通玻纤增强PP材料的2倍,甚至比以耐热性著称的玻纤增强尼龙材料高10%,具有作为结构件所需的耐久性和可靠性。
    高度集成的长玻纤PP塑料门板模块,能够满足全球主机厂的性能要求,较之钢材门板模组,可减重1.65kg,减重达30%;同时集成了零部件数量,降低成本10%,可以使每辆车减重6kg。目前已广泛应用于奔驰、奥迪、牧马人等高端车型。长玻纤PP在门板模块上的应用见图1。

    2.低气味散发耐刮擦PP
    随着人们对汽车品质的追求,车用PP材料需要满足的已不仅仅是力学性能,还有对外观、环保等方面的高要求。
    2018年10月由环保部和国家质检总局联合制定的强制性国家标准《乘用车内空气质量评价指南》征求意见稿正式发布。相比2011版,新标准进一步收紧了汽车内部空气中有害物质的限值。从2019年1月1日起,所有新定型的销售车辆必须严格执行该标准。详见表2。


    一般而言,空气质量问题主要源于汽车内饰材料释放的有毒物质,这些零部件多为塑料制品。目前市场上低气味散发PP材料多被Basell、北欧化工等公司产品垄断,国产替代进口任务艰巨。
    制造高抗刮擦汽车内饰件材料一方面要采用国外表面硬度较高的PP原料,另一方面需要添加助剂提升材料表面的爽滑度。但助剂在体系内受热会有小分子散发影响车内空气质量,同时又会出现表面迁移现象,影响内饰件外观。因此,问题核心仍取决于PP基材的性能。

车用PP未来研发热点

    2019年,我国汽车销量为2576.9万辆,同比跌幅达8.2%。连续增长28年的我国车市红利期不复存在,多重利空来袭,预计未来汽车行业仍不乐观。受全球新冠肺炎疫情的影响,2020年大概率会成为我国车市连续下行的第三个年头。面对危机与挑战,为了在高端PP材料领域占据一席之地,国内车用PP更新换代、替代进口的步伐必须加快。
    1.“三高”PP
    2017年中国石化镇海炼化采用国产二代环管工艺开发出M60RHC产品,熔指达到60g/10min,弯曲模量超过1800MPa。截至2020年一季度,该产品累计投放市场约8万吨,打破了韩国SK公司同类产品在国内的垄断地位。2020年,熔指为100g/10min的M100RC产品在镇海炼化开发成功,作为长玻纤增强PP的载体,其具有良好的玻纤浸渍效果。后续高流动、高模量、高韧性(三高)PP系列产品将成为车用PP的一个主流。
    2.低气味散发PP
    当前,无论是国家环保法规还是消费者对车内空气质量的要求都越来越高。汽车内饰件必须满足散发性能的四项要求,即气味分值≤3;甲醛含量≤10mg/Kg;冷凝成分≤2mg;总碳含量≤50μgC/g。2018年中国石化镇海炼化推出低气味PP产品M50RH,气味分值接近3,基本可以替代埃克森美孚、Basell的同类产品。截至2020年一季度,累计已实现销售3万余吨,在国产替代进口方面走出坚实的一步。
    3.发泡PP
    PP发泡材料是通过提高PP的熔体强度,提高发泡倍率制成的低密度物质,具有质轻、耐热等优点。车用PP发泡材料主要为化学微孔发泡,包括注塑微发泡、吹塑微发泡和挤出微发泡等。其中注塑微发泡适用于各种汽车内外饰件,如车身门板、尾门、风道等;挤出微发泡适用于密封条、顶棚等;吹塑微发泡适用于汽车风管等。发泡PP在汽车上的应用详见图2。
    利用微发泡技术,可使PP制品减重10%~20%,较传统材料可实现最高50%的减重。较传统材料,微发泡PP制品的注射压力降低30%~50%,锁模力降低约20%,循环周期减少10%~15%,并且能改善制品的翘曲变形性,使产品和模具的设计更灵活。
    4.抗菌PP
    此前的雾霾问题催生越来越多的车型配备了PM2.5过滤功能,而此次新冠肺炎疫情的肆虐,推动汽车生产商聚焦抗菌PP在内饰件中的应用,这或将成为车用PP下一个热点应用领域。

                 

 


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