2016年汽车的销售量为2811.38万辆,较上年增长14.46%,意味着汽车保险杠的产量>2811.38万套(考虑产品合格率,不含后市场),如果一套保险杠以8Kg估算,那么改性PP的市场量至少在22.5万吨,而改性PP复合材料目前的价格在12-15RMB/Kg,因此以汽车数量来估算的话,改性PP材料保险杠市场至少在30亿以上。
图1保险杠市场概况(图片源于盖世汽车)
保险杠材料选择的时候,一般是会遵循以下“六”原则。比如:
图2保险杠成本分析(源于上海汽车会议金发科技的演讲稿件)
图3汽车保险杠用材料现状(图源于盖世汽车)
保险杠用材料的发展趋势包括:低密度、免喷涂、薄壁、免喷涂+薄壁、低密度+薄壁等。下面主要介绍免喷涂材料在保险杠的应用。
目前,欧美系车的塑料件出于高安全系数的考虑,其典型壁厚基本定义为3.0mm,最低仍达到了2.8mm;而日系车的塑料件更多考虑到降低燃油消耗,它的多款设计的实际零件壁厚已经达到了2mm,且仍有下降趋势,其材料多是与材料供应商同步开发。目前,国内的材料企业正在加快开发薄壁保险杠材料,据了解已有做到2.3-2.5mm,且还有下降的趋势。
其实,喷涂保险杠其实有着不少缺点:1、喷涂生产线,工艺复杂,工序多;2、PP材料本身非极性高聚物,表面张力低,为提高基材与涂膜的黏结性,一般要进行化学前处理;3、喷涂过程产生VOC污染,不良外观件回收难度大;
图4常规保险杠工艺流程
目前免喷涂保险杠还需要进一步解决耐刮擦以及耐候性等问题,不过已经成熟应用的免喷涂汽车零部件有:汽车保险杠护板、导流板、装饰件、引擎罩盖等。主要免喷涂材料企业有金发科技、合肥会通、南京聚隆、普利特、沃特、贵州凯科特、锦湖日丽、苏州旭光、中广核俊尔、上海杰铭、上海华合、深圳宏景泰等。免喷涂材料能持续被关注的主要原因不仅是可以降低对环境的污染,在总体成本上还会降低大约30-50%!
图5免喷涂保险杠(图源于南京聚隆官网)
图6普利特免喷涂保险杠护板
图7沃特免喷涂金属色保险杠饰板-1
薄壁对材料提出高模量,高韧性,高熔指的要求,而免喷涂对材料提出耐刮擦和耐老化性的要求,两者在满足材料性能要求方面并无矛盾,因此两者同时在保险杠上实现初步估计是可行的。
图8免喷涂材料色板(图上海劲乘色板)
有关研究表明,在注塑工艺中,若对模具采取激冷激热的工艺方法,薄壁保险杠的外观光泽度将会有极大改善,同时在此前提下,免喷涂的缺陷将同时被掩盖,机理就在于当模具激冷时,填充的金属粉末快速冷却凝固在型腔里,极大程度上减少了后续熔体对其冲击的影响。
图9免喷涂色板
另外,薄壁免喷涂保险杠还对保险杠设计,模具设计及注塑工艺提出了要求。例如,为避免应力集中,使冲击承受力提高,保险杠设计时形状应是流线型,没有尖锐转折,背面应没有筋位、字模、卡勾等装配结构配置在制件边缘;为便于熔体流动,浇口应开成大扇形浇口且热流道需要采取顺序阀进胶;为避免出现金属带,注塑时各段充填的速度应均衡。
目前,国内保险杠的材料供应商很多。外资企业:埃克森美孚、巴斯夫、拜耳、杜邦、亨斯迈、RTP、三菱化学、住友化学、Polyone、舒尔曼、SABIC、塞拉尼斯、科思创、兰蒂奇、日本大赛璐、索尔维、乐天工程塑料、Sanyang。
图10住友化学高性能PP复合材料应用于保险杠(住友化学公司PP复合材料的生产能力在全球范围内达到26万吨/年)
国内企业:金发科技、普利特、杰事杰集团、合肥会通、上海锦湖日丽、北京聚燕、中广核俊尔、山东道恩、苏州旭光、南京聚隆、青岛国恩、上海金昌、中山点石、上海聚威、广州聚赛龙、贵州凯科特、苏州润佳、深圳富恒深圳沃特、佛山圆融、海尔新材、深圳科聚、上海日之升、厦门太松、苏州禾昌聚合、厦门金旸、哈尔滨鑫达、银禧科技等。更多未能一一介绍的企业,可以在评论出补充留言,我们会在新材料在线APP上补充,进行线上展示!
图11金发科技薄壁保险杠(技术亮点:高熔指、高模量、高韧性、薄壁化、免火焰处理)
图12中广核俊尔俊稳®材料应用——保险杠(俊尔每年要为华晨宝马提供上千吨的改性塑料,主要用于3系、5系、X1等车型的保险杠)
图13合肥会通PP+EPDM TD20 材料制作的前保险杠(特点:高油漆附着力,良好的尺寸稳定性、低线性膨胀系数、高流动)
目前国内做汽车保险杠材料的企业有很多,包括:全耐塑料、麦格纳、佛吉亚、江南模塑科技、宁波华翔、北京北汽模塑科技、江阴道达汽车饰件、长沙广汽东阳、天津博信、江阴模塑、沈阳名华模塑、江苏天和汽配、现代摩比斯、延锋彼欧汽车外饰、一汽富维、成都航天模塑、武汉名杰模塑、宁波双林、烟台名岳模塑、上海名辰模塑、上海蒙塔萨、武汉名杰模塑、吉林新立德、哈尔滨齐塑汽车、华域汽车系统、北京海纳川、天津澳源汽车、开封中达、重庆八菱、重庆大江渝强、株洲时代、敏实集团、常熟汽车饰件、东箭集团等。除了上述的企业之外,还有很多未能一一罗列出来。相关企业可以在评论处补充,我们将在新材料在先APP上进行补充展示。
在工业和信息化部、国家发改委、科技部近日联合印发的《汽车产业中长期发展规划》中,轻量化被确认为未来汽车发展的重要方向之一,而先进车用材料则成为其中的重要内容。据介绍,汽车轻量化主要体现在汽车的优化设计、合金材料及非金属材料应用上,其依次为汽车的轻量化减重10%至15%、30%至40%、45%至55%。
因此,为了顺应汽车轻量化、低VOC的发展诉求,盖世汽车与寻材问料®将携手于7月27日在苏州昆山举办《第二届汽车新材料新工艺技术峰会》,希望聚集行业协会、主机厂、零部件、原材料、研究机构和检测机构等行业专家代表,共同交流新时代下汽车材料、技术、工艺和应用现状、趋势,及经验分享。本次活动主要围绕两个主题:
会议时间:
2017年7月27日(周四)
会议地点:
昆山
会议规模:
500人
主办单位:
寻材问料®、盖世汽车
协办单位:
DT高分子在线
赞助单位:
科思创、索尔维、合肥会通新材料有限公司、杭州本松新材料技术股份有限公司、江门新合盛涂料实业有限公司、广东新秀新材料股份有限公司、江苏华灿新材料科技有限公司
支持单位:
IHS、江淮汽车、中汽汽车技术研究中心、北京汽车研究总院有限公司
媒体支持:
新材料在线®、寻材问料®、盖世汽车、链塑网
大会形式:
主题论坛 企业展示
主要议题
主论坛
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中国乘用车/新能源汽车发展现状及发展趋势
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拟邀请:全国乘用车市场信息联席会
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2017乘用车塑料用量情况及未来展望
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IHS 徐徐
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终端企业对轻量化/低VOC材料的最新需求
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拟邀请:主机厂
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2017碳纤维复合材料在汽车上的应用情况
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拟邀请:山东大学碳纤维研究中心/北化碳纤维重点实验室
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2017年长纤维增强塑料国内外发展现状
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拟邀请:材料企业或数据机构
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分论坛一 VOC与气味性
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车内空气质量相关法规及标准最新进展研究
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中国汽车技术研究中心 任家宝
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车内气味性溯源分析研究
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北京汽车研究总院有限公司工程师钟广亮
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江淮汽车VOC管控标准
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江淮汽车技术总监 黄家奇
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免喷涂材料在汽车内外饰上应用的最新趋势
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拟邀请:沃特、普利特、杰铭等
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水性涂料在汽车中的应用
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新合盛
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超低气味、超低散发材料在汽车上的应用
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合肥会通
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TPU在汽车内饰上的创新应用
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科思创
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分论坛二:汽车轻量化
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全铝车身轻量化设计与优化分析
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拟邀请:奇瑞捷豹路虎
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碳纤维车身轻量化材料的开发与优化方法
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