聚酰胺工程塑料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景(下)

聚酰胺工程塑料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景(下)3)開發(fā)聚酰胺合金國(guó)外每年都開發(fā)出多種聚酰胺合金，為汽車工業(yè)提供價(jià)廉物美的新材料。聚酰胺合金大致可分為以下兩類：a)通過摻混彈性體、聚烯烴等，以提高聚酰胺在低溫、干態(tài)下的抗沖擊強(qiáng)度和改善吸水性。Dupont公司的ZytelFN是尼龍/丙烯酸橡膠合金，在-30℃的缺口沖擊強(qiáng)度很好，最高使用溫度為150~200℃，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的導(dǎo)管以及接插件、固定件、密封件等。意大利Resinmec,AlusuisseSPA開發(fā)的商品名為ArcomidALZGF15的ABS/PA合金，含15%的增強(qiáng)材料，可用來制作汽車齒輪且可涂刷，與玻纖增強(qiáng)或礦物填充尼龍相比，其制品的尺寸穩(wěn)定性、表面涂飾性及涂層與表面的粘結(jié)性都有所改善。Atochem公司開發(fā)的商品名為Orgally的PA/PO合金有三個(gè)牌號(hào)：LT4060，LT5050和LT6040。它們的使用溫度范圍為-40—150℃，適用于制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩下零件，如進(jìn)氣岐管及軟管、密封件等。b)通過摻混一定比例的PPO、PET等，來提高耐熱性，用來制造汽車外殼材料，在150℃的整車涂裝溫度下在線涂覆。代表性品種有PA/PPO(GE公司的“GTX\|900”，旭化成的“ザイロンG”等)、尼龍/聚芳酯(日本エニチカ公司的“X\|9”，Dupont公司的“BexloyM”等)、PA/PC(三菱瓦斯公司的“エビロニMB5000”，Detex公司的“DexCarb507”等)。4)不斷推出新型聚酰胺基本樹脂荷蘭DSM公司近年來研究開發(fā)的商品名為Stanyl的PA46，是丁二胺與己二酸的聚合物，具有高熔點(diǎn)(220℃)、高結(jié)晶度(43%)、高熱變形溫度(未增強(qiáng)級(jí)220℃，30%玻纖增強(qiáng)級(jí)285℃)，在高溫下長(zhǎng)時(shí)間仍能保持高模量，適用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩下長(zhǎng)時(shí)間處于高溫運(yùn)行的部件。DSM公司在1985年建立起150t/aPA46中試裝置，1990年開始進(jìn)行年產(chǎn)22,000t/a規(guī)模的生產(chǎn)。日本三菱瓦斯化學(xué)公司近年來致力于開發(fā)芳香族尼龍MXD6的應(yīng)用領(lǐng)域。尼龍MXD6是由間苯二甲胺和己二酸縮聚而成的結(jié)晶性熱塑性聚合物，具有良好的耐熱性和優(yōu)異的機(jī)械性能。三菱瓦斯化學(xué)公司的玻纖和填料增強(qiáng)的尼龍MXD6商品名為Reny，在寬廣的溫度范圍內(nèi)具有高強(qiáng)度和高模量，熱變形溫度高(玻纖50%，234℃)，線膨脹系數(shù)接近金屬，成型收縮率小，氣密性好，用來制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋、活塞、汽缸體及同步齒輪等部件。MXD6合金系列產(chǎn)品是制造汽車外殼、底盤、大梁等理想的結(jié)構(gòu)材料。在汽車領(lǐng)域，MXD6消耗量年增長(zhǎng)率為30%。Dupont公司開發(fā)的新型高性能PA12/12比普通尼龍有更高的熔點(diǎn)，在高溫下有較好的形狀記憶性，其低吸濕性、尺寸穩(wěn)定性和耐化學(xué)性與PA12相似，價(jià)格與PA12不相上下，可用于汽車燃料配件和過濾器、燃油導(dǎo)管等。聚酰胺熱塑彈性體目前有Atochem、Ems、Huls等數(shù)家公司進(jìn)行生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā)，它通過嵌段共聚的方法使硬鏈段和軟鏈段在同一分子鏈內(nèi)交替組合。一般硬鏈段用PA6、PA11或PA12，軟鏈段用聚醚或聚酯等。聚酰胺熱塑性彈性體性能變化幅度大，具有韌性好、耐寒、耐磨、減少噪音、加工成型好等特點(diǎn)，可以制作耐沖擊的汽車部件。4、成型加工工藝的發(fā)展成型加工工藝的發(fā)展促進(jìn)了塑料在汽車工業(yè)的應(yīng)用。車用聚酰胺工程塑料的主要加工工藝是注射成型和擠出成型。近年來加工工藝又有了新的發(fā)展，其中最引人注目的是熔芯(CoreMelt)注射成型技術(shù)。其工藝是用低熔點(diǎn)金屬制成型芯(如錫/鉍澆鑄的模芯)，再把這型芯嵌入模具，然后將聚酰胺熔體注入模具，成型后脫模，再將這個(gè)聚酰胺/金屬模件放入油浴中加熱，使金屬熔融流出，從而得到聚酰胺中空制件。熔芯注射成型的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)表面平滑性大為改善，噪音降低，重量減輕，成本降低。由于該工藝的出現(xiàn)，熔芯注射成型加工的聚酰胺進(jìn)氣岐管近年來在歐洲汽車上普通使用，美國(guó)三大汽車公司也已開始推廣，形成聚酰胺在汽車工業(yè)中的最大增長(zhǎng)點(diǎn)。三、我國(guó)汽車用聚酰胺工程塑料應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題自1956年第一輛解放牌汽車誕生以來，我國(guó)汽車工業(yè)有了較大的發(fā)展。特別是八十年代以來，隨著汽車生產(chǎn)線的引進(jìn)，汽車工業(yè)發(fā)展較快，車用塑料的研究開發(fā)也相應(yīng)得以發(fā)展。但是，由于我國(guó)塑料工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，塑料在汽車上的應(yīng)用與國(guó)外相比差距較大，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距更大。聚酰胺工程塑料在汽車上的應(yīng)用狀況還不如其它一些塑料品種。我國(guó)目前汽車塑料應(yīng)用重點(diǎn)是引進(jìn)車型零部件的國(guó)產(chǎn)化，但“七五”期間引進(jìn)的車型也只相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家七十年代末八十年代初的技術(shù)水平。上海桑塔納是我國(guó)較早引進(jìn)生產(chǎn)的轎車，零部件國(guó)產(chǎn)化率最高，93年達(dá)82%。該車型聚酰胺塑料件單車用量為2.896kg，使用部位是散熱器水室、電線夾、繼電器外殼等，1993年聚酰胺塑料國(guó)產(chǎn)化率為60%。已國(guó)產(chǎn)化的聚酰胺工程塑料件主要有蘇州塑料一廠的PA6GF30(30%玻纖增強(qiáng)PA6，用作節(jié)油器蓋、隔板，0.687kg)、蘇州塑料一廠的玻纖增強(qiáng)PA66GF30(30%玻纖增強(qiáng)PA66，用作散熱水室，0.626kg)、上海普利特化學(xué)研究所的PA11(真空軟管，0.427kg)及其他配套廠的一些電氣零件。此外，化工部成都有機(jī)硅研究中心開發(fā)了高硬度玻纖增強(qiáng)PA66，并建成了中試裝置，據(jù)稱已取代德國(guó)BASF公司的FRPA66ASEG6用于制造桑塔納轎車轉(zhuǎn)向柱開關(guān)手柄等制件，還可用于國(guó)內(nèi)引進(jìn)的其他車型。廣州標(biāo)致車型每輛使用8.8kg聚酰胺工程塑料，主要應(yīng)用部件有：后排氣口罩板(1.4kg)、前座椅滑軌墊塊(共0.6kg)、固定夾類(共1kg)、車輪罩蓋(共4kg)、車頂把手固定墊(共0.3kg)、門鎖鎖緊機(jī)構(gòu)(共0.2kg)、靠背頭枕導(dǎo)架座(共0.2kg)以及PPO/PA合金制的前阻流板(共2kg)。據(jù)廠家介紹，這些零部件均由國(guó)內(nèi)配套廠加工成型，但其原料主要由國(guó)外進(jìn)口。我國(guó)“七五”期間引進(jìn)車型和更新?lián)Q代車型中聚酰胺工程塑料用量較多的有(只統(tǒng)計(jì)單件重量100g以上部件)：廣州標(biāo)致505FAM(8.8kg/輛)、黃河JN\|162L(3.42kg/輛)、沈陽(yáng)松陵RM80G(2.91kg/輛)、上海桑塔納(2.896kg/輛)、南京斯太爾(1.5kg/輛)、解放CA\|141(1.052kg/輛)。聚酰胺塑料件用量比國(guó)外低得多。河北亞大塑料制品有限公司系中外合資企業(yè)，采用從法國(guó)Atochem公司進(jìn)口的PA11為原料，引進(jìn)澳大利亞技術(shù)生產(chǎn)汽車輸油管、剎車管，自1990年起正式在全國(guó)推廣使用，現(xiàn)已覆蓋全國(guó)大多數(shù)車型，年銷售量500噸。該公司最近在北京、上海、長(zhǎng)春建立了分公司，以拓展業(yè)務(wù)。近期國(guó)內(nèi)車用尼龍管線上馬很多，如江蘇泰州電化廠、重慶恒強(qiáng)塑料制品有限公司、浙江臨海市小溪?jiǎng)x車管廠等，都引進(jìn)生產(chǎn)線和進(jìn)口PA原料，生產(chǎn)PA11或PA12剎車管，該類產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈。國(guó)內(nèi)圍繞PA6、PA66和PA1010三種聚酰胺基本樹脂，在汽車工業(yè)領(lǐng)域做了一些應(yīng)用工作。塑料級(jí)PA6樹脂主要廠家有上海賽璐珞廠和黑龍江尼龍廠；PA66樹脂主要廠家有上海塑料制品十八廠和遼陽(yáng)石油化纖公司；PA1010是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種尼龍品級(jí)，上海賽璐珞廠和武漢有機(jī)化工廠生產(chǎn)。蘇州塑料一廠生產(chǎn)玻纖增強(qiáng)PA6和PA66專用料和注塑產(chǎn)品，除提供給上海桑塔納外，還給北京輕型車配套，做發(fā)動(dòng)機(jī)圈、冷卻風(fēng)扇、暖風(fēng)機(jī)殼等。遼陽(yáng)宏偉塑料合金廠與一汽公司材料所合作，生產(chǎn)車用PA66合金。沙市市第一塑料制品廠用玻纖增強(qiáng)PA6剎車片，用岳化研究院PA/PP合金給標(biāo)致汽車做線夾。十堰市塑料制品廠用PA1010做線夾。柳州紅光工程塑料廠用PA6改性料，給柳州微汽廠配套生產(chǎn)空氣過濾器、油壺、線夾。許昌傳動(dòng)軸廠用尼龍粉末涂覆花鍵軸。南通合成材料實(shí)驗(yàn)廠開發(fā)生產(chǎn)了PA6和PA66系列改性料，部分產(chǎn)品已用于汽車零部件。上海賽璐珞廠的PA1010在一些汽車上也得到了應(yīng)用。岳化研究院研制的汽車燃油箱用阻隔尼龍樹脂，已通過了小試鑒定。但總的說來，我國(guó)汽車用聚酰胺工程塑料的研究開發(fā)和應(yīng)用，還只處在起步階段。據(jù)汽車和塑料行業(yè)的一些專家估計(jì)，用于汽車工業(yè)的國(guó)產(chǎn)聚酰胺工程塑料，大約每年只有幾百噸。我國(guó)1993年汽車產(chǎn)量120萬輛，預(yù)計(jì)2000年我國(guó)汽車產(chǎn)量為250—300萬輛，屆時(shí)每年需要聚酰胺工程塑料12kt?？梢哉f，我國(guó)聚酰胺工程塑料的開發(fā)應(yīng)用已大大落后于汽車工業(yè)的相應(yīng)要求。具體表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：(1)原材料(基本樹脂)缺乏供應(yīng)近年來我國(guó)PA66的單體AH鹽年產(chǎn)量40kt左右，PA6的單體己內(nèi)酰胺年消耗量有十幾萬噸之多，但這兩種單體主要是用于生產(chǎn)合成纖維，用于生產(chǎn)工程塑料的比例很低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)1991年生產(chǎn)聚酰胺塑料5606噸，92年生產(chǎn)5454噸，其中PA6和PA66有相當(dāng)一部分由紡絲下腳料加工而成，質(zhì)量等級(jí)低。汽車塑料制件對(duì)原材料的性能要求高，多采用改性樹脂，而且不同制件往往需要不同的改性料。我國(guó)聚酰胺工程塑料只有PA1010、PA6、PA66等少數(shù)幾個(gè)基本樹脂。研究開發(fā)改性料的企業(yè)和科研單位很多，研究成果也時(shí)有報(bào)導(dǎo)，但技術(shù)水平低，品種單一，而且一般還處在小試階段，距工業(yè)化生產(chǎn)還有相當(dāng)?shù)木嚯x。汽車工業(yè)(尤其是近年來引進(jìn)的汽車生產(chǎn)線)所需要的質(zhì)量高、品種多樣化的聚酰胺工程塑料主要依靠進(jìn)口來滿足生產(chǎn)需要。(2)缺乏集中研究開發(fā)汽車用聚酰胺工程塑料的科研開發(fā)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)基地國(guó)內(nèi)有很多研究單位進(jìn)行過汽車用聚酰胺工程塑料的零星研究，但研究和應(yīng)用常常脫節(jié)，沒有形成一定的力量，難成氣候。如聲稱研究開發(fā)出玻纖增強(qiáng)PA6的單位有十幾家之多，但現(xiàn)今汽車部件使用的玻纖增強(qiáng)PA6專用料多為國(guó)外進(jìn)口。原因是國(guó)產(chǎn)原料性能指標(biāo)不高，綜合性能不佳，質(zhì)量不夠穩(wěn)定。(3)成型加工工藝技術(shù)落后目前生產(chǎn)汽車塑料制件的配套廠多為鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，模具設(shè)計(jì)與加工比較落后，工藝控制不夠穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)較大。國(guó)外應(yīng)用成熟的反應(yīng)注射成型技術(shù)和熔芯注射成型技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚未見應(yīng)用。(4)模具加工技術(shù)落后缺少專用設(shè)備及模具制造手段，模具加工周期長(zhǎng)，質(zhì)量差，成本很高，直接影響塑料成品的發(fā)展。四、前景展望及對(duì)策建議我國(guó)政府已明確提出要大力發(fā)展汽車工業(yè)，使之成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。我國(guó)汽車工業(yè)已進(jìn)入飛速發(fā)展時(shí)期，國(guó)家一方面大力引進(jìn)國(guó)外較先進(jìn)的汽車生產(chǎn)線，一方面通過稅收等政策杠桿來推動(dòng)引進(jìn)汽車零部件的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，這對(duì)聚酰胺在汽車上的應(yīng)用是很大的促進(jìn)。汽車工業(yè)的發(fā)展需要相關(guān)工業(yè)的同步發(fā)展，中國(guó)汽車工業(yè)總公司已將聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、ABS、聚酰胺等列為今后需要重點(diǎn)發(fā)展的塑料品種。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)總公司2000年發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，2000年國(guó)產(chǎn)汽車需聚酰胺工程塑料13kt，因此開發(fā)高附加價(jià)值的汽車用聚酰胺工程塑料很有經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)潛力。建議如下：1)加強(qiáng)基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)我國(guó)每年通過海關(guān)進(jìn)口的塑料級(jí)聚酰胺樹脂有10kt左右。由于國(guó)內(nèi)聚酰胺樹脂缺口大，許多集體企業(yè)和個(gè)體戶上馬百噸級(jí)的己內(nèi)酰胺聚合裝置，雖然在目前還是有利可圖，但畢竟不是經(jīng)濟(jì)規(guī)模，而且質(zhì)量等級(jí)低、質(zhì)量指標(biāo)不統(tǒng)一，給后加工帶來困難。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，應(yīng)上馬5000t/a左右規(guī)模的聚酰胺聚合裝置，專業(yè)生產(chǎn)塑料級(jí)的PA6和PA66切片，為電子電氣工業(yè)和汽車工業(yè)提供質(zhì)量可靠的基礎(chǔ)樹脂。還應(yīng)考慮在適當(dāng)時(shí)機(jī)上其它聚酰胺基礎(chǔ)樹脂(如PA12，PA6/PA66，PA11)的生產(chǎn)裝置，為聚酰胺工程塑料的應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的原料基礎(chǔ)。2)加強(qiáng)改性尼龍的縱深開發(fā)要改變目前品種單一的現(xiàn)狀，對(duì)現(xiàn)已開發(fā)的玻纖增強(qiáng)尼龍、填充尼龍、阻燃尼龍、尼龍合金、抗沖擊尼龍等進(jìn)一步深度研究，使之系列化、定型化。還要加強(qiáng)具