PP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度,從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì),其具有質(zhì)輕、耐熱、耐高溫等優(yōu)點。隨著汽車輕量化的發(fā)展,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑,目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%,卡車、工程機械車占20%,客車、商務(wù)車占35%。
汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料,因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想,僅適合于需要表面覆皮的高端車,不僅增加了制造成本,也限制了 PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用;而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體,化學發(fā)泡劑為氣源,通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài),注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡,且其理想的泡孔直徑應(yīng)<50μm,但目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80~350μm。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等,注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件,如車身門板、尾門、風道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等。利用微發(fā)泡技術(shù)可使 PP制品的質(zhì)量減少約10%~20%,較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)最高50%的減重,注射壓力降低約30%~50%,鎖模力降低約20%,循環(huán)周期減少10%~15%,同時還能提高汽車的節(jié)能性,較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)最高30%的節(jié)能,并且能改善制品的翹曲變形性,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活,在一些部件中,如汽車風管、風道,還可實現(xiàn)隔熱、降噪的效果,減少后道工序的成本。 密度為0.06g/cm3的輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學性能,作為汽車車頂,可降低汽車的質(zhì)量,同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件,有利于汽車的輕量化。
微發(fā)泡PP可應(yīng)用于汽車風道、門板等,它很好的解決了普通發(fā)泡PP產(chǎn)品表觀質(zhì)量的缺陷問題,微發(fā)泡制品不需要覆皮即可滿足產(chǎn)品的表觀使用要求,從而降低了制造成本,也為該技術(shù)從高端應(yīng)用向中低端的普及應(yīng)用提供了解決方案。微發(fā)泡注塑 PP材料采用先進的“三明治”結(jié)構(gòu)(發(fā)泡結(jié)構(gòu)的芯層和堅實的上下皮層構(gòu)成的三明治結(jié)構(gòu)),具有孔徑小、體積泡孔密度高、內(nèi)應(yīng)力小、成型周期短等優(yōu)點,且其不僅具有優(yōu)異的外觀質(zhì)量、性能損失小、可實現(xiàn)5%~20%的減重效果,而且在加工階段能縮短材料的注塑周期、降低10%~30%的能耗、減少碳排放,并可應(yīng)用于填充 PP體系和玻璃纖維增強 PP體系,增強汽車的安全性。在汽車輕量化、低成本的發(fā)展趨勢下,未來的汽車用塑料的發(fā)展必將促進PP微發(fā)泡技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新。
國內(nèi)能夠制造PP發(fā)泡用的單螺桿擠出生產(chǎn)機組、超臨界CO2發(fā)泡成套裝備和微發(fā)泡注塑機,MuCell微孔發(fā)泡技術(shù)的全球獨家供應(yīng)商美國Trexel股份有限公司也向中國提供微發(fā)泡生產(chǎn)設(shè)備。隨著汽車的普及推廣及對其輕量化、阻燃、高強度、環(huán)保等方面的追求,“三高一低”PP樹脂及改性PP材料必將會進一步得到拓展應(yīng)用。減小產(chǎn)品比重(如LGFPP和碳纖維增強 PP可代替金屬、玻璃纖維聚酰胺材料)、降低TVOC、減小噪音、特別的內(nèi)飾件表觀(例如金屬效果,透光半透明材料)及經(jīng)濟的加工方法將是未來汽車用 PP改性材料的發(fā)展重點。