随着汽车外观设计日益趋向运动化、个性化,高光黑造型元素在汽车外饰中的应用越来越广泛。从进气格栅到雾灯盖板,从B/C柱饰板到下格栅,高光黑设计为汽车增添了更多时尚感和运动感。

 

然而,传统实现高光黑效果主要依靠油漆喷涂工艺,这种工艺存在诸多问题:工序复杂,需要多道处理工序;设计受限,受限于喷涂角度,对前期汽车造型设计有诸多限制;环保压力大,喷涂产品带来的回收难、不环保问题突出;成本高,综合成本较高且难以控制。

 

从替代喷漆效果的高光黑材料看,市场上常规的免喷涂材料各有明显缺陷:PMMA材料质地过脆,高光ASA材料太软易刮伤且不够黑PC材料表面耐刮擦性能较差,PMMA/ASA合金材料则能较好地解决这些问题

 

为什么选择PMMA与ASA? 


要理解这一技术突破的价值,首先需要了解两种基础材料的特性:

 

PMMA材料(聚甲基丙烯酸甲酯),俗称有机玻璃,具有优异的透明性、耐候性和表面硬度。其折光率为1.4893,透光性非常好,着色效果好,表面光反射较少。缺点是质地较脆,冲击强度低。

 

ASA材料(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物),具有出色的韧性和耐候性,折光率为1.57。大量应用于进气格栅、雾灯盖板等位置,但耐光照性能相对较差,L值较高,难以实现高质感的黑亮效果

 

PMMA和ASA共混改性,综合二者优势,则能实现黑度,光泽度,韧性,耐候,耐刮擦等性能的均衡,可以很好地满足汽车外饰高光黑免喷涂的需要。但是,常规PMMA/ASA简单地将PMMA和ASA共混,并不能得到理想的效果。

 

这是因为,PMMA材料和ASA材料的折光率差异大于0.009时,材料的透明度会降低,表面会出现雾感,很难达到钢琴黑的黑亮效果。要想达到理想的效果,用于合金的ASA材料的橡胶含量、橡胶交联度、AN%含量及SAN材料分子量等参数都有严格的要求。

 

以下是PMMA材料,高光ASA材料,常规PMMA/ASA材料和某改良PMMA/ASA材料的一些关键性能对比。

 

四种材料性能大比拼


外观与机械性能数据对比


黑度与光泽度L值越低越黑,光泽度越高越亮):

 

  • PMMA材料:L值23,光泽度80

  • 高光ASA材料:L值26.5,光泽度90

  • 常规PMMA/ASA合金材料:L值24.3,光泽度82

  • 改良PMMA/ASA合金材料:L值更低,光泽度更高

 

冲击强度kJ/m²):

  • PMMA材料:18

  • 高光ASA材料:80

  • 常规PMMA/ASA合金材料:45

  • 改良PMMA/ASA合金材料:65(比常规版提升44%)

 

弯曲强度MPa):

  • PMMA材料:115

  • 高光ASA材料:85

  • 常规PMMA/ASA合金材料:95

  • 改良PMMA/ASA合金材料:102(比常规版提升7.4%)

 

 

关键技术突破:折射率精准控制


改良PMMA/ASA合金材料的核心突破在于解决了材料相容性问题。通过将PMMA材料和ASA材料的折光率差异控制在0.009以内,确保了材料的高透明度和黑亮效果。

 

同时,通过调整配方中透明基材和黑色色粉比例,优化增韧材料和抗紫外线粒子,实现了外观与机械性能的完美平衡。

 

严苛测试验证卓越性能


耐光照性能测试


按照大众汽车内部标准进行测试,结果如下:

 

改良材料完全满足大众汽车4级灰度等级的要求。

 

耐刮擦性能测试

 

测试结果显示,改良PMMA/ASA合金材料的刮擦后色差变化ΔL值仅为0.6,远优于高光ASA材料(ΔL=6.1)和常规PMMA/ASA合金材料(ΔL>1.5),接近纯PMMA材料(ΔL=0.3)的优异表现。

 

功能性试验全面通过


在高低温摆锤试验中,改良PMMA/ASA合金材料零件完好无损,而纯PMMA材料零件出现开裂。在拉拔力测试中,四种材料均能满足要求。

 

从雷达图可以看出,改良PMMA/ASA合金材料在各项关键性能上表现均衡且优异,没有明显短板。

 

与油漆喷涂工艺相比,PMMA/ASA高光黑免喷涂材料可以使单车成本有所下降,大众汽车已成功将改良PMMA/ASA合金材料应用于某MEB车型的下格栅中上汽等诸多主机厂也已采用相关材料

 

参考资料:改良PMMA/ASA 合金材料在汽车外饰件上的应用,上汽大众汽车有限公司,上海锦湖日丽塑料有限公司

 

作者 808, ab