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奥迪、大众等车内门把手为何选用电镀级PC/ABS?

随着汽车轻量化的发展,汽车内门把手的造型和功能也日趋多样化、智能化。汽车内门把手在轿车上是一个集安全性、装饰性和功能性为一体的特殊部件。而随着电子技术的发展,车内门把手的安全性、可靠性和操作舒适性得到了很大的提高;在汽车轻量化的今天,车内门把手的以塑代钢、高强度、耐蚀性和外观美化将会得到进一步提升!

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一.车内门把手的造型

车内门把手的造型包括长条状和扣式门把手,其中长条状门把手为大部分汽车主机厂所喜爱。长条状门把手由于细长,同等材质情况下较扣式门把手更易被拉断;在选材方面,长条状门把手需要考虑选择强度较高的材料,如:电镀PA;扣式门把手则一般选择强度要求不太高的材料,如:电镀PC/ABS


图表1 长条状内门把手,电镀PA材料


图表2  扣式门把手,电镀PC/ABS


二.车内门把手的材料有哪些?

1.ABS树脂


图表3  众泰5008ABS材质门把手

ABS树脂是车内门把手应用较早。由于力学性能不太好,目前ABS树脂已很少应用到门把手中。车内门把手用ABS树脂分为通用型和耐热型,通用型ABS电镀性能好,耐热型ABS树脂的热变形温度一般为90-105℃,并具有良好的刚性、韧性和流动性。


2.PC

PC为工程塑料,其力学性能优良,但是PC的电镀性能不太好,因而在使用过程中受到了一定的限制。


3.PC/ABS


图表4  帕萨特PC/ABS内门把手(毛胚和电镀件),来源锦湖日丽

PC/ABS树脂是车内门把手发展最快、应用最广的材料。PC/ABS树脂为PCABS的合金,它具有PC的高强度和ABS的易电镀性能,主要分为电镀和喷涂两种类型。和喷涂PC/ABS树脂相比,电镀PC/ABS树脂表面更具金属感,看起来更加高档。


4.PC/PBT

PC/PBTPCPBT的共混材料,通常共混造料后,以粒料形状供应。PC/PBT保持了结晶材料PBT的耐化学性及易于成型的特点,又兼备了非结晶材料PC的韧性和尺寸稳定性。在国内,PC/PBT用于车内门把手不太多。


5.PA(尼龙)

PA的力学性能优良,但其电镀不够好和吸水是PA应用在车内门把手的两大难题。在国外,如:德国对暴拉力的要求很高,电镀型PA在德系汽车中应用广泛。国内由于PA电镀线的技术不太成熟,故使用情况很少!车内门把手用PA一般分为两类:喷涂型PA和电镀型PA。电镀型PA的组成一般为PA+20%矿物。

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三.奥迪、大众车内门把手为何选用电镀级PC/ABS?

目前,市场上超过10万的车,其配置的车内门把手基本上都是电镀型的;其中电镀型PC/ABS受到大部分汽车主机厂的欢迎,包括:大众、奥迪、现代等。

PC/ABS 树脂广泛应用于门把手的原因主要是:综合性能优良。综合性能优良我们重点阐述一下:


1.PC/ABS综合性能优良的原因

1PCABS的优缺点


PC

ABS

优点

1.冲击强度高;

2.抗蠕变性和尺寸稳定性好;

3.耐热,透明,吸水率低;

4.介电性能优良等优点。

1.电镀性能好;

2.较好的耐化学腐蚀性;

3.良好的加工性;

缺点

1.加工流动性差;

2.易应力开裂,容易磨损;

3.对缺口敏感,耐化学药品性差;

1.耐热和耐候性差;

2.透明度不好;

3.冲击强度较低;

4.拉伸强度较低。

我们知道PC是工程塑料,PC的优点有机械强度相对较高、耐热、吸水率低等,但PC电镀效果不太好、加工性能差;ABS为通用塑料,ABS电镀效果好、耐化学腐蚀、加工性能良好,但其机械强度不够、不耐热。

PC/ABSPCABS的合金,PC/ABS结合了两者的优点,因而综合性能优良!


北汽福田的尚红波介绍:“目前大多数内门把手基本都是电镀PC/ABS,就国内情况来说,电镀PC/ABS仍是主流内门把手材料。奥迪及大众将门把手材料由电镀PA改为了电镀PC/ABS材料,其主要原因一个是成本因素,另一个是国内PA电镀线尚不成熟”。主机厂主要以材料标准及制件造型作为选材依据,再根据两款料的特点来进行匹配选择。”


2PC/ABS中各组分对电镀和机械强度的影响


电镀性能

机械强度

ABS含量增加

增强

减小

PC含量增加

减弱

增大

另一方面,PC/ABS中各组分的含量对该塑料的性能影响巨大(如上表所示)!故平衡机械强度和电镀性能,使材料综合性能最佳是一个难点!目前厉害的PC/ABS生产商能够在保证电镀基本要求的条件下,可以做到PC含量非常高;从而能大幅度提高材料的机械强度。

他们是怎么做到的?我们从电镀原理来加以分析


2.如何在各组分不变的情况下,提高电镀性能?


图表5  PC/ABSTEM照片

(左:PC/ABS HAC8244,右:立镀® (Kingplate®),黑色颗粒为1、3-丁二烯,颗粒周围为SAN+PC连续相)

如上图所示,PC/ABS树脂中的丁二烯橡胶分布在连续相中。和左图相比较,右图丁二烯橡胶分布更加均匀。

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图表6 左图:粗化前PC/ABS表面,右图:粗化后PC/ABS表面


化学粗化时,丁二烯橡胶会被腐蚀溶解,从而形成大量的微孔。如果丁二烯橡胶分布更均匀,那么此系列PC/ABS粗化效果好得多。

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图表7 粗化放大图

电镀过程即是在塑料表面形成一层金属膜。粗化效果越好,则相同尺寸的条件下PC/ABS表面积越大;表面积越大,塑料和金属层的结合力越大,电镀效果越好!这就是PC/ABS生产商提高电镀性能的秘诀!另外,丁二烯橡胶分布均匀还可以一定程度上提高PC/ABS的机械强度。

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四.市场上常用PC/ABS牌号

目前,国内外生产PC/ABS的厂家虽然有很多,但市场上主流的主要有巴斯夫Basf,Sabic,拜耳Bayer,锦湖日丽,LG等公司。下面列举三个公司常用PC/ABS牌号(标红部分为用于门把手的牌号):

类别

Bayer

Sabic

锦湖日丽

一般耐热,优异加工性

T45T50XF

C1000

PC/ABSHAC8240

高耐热

T65,T65XF

C1100

PC/ABSHAC8250

超高耐热

T85,T85XF

C1200,MC8002,XCY620

PC/ABSHAC8260

电镀级

T45PG

MC1300

PC/ABSHAC8244

PC/ABSHAC8264

高耐热,哑光级


LG8002

PC/ABSHAC8250Z

超高耐热,哑光级


LG9000

PC/ABSHAC8260Z

吹塑挤出级


MC8100

PC/ABSHAC8250B

矿物填充,高耐热,尺寸稳定性

T95MF

MC8800

PC/ABSHAC8250TC

增强级,10%glassfiber

T88-2N

C4210C4010HF

HAC5010G

增强级,20%glassfiber

T88-4N

C4220

HAC5020G


目前世界ABS树脂的生产重心已转移到亚洲,无论在规模还是新产品开发方面,日、韩、中已经超越了欧美走在了世界前列,而锦湖日丽整合了日、韩、中在ABS聚合与改性领域的专家加入研发团队,是ABSPC/ABS改性领域中最专业的代表之一。

近年来,锦湖日丽在车用PC/ABS上的材料开发和应用显著,其中电镀级系列在原牌号HAC8244良品率高特色的基础上,又开发了新一代升级材料-立镀®,这款材料的最大特点是结合力和暴拉力大幅提升。立镀®的平均剥离强度为8N/cm(通用汽车对车内门把手的要求为4.5 N/cm,大众的要求为3.5 N/cm),成为众多主机厂工程师理想选择。

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图表8 电镀级PC/ABS材料-立镀®车内门把手


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