新環(huán)保塑料材料用于新能源汽車內(nèi)飾的探討

康繼超 李旭 崔許剛 陳緒強(qiáng)

摘 要：近些年來，汽車在全世界范圍保有量的不斷飛速增長，是人類面臨全球變暖，石油資源短缺，空氣污染和水質(zhì)污染等很多問題變得越來越嚴(yán)重，而基于這些問題的出現(xiàn)，各大車企相繼開發(fā)出各種類型的電動新能源汽車，電動新能源汽車成為解決這些問題的最佳方案。而汽車隨著消費(fèi)者需求的變化，汽車內(nèi)飾面料不僅要滿足實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、耐久性的要求，還應(yīng)該向著人性化、舒適化、美觀化、環(huán)?；确较虬l(fā)展。針對這些新的功能需求，文章從新環(huán)保材料等方面進(jìn)行了汽車內(nèi)飾面料的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

關(guān)鍵詞：汽車內(nèi)飾面料;新環(huán)保材料;新能源汽車

中圖分類號：U465 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）09-11-03

Discussion on the Application of New Environmental Protection Plastic Materialto the Interior of New Energy Automobile

Kang Jichao， Li Xu， Cui Xugang， Chen Xuqiang

（ Kaliver （Shandong） Automotive Technology Co.， Ltd.， Shandong Rizhao 276800 ）

Abstract：?In recent years， the constant rapid growth of car ownership around the world， is the human face of global warming， shortage of oil resources， many problems such as air pollution and water pollution is becoming more and more serious， which is based on the occurrence of these problems， various auto enterprises have developed various types of electric new energy vehicles， electric new energy vehicles become the best solution to solve these problems.And as the change of consumer demand， car upholstery fabrics not only to meet the requirements of practicality， economy， durability， should also be to human nature， comfortable， MeiGuanHua， environmental protection， etc.According to these new functional requirements， this article from the new environmental protection material， etc of automobile interior fabrics design and development.

Keywords： Automotive interior fabrics; A new environmental protection material; New energy vehicles

CLC NO.：?U465 ?Document Code： A??Article ID： 1671-7988（2020）09-11-03

前言

新能源汽車是科技發(fā)展的產(chǎn)物，新能源汽車的研發(fā)與制造充分結(jié)合了汽車的動力控制系統(tǒng)與先進(jìn)的驅(qū)動技術(shù)，相關(guān)科技人員對汽車的結(jié)構(gòu)、技術(shù)原理、動力控制等多個(gè)方面進(jìn)行了技術(shù)的改良與革新，從而保障了新能源汽車的高性能。新能源汽車在運(yùn)行過程中主要是采用非常規(guī)的汽車燃料作為動力進(jìn)行車輛的驅(qū)動，符合了現(xiàn)代社會綠色環(huán)保的理念。隨著社會發(fā)展速度的日益加快，消費(fèi)者對于汽車的要求不僅僅局限于運(yùn)輸，人們的保障行駛需求的同時(shí)，對座椅、方向盤、踏板等部件的要求日益提高，對汽車的要求逐漸細(xì)節(jié)化、全面化。信息化時(shí)代到來，技術(shù)人員在對汽車控制系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)時(shí)，積極依托智能化、系統(tǒng)化的信息集成設(shè)備，使得汽車的功效性更強(qiáng)，滿足現(xiàn)代人對于汽車駕駛的需求。

1 汽車內(nèi)飾材料的發(fā)展趨勢

現(xiàn)如今，汽車行業(yè)在飛速發(fā)展，汽車的市場在日益進(jìn)步，汽車內(nèi)飾材料也在逐步提升，汽車內(nèi)飾已經(jīng)邁向數(shù)字化、安全化、科技化和環(huán)?；@四個(gè)方面發(fā)展。而新環(huán)保塑料材料應(yīng)用于新能源汽車內(nèi)飾已經(jīng)慢慢的在推廣開來，其自身優(yōu)勢在良好的抗沖擊能力，并且輕量化這塊比之前傳統(tǒng)材料有很大優(yōu)勢，內(nèi)飾材料的發(fā)展趨勢，在車用皮料以及木質(zhì)材料等方面，復(fù)合革材料也在代替真皮材料?？偟脕碚f，我國汽車內(nèi)飾的發(fā)展方向逐步綠色化、環(huán)?；嚓P(guān)制造公司也逐步趨向于新環(huán)保塑料材質(zhì)的應(yīng)用。

2 新材料在汽車內(nèi)飾面料中的應(yīng)用

目前常用于新能源汽車內(nèi)飾的新型環(huán)保塑料材料有：免噴涂塑料、SKYTRA共聚酯、生物塑料材料、聚氨酯材料、有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料。此類材料應(yīng)用于新能源汽車內(nèi)飾的優(yōu)點(diǎn)如下：

2.1 免噴涂塑料?

免噴涂塑料主要特點(diǎn)為一次注塑品即為最終產(chǎn)品，其具有作為新能源汽車內(nèi)飾有較好的應(yīng)用前景，因?yàn)橐话愕乃芰喜牧隙夹杞?jīng)過干燥、除塵、噴漆、預(yù)處理等處理環(huán)節(jié)，而免噴涂塑料則可以有效避免這些處理環(huán)節(jié)，這既可以體現(xiàn)新環(huán)保材料的低消耗和無污染，也能降低新能源汽車內(nèi)飾的成本。在免噴涂塑料的原材料選擇中，應(yīng)盡量選擇耐腐蝕、耐摩擦、光澤度高、環(huán)保性能好的材料。相關(guān)的操作人員將聚丙烯、聚碳酸酯等材質(zhì)進(jìn)行整合，應(yīng)用于免噴涂塑料的制作過程。但是，在實(shí)際的操作過程中，相關(guān)的操作人員必須嚴(yán)格控制相應(yīng)的注塑溫度、干燥度以及操作速度，并對相應(yīng)的磨具溫度進(jìn)行準(zhǔn)確控制。這樣免噴涂塑料才能夠很好的應(yīng)用于新能源汽車內(nèi)飾。

2.2 SKYTRA共聚酯

SKYTRA共聚酯作為化工部門重點(diǎn)研發(fā)的一種具有較強(qiáng)實(shí)用性的綠色環(huán)保型塑料復(fù)合材質(zhì)，其中添加了從玉米種提取的原料，具備一定的生物屬性。此種材質(zhì)具備較強(qiáng)的抗腐蝕性以及抗沖性，并且透明度相對較高，屬于一種高性能的透明塑料材質(zhì)，所以其有望成為新能源汽車內(nèi)飾中新型環(huán)保材料的應(yīng)用潛力，這不僅是由于SKYTRA共聚酯材料的環(huán)保特性與新能源汽車匹配，而且與新一代新能源汽車的概念更搭配。

2.3 生物塑料材料

生物塑料具有可再生性，因此十分環(huán)保。生物塑料的原材料為原生態(tài)植物，比如玉米、小麥等糧食作物都可以作為生物材料的生產(chǎn)原料，如PLA（聚乳酸）和PHA（聚羥基鏈烷酸酯）是可生物降解的生物塑料領(lǐng)域增長的主要驅(qū)動力。PHA是一種典型的生物塑料，研究開發(fā)已經(jīng)數(shù)十年，現(xiàn)在最終以商業(yè)規(guī)模進(jìn)入市場，預(yù)計(jì)在未來五年的產(chǎn)能將翻兩番。這類聚酯100%可生物降解，原材料都是可再生的，并具有多種良好的物理和機(jī)械性能，具體取決于其化學(xué)成分。由于采用的原材料為原生態(tài)植物，生物塑料材料基本杜絕了未完全反應(yīng)的小分子有害物質(zhì)，因此其應(yīng)用于新能源汽車內(nèi)飾的前景十分大，應(yīng)用生物塑料材料為內(nèi)飾的車內(nèi)VOC揮發(fā)量會大幅度減少，且生物塑料材料能夠分解并回收再利用，因此，生物塑料材料的環(huán)保性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于免噴涂塑料，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，部分國外企業(yè)開始將研究的方向轉(zhuǎn)向生物塑料材質(zhì)的應(yīng)用，利用相應(yīng)的生物塑料的材質(zhì)替代傳統(tǒng)的汽車內(nèi)飾應(yīng)用材質(zhì)，例如，應(yīng)用用糖發(fā)酵的生物材質(zhì)進(jìn)行汽車內(nèi)飾的制造，隨著媽咪技術(shù)的應(yīng)用水平不斷提升，新能源汽車的制造逐漸環(huán)?；⒌吞蓟?。

2.4 聚氨酯材料?

此種材質(zhì)是一種高分析材料，其全稱為聚氨基甲酸酯，是一種新型的有機(jī)高分子材料，有“第五大塑料”的稱號，越來越多的制造商意識到聚氨酯材料的高性能，進(jìn)行廣泛試驗(yàn)與應(yīng)用。就現(xiàn)今的應(yīng)用水平而言，此種材質(zhì)已經(jīng)在電子、醫(yī)療、紡織、航空航天等多方面進(jìn)行了應(yīng)用。

新能源汽車對內(nèi)飾存在舒適性、安全性、輕量化和綠色環(huán)保等方面的要求，聚氨酯材料應(yīng)用于新能源汽車內(nèi)飾中，這幾個(gè)方面的要求都可以得到很好的滿足。聚氨酯材料也存在這不足之處，就是在絕對的環(huán)保性能這方面有些缺陷，不過近年來隨著行業(yè)的轉(zhuǎn)型，它的環(huán)保性能已經(jīng)在慢慢的提高，聚氨酯材料產(chǎn)品形態(tài)包括：PU軟泡、PU硬泡、PU半硬泡、熱模塑加填料軟泡等，這些產(chǎn)品形態(tài)在一定程度上滿足了現(xiàn)代新能源汽車對于內(nèi)飾材料的總體需求，目前而言甚至以后很長一段的時(shí)間，聚氨酯材料都將會是新能源汽車內(nèi)飾的主力軍。

2.5 有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料

有機(jī)一無機(jī)納米復(fù)合材料是由無機(jī)納米粉體和有機(jī)聚合物基體通過共混、溶膠、凝膠等方法進(jìn)行混合復(fù)合而成的一種新環(huán)保塑料材料。在新能源汽車中應(yīng)用有機(jī)一無機(jī)納米復(fù)合材料制備汽車內(nèi)飾件。納米復(fù)合材質(zhì)利用強(qiáng)界面組合以及大筆表面結(jié)和尺寸效應(yīng)進(jìn)行整合分離，可以表現(xiàn)出諸多性能，相關(guān)技術(shù)人員利用其耐熱、阻燃、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)勢進(jìn)行應(yīng)用處理，進(jìn)而將相應(yīng)的納米復(fù)合材質(zhì)應(yīng)用到新能源汽車的制造上。此外，由于納米粒子的波長相對較小，因而納米塑料具有光澤度高、透明度好等優(yōu)點(diǎn)，可以用于車體外板、保險(xiǎn)杠、散熱器的制造。同時(shí)，有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料的化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)，且無毒無害，應(yīng)用于新能源汽車的內(nèi)部裝飾方面可以做到綠色環(huán)保。

3 新技術(shù)在汽車內(nèi)飾面料中的應(yīng)用

3.1 一體成型工藝——后窗臺裝飾板

相關(guān)汽車制造工廠在對后窗臺裝飾板進(jìn)行制造時(shí)，往往是采用一體成型技術(shù)進(jìn)行總體制作。傳統(tǒng)的熱壓復(fù)合成型技術(shù)，是操作人員進(jìn)行板材的統(tǒng)一升溫加熱，目的為利用高溫熔化掉其中的PP材料，使板材具備一定的可塑性，操作人員利用模具將板材進(jìn)行固型?，F(xiàn)代的汽車后窗裝飾板采用一體成型技術(shù)，首先將表皮與基材進(jìn)行復(fù)合，使其成為一個(gè)整體，隨后操作人員利用增溫加壓的方式將相應(yīng)的零部件進(jìn)行固型，使其具備一定的硬度與剛性。其主要的加工步驟為5步：

（1）操作人員在基材與材料表面均勻涂抹粘結(jié)劑;

（2）操作人員隨后將涂滿粘結(jié)劑的表皮進(jìn)行增溫加熱處理，將溫度控制在160～220℃，加熱時(shí)間控制在30s;

（3）操作人員將復(fù)合材質(zhì)加壓處理，放置在模具中進(jìn)行加壓處理，加壓的時(shí)間控制在25s;

（4）操作人員為了提高零件的穩(wěn)定性以及剛性，在進(jìn)行一體成型技術(shù)處理之后，對相應(yīng)的板材進(jìn)行冷卻處理，使其在溫度30℃，濕度70%的環(huán)境中進(jìn)行放至，擱置24小時(shí)后進(jìn)行相應(yīng)的加工處理;

（5）隨后相關(guān)操作人員進(jìn)行相應(yīng)的加工處理，運(yùn)用超聲波切割、摩擦焊接、熱熔焊接等處理方式進(jìn)行加工定型，最終保障相應(yīng)零部件的成型。

3.2 納米仿生技術(shù)?

豪華車制造商邁凱倫汽車公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過將納米仿生技術(shù)與汽車制造工藝的結(jié)合，推出了納米仿生汽車。此車主要是將納米專利紡織涂層技術(shù)應(yīng)用到汽車內(nèi)飾中，將該技術(shù)應(yīng)用于汽車內(nèi)飾板以及座椅表面，該項(xiàng)技術(shù)通過遠(yuǎn)紅外線發(fā)射原理，將人體的熱量進(jìn)行紅外線轉(zhuǎn)換，當(dāng)人體表面吸收了遠(yuǎn)紅外線之后，可以促進(jìn)血液的流動循環(huán)，可以在一定程

度上提高乘坐者的睡眠質(zhì)量，長期以來，可以提高人體的能量以及耐久力，有利于人體健康。此外，納米技術(shù)的應(yīng)用還可以應(yīng)用于改善座椅的舒適度、調(diào)節(jié)車輛內(nèi)部環(huán)境等方面，進(jìn)而提高使用者的駕駛與乘坐的綜合體驗(yàn)感。

此外，納米技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛。相關(guān)技術(shù)人員在自然界中合成了機(jī)構(gòu)完整、性能良好的多種有機(jī)、無機(jī)材料。技術(shù)人員將這些材料進(jìn)行分離、結(jié)合，進(jìn)行多種形式的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而探索不同材質(zhì)相互結(jié)合的特殊功效。研究人員通過對多次試驗(yàn)的研究結(jié)果進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)多種物質(zhì)的特殊屬性都與納米技術(shù)有關(guān)聯(lián)。納米技術(shù)的發(fā)展使人類走進(jìn)了一個(gè)新的技術(shù)世界，科技人員通過對納米技術(shù)的不斷深入探索與研究，將基本物質(zhì)單元進(jìn)行有序組裝或者分立，不斷在仿生發(fā)展道路上進(jìn)行摸索，進(jìn)而研究出類似于生物體的材料，應(yīng)用到人們的生產(chǎn)與生活中。

4 結(jié)語

總而言之，新能源內(nèi)飾中應(yīng)用新環(huán)保塑料材料是有非常大的前期以及發(fā)展空間，基于此，本文概述了免噴涂塑料、SKYTRA共聚酯、生物塑料材料、聚氨酯材料、有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料以及相關(guān)的新技術(shù)在新能源汽車內(nèi)飾的具體應(yīng)用。為了能夠更好的將新環(huán)保材料應(yīng)用在新能源汽車內(nèi)飾上，除開國家政策支持，各大車企開發(fā)制造水平的提升，還需重點(diǎn)關(guān)注人民環(huán)保意識的增強(qiáng)。

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