热塑性复合材料在汽车外饰件上的应用

李莹莹

摘要：汽车复合材料是一种以树脂为基础的长纤维增强材料，能否回收利用取决于树脂的性能，如果树脂是热固性的，材料也是热固性的。本文分析了聚丙烯基热塑性复合材料在使用中的常见问题，阐述了热塑性复合材料在汽车外饰件中的应用。

关键词：热塑性复合材料；汽车外饰；应用

汽车复合材料是由长纤维和树脂增强而成的一种材料，如果树脂是热固性的，复合材料是热固性的，不能回收。以聚丙烯等热塑性塑料为树脂的复合材料不仅可以回收利用，而且具有密度低、比强度高、成形性好、设计自由度高、成本低、生产效率高等特点。代替金属和热固性复合材料，可以实现轻量化、模块化和通用化的设计和生产，在汽车工业中得到了广泛的推广。

一、汽车复合材料特点

汽车复合材料完全不同于传统的材料，如钢、铁、铝、塑料和橡胶。它们不是均质的和各向同性的，而是非均质的和各向异性的。与传统汽车材料相比，汽车复合材料具有以下特点：

1，汽车复合材料设计的性能。汽车复合材料设计的第一步是选择汽车复合材料中的增强体、基体相等基本组分，并根据复合材料体系确定增强体在汽车复合材料中的体积分数。汽车复合材料的力学性能，以及热、声、光、电、防腐、抗老化等物理、化学性能，可以通过选择和匹配零件材料等工艺设计，最大限度地达到。根据部件和环境条件的要求，进行材料、帘布层设计和界面控制。绩效目标。因此，可以认为汽车复合材料的性能可以设计，而且具有很大的自由度，可以实现在汽车工业中真正意义上的高性价比的汽车零部件的开发和制造。

2、汽车复合材料可以集成和优化。汽车复合材料的可设计性以及材料-构件制造的同一性，使得实现汽车复合材料的整体优化设计成为可能。通过合理的材料铺放设计和系统结构优化，解决了汽车复合材料工艺复杂、生产效率低、加工成本高的问题。纤维和织物作为汽车复合材料的增强材料是软的，基体相树脂易于流动。因此，汽车复合材料易于实现产品零部件的集成设计，并且可以集成材料、结构和制造工艺进行优化。整体设计和综合优化可以带来良好的零件整体性能，便于建模，减少零件和连接件的数量，从而带来工艺简化，缩短加工周期，提高生产效率，降低成本。

二、聚丙烯基热塑性复合材料的常见问题

聚丙烯材料有许多优良的性能，但它也有一些明显的缺点，下面是简要介绍使用过程中经常出现的几个问题。第一个问题是由于聚丙烯是一种非极性聚合物材料，所以它的表面能很低，结晶度相对较高，与涂料等材料的粘结效果很差，直接涂漆，因为粘接强度差，很容易脱落。第二个常见问题是玻璃纤维在表面上的暴露。作为复合材料，最重要的特点是通过调节纤维和树脂的分布来控制材料的设计，使其能够更好地满足材料的要求。在聚丙烯材料中，玻璃纤维通常在20%～40%之间，有时为了提高强度。增加到60%。因此，玻璃纤维一般在使用内部夹层时，不到40%的时间，如果不进行特殊处理，很容易暴露。

三、聚丙烯基热塑性符合材料制品表面质量措施

对于用聚丙烯材料代替原材料、对外观要求不高的零件，通过选择合适的聚丙烯材料、调整比例、改进制造工艺，再通过适当的表面处理，可提高产品的外观质量。他对外表的要求是可以达到的。

1、材料选择和配方改进。在选择材料时，应选择熔化指数高的材料，以降低粘度，提高流动性。在加强材料强度的过程中，我们不能仅仅依靠选择高强度树脂来达到目的，否则会严重影响材料的外观，导致其润湿性差，不能完全渗透到玻璃纤维中。玻璃纤维的强度不能起到有效的作用，导致其整体强度。度下降。因此如何保证树脂对玻璃纤维的润湿性是非常重要的，也是避免纤维暴露的最重要措施。此外，在确定聚丙烯树脂的配方时，还应考虑聚丙烯树脂的流动性，使树脂与玻璃纤维更好地渗透和熔融。

2、成型工艺的改进。成型工艺的改进主要包括注塑成型和注塑成型两个部分。在注塑成型过程中，用于LFT注塑成型的模具应具有较大的圆形浇口，不要过多的尖角和各种小而深的凹陷或凸起，否则会导致模具表面太多的凸起，使玻璃Fi流动。BER不够光滑。当零件数量不是很大时，我们可以使用短纤维设备来制造长纤维材料，但是我们需要使用专用设备来制造大生产量。在成型过程中，无论是GMT材料还是LFT材料，在加工前都要进行加热，提高加热温度，缩短加热出口与压力机之间的距离，以减少热损失，保证更好的材料流动、成型速度和压力等。演员是非常重要的。较大的压力机和更快的成型速度使它们能够更好地流动。给料方式和赋形剂还应考虑物料的流动性，使物料的流动距离相对较大，从而使其位移均匀。在模具设计过程中，为避免因流动性差而引起的表面质量和影响，在大型曲面的设计中必须确保一定的弧度。

3、表面处理。腐蚀图案是一种常见的表面处理方法，它能有效地提高零件的表面质量，使一些表面问题变得不明显。常见的图案有皮革图案、磨砂粒等。腐蚀图案之间的过渡应该是平滑的，零件侧面或法兰上的图案与脱模方向之间的角度不应超过15度。热塑性复合材料汽车外表面零件如保险杠、侧板、翼板、导板等常采用喷涂工艺。聚丙烯复合材料的喷涂工艺比较复杂，需要预处理、喷涂底漆和喷涂面漆三个步骤。预处理可以在材料表面产生极性基团。如果材料的基础树脂已经极化，或者PP涂料的附着力良好，则可以在没有预处理的情况下进行。预防预处理有两种主要方法：物理法和化学法。化学方法包括氯化、酸洗、紫外线照射和等离子体聚合。物理方法包括火焰法、喷雾法、电晕法和激光法。采用不同的预处理方法，得到了实验结果。不同的，所以可以采用多种方式同时进行。目前，采用聚丙烯喷涂性能改性的方法较为普遍，但复合材料改性有一定的难度，还需要通过研究找到稳定的配方。通过聚丙烯分子与底漆分子之间形成的化学键，可以有效地提高底漆在零件表面的附着力。对于面漆，最重要的是装饰性、耐腐蚀性、耐磨性和环境性能，当表面质量差时，可以使用黑色面漆来阻挡缺陷位置。喷漆工艺比较复杂，所以在一些小规模生产中不会用这种方式，往往采用另一种比较简单的方式来代替，也就是涂装方法。PC复合膜、PET膜、PMMA膜和TPE膜在聚丙烯复合材料层压中经常使用。具体的选择需要根据不同的部位和使用不同的实际选择。贴片工艺可与压膜同时进行，或加热后再加热，将薄膜放入压力机后，对薄膜上的胶粘剂进行加热熔化，并与零件粘接，达到美化零件外观的效果。

汽车材料向着轻质、复合材料和环保型方向发展。通过采取“以塑代钢”、“以轻代重”的措施，复合材料逐渐得到广泛应用。复合材料正逐渐取代金属材料。同时，热固性复合材料有被易于回收利用的热塑性复合材料取代的趋势。通过各种改性方法赋予复合材料高性能。复合度日益增加，应用范围不断扩大。可以预见，随着汽车工业的快速发展和复合材料技术的提高，复合材料在汽车零部件中的应用前景将越来越广阔。

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