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中国汽车用非织造材料的发展前景种植

发布时间:2020-04-19 15:45:44 阅读: 来源:压焊机厂家

中国汽车用非织造材料的发展前景

汽车内饰材料在外观方面要求具有可进行工程化设计的特性以及设计的工艺性,在功能性方面则要求具有可裁剪性、可成型性、轻量化、补强性、隔振性、耐热性、隔音性、吸音性、隔热性、缓冲性、弹性回复性、柔软性、难燃性和可焊接性。

汽车用非织材料的模压内饰件主要用作车顶、后舱盖板、车门内饰及头枕、模压地毯等;吸音材料和绝热材料作声、热绝缘用,蓬松的纤维基衬垫可模压成型;复合材料和叠层材料由高性能纤维、天然纤维非织造片材,玻璃纤维非织造片材等材料构成。

汽车非织造材料所用的纤维包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维和天然纤维(如亚麻、大麻、黄麻和剑麻等) 。

汽车领域非织造材料应用增长的原因在于:

(1)可进行工程化设计的非织造材料具有织造布无可比拟的优点。

(2)可以深度模压成型,适合任何内饰件复杂表面形状的要求;可以按汽车制造厂的要求对材料的厚度、硬度进行个性化设计。

(3)由于在汽车舱内各部位均可使用非织造材料,因此可使其达到在色彩和结构形态上的一致性;由于采用原液染色工艺,其产品具有较佳耐光及耐磨色牢度;非织造材料较机织布在纵、横向上具有更均衡的拉伸性能,因此在模压成型后在外观上更均匀。

(4)与同重量的材料比较,非织造材料可设计得强度更高,更耐磨和更耐热。

(5)非织造材料具有更高的性价比;由于其较织造材料轻,因此有利于改进车辆的燃油水平,从而更经济。

(6)机械固结的玻纤毡可连续耐540℃高温,最高可耐650℃; 岩棉毡可耐820℃高温,最高可耐980℃;二氧化硅毡可耐1100℃高温, 最高可耐1200℃。可按需要在一种非织造材料中结合使用多种纤维来达到最佳的性价比。

(7)非织造吸音材料在200~400 Hz频率范围内的吸音效果比标准的对照材料高5 dB,在400~1000 Hz范围内的吸音效果则与标准对照材料相仿。某些非织造吸音材料可比对照材料轻50% ,并能耐受180℃温度。

1. 3 汽车用非织造材料简介

1. 3. 1 针刺非织造材料

(1)针刺地毯,一般用聚酯、聚酰胺纤维混合,经成网,针刺(条纹、毛圈或起绒) ,背涂,模压成型。

(2)针刺(天鹅绒面)非织造材料作装饰面料与基底材料复合,模压成型(车顶、行李厢盖板、门内饰等) 。

(3)针刺非织造材料经模压成型制成轮罩衬里,行李厢衬垫。

(4)针刺非织造材料作为汽车座椅合成革涂层的基布。

1. 3. 2 簇绒地毯基布

聚酯纺粘非织造材料被用作高档簇绒地毯基布,如Lutrovil公司生产的Luradur, Enka公司生产的Colback纺粘非织造材料。

1. 3. 3 汽车用非织造过滤材料

仅汽车空气过滤材料一项, 1999年全球汽车滤清器销售额已达33亿美元,汽车用非织造过滤材料占世界非织造材料产量的3. 81% ,年增长率达10%。生产方法包括纺粘、熔喷或纺粘/熔喷复合、化学粘合法、湿法等。

1. 3. 4 声、热及振动绝缘材料

(1)用密度为50~100 kg/m3 ,面密度为500~1800 g/m2的纤网加工成表面带压敏胶的自粘性片材或模压件,可用于车顶衬垫,车门衬垫,地毯下汽车地板用吸音、隔音、隔热、隔振材料。

(2)密度为100 ~250 kg/m3 表面复合装饰面料的具有隔音性能和自支承模压件,可用于发动机罩、汽车舱室前端、仪表板的绝缘材料以及地板、行李厢、车顶衬垫。

上述两种低密度、中密度非织造绝缘材料过去多用废纤维+酚醛树脂粉末经成网热固化制成,因环保要求趋向限制使用酚醛树脂,现已开发出采用废纤维+热塑性纤维,经混合、成网、热熔粘合而成,并可进一步模压。

1. 3. 5 高密度自支承结构件

用于模压成型的非织造纤网面密度为2 500 g/m2 ,密度为400~900 kg/m3。一般采用二步法工艺制造,先制成非织造片材(热熔粘合或针刺) ,然后模压成型。

对热固性非织造片材(纤维+粉末状酚醛树脂或环氧树脂)须采用热模压工艺;对热塑性非织造片材(纤维+如聚丙烯等热塑性纤维) ,则须采用片材预热、冷模压工艺。

高密度模压件加工中,非织造材料在模具中承受很高压力,使之成形为尺寸稳定的结构件,可用作车门、车顶、座椅靠背和行李厢盖板结构件。

1. 3. 6 可取代聚氨酯泡沫材料的三维结构非织造材料

采用三维卷曲纤维, 以梳理、垂直铺网(如STRUTO、WAVEMAKER)或气流成网,并通过热风粘合或针刺、缝编等机械固结加工工艺,可生产该类蓬松、压缩回弹性优良的三维结构非织造材料。三维结构非织造结构材料可与任何面料叠层复合,其优点在于:

(1)减少雾化效果和令人不快的气味;

(2)环保的叠层复合加工工艺;

(3)表面均匀;

(4)可使用再生纤维;

(5)产品废弃后可再循环使用或制成再生纤维。

综上所述,目前在各种轿车中,全部吸音、隔热材料均采用非织造材料;空气及燃油、润滑油过滤也采用非织造材料;欧、日系轿车的绝大多数模压地毯采用针刺非织造地毯,以前美国车多用簇绒地毯,由于针刺技术的发展以及成本的考虑,近年来也开始采用针刺地毯;很多型号轿车的车门内饰板采用非织造材料(包括天然纤维的模压材料) 。

在日本系列汽车中用非织造材料做车顶表面的装饰已非常普通,在日本国内达到70% ,在欧洲达到50%;在北美由于非织造材料优异的可成形性受到了广泛的关注,预测其市场亦将进一步扩大。

2 天然纤维非织造材料在汽车内饰中应用的趋势

国外汽车内饰材料开发研究方面一个值得注意的趋势是在汽车内饰结构材料方面(如车顶、车门内饰板及行李厢盖板等)重视采用麻类天然纤维。

2001年欧洲汽车工业使用的麻类纤维数量占17%。自1996 年以来,麻类纤维使用量的增长率很高, 1999~2000年增长了90%。采用天然纤维的热塑性或热固性模压件(如车门板等)已成为欧系轿车的标准配置,每辆轿车所用的天然纤维达5~10 kg。作为一种新的加工技术 麻类天然纤维+聚丙烯注塑模压技术在未来几年中将呈继续增长的态势。麻类天然纤维在汽车模压内饰件中应用增长的原因在于其可提供生态与经济性更佳以及耐冲击韧性更佳的结构件。

2005年德国汽车工业应用了18万t天然纤维增强复合材料(包括采用再生棉及木纤维) ,意味着每辆汽车所用的天然纤维增强复合材料已达16 kg。

载姆勒克莱斯勒公司在梅塞德斯 奔驰生产线令人信服地证明了天然纤维增强复合材料在汽车工业中应用的重要性。在梅塞德斯 奔驰的E级车的50个零部件中已应用了重达32 kg天然纤维增强复合材料; C级车的33个零部件应用了22 kg天然纤维增强复合材料; S级车的27个零部件应用了43 kg天然纤维增强复合材料; A级车的26个零部件应用了23 kg天然纤维增强复合材料。

由Kassel大学与瑞士立达汽车系统公司合作完成的阿巴卡( 2004 /2005)研究项目表明:香蕉叶纤维增强复合材料的技术性能已达到玻璃增强复合材料的水平;已完成亚麻纤维、黄麻纤维与标准玻璃纤维对比研究的框架性研究工作。研究结果令人振奋,采用天然纤维可节省成本3%、减轻重量5%。

表6是麻等天然纤维非织造材料在汽车用纤维复合材料中的应用情况。表7 是采用麻纤维的门内饰与塑料门内饰生态与经济性的对比。使用亚麻纤维非织造材料门内饰比使用ABS门内饰节省燃油。按一套车门内饰行驶20万km计可节省柴油18 L或汽油30 L;按1万辆汽车行驶20万km计可节省柴油72万L或汽油1 20万L。

表6 麻等天然纤维非织造材料在汽车用纤维复合材料中的应用

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