摘要：在当前阶段中，社会中使用塑料品种越来越多，而聚丙烯就是其中之一。聚丙烯由于生产原料丰富，操作工艺较为简易，并且，与另其他塑料相比，其成本价格比较低廉，具有更高的综合性能，在加上其没有毒性以及较大的气味，因此，在当前阶段中被广泛的应用，尤其是在汽车、电子等高端的行业中。本文主要介绍汽车仪表板专用玻纤和云母填充聚丙烯塑料的选材、性能指标及其在汽车仪表板的应用。
关键词：汽车仪表板；玻纤云母填充聚丙烯；性能；应用
ABSTRACT：In the current stage，more and more plastics are used in society，and polypropylene is one of them.Polypropylene is widely used in the current stage，especially in high-end industries such as automobiles and electronics，because of its abundant raw materials，simple operation process，low cost，higher comprehensive properties and no toxicity and odor compared with other plastics.This paper mainly introduces the material selection，performance index and application of glass fibre and mica filled polypropylene plastics for automobile dashboard.
Key words：automobile dashboard；glass fibre mica filled polypropylene；performance；application
前言：在汽车塑料件的开发中、选材是关键的一步。尤其在汽车用塑料件中以仪表盘和前后保险杠尺寸最大，而仪表板形状更复杂，它以整件一次注射成型，因是安装在汽车内部的部件，除要求材料有良好的流动性外，还要求材料有较高的强度、刚性、耐冲击性，耐振动性和尺寸稳定性，对耐热性的要求也很严格。
1、汽车仪表板的类型
汽车仪表板根据使用材料的不同可以划分为两种类型，即软饰仪表板（骨架、表层、缓冲层）、硬质仪表板。软饰仪表板的不同构成部分，所使用的制造材料也会有所不同。如果是轿车的仪表板，所使用的制造材料通常为聚氨基甲酸酯、聚丙烯塑料、ABS塑料聚合物等等。硬质仪表板在结构设计上简单，所采用的制造工艺为注塑成型，并不需要表皮材料。通常大型车辆的仪表板会采用硬质仪表板。随着新的科技成果用于汽车仪表板设计中，一些汽车会采用钢质仪表板。这种仪表板为冲压成型的钢板焊接而成，进行涂装后安装在汽车上。美观起见，钢质仪表板的外层都会包上一层皮革。根据汽车仪表板的使用功能以及不同的车型对仪表板的用途有所不同，汽车仪表板还会根据汽车需要组装为不同形式的仪表板，诸如软包的仪表板、木质的仪表板。
2、填充聚丙烯塑料的选材的选材
开始我们根据天津汽车研究所提供的《DTSM551E聚丙烯成型材料》的技术资料中 DTSM551E-3的技术指标作为依据选材。
技术指标：
拉伸强度 ≧35MPa
伸长率 ≧3%
悬臂梁缺口冲击强度 ≧15J/m
弯曲弹性模量 ≧3.0GPa
热变形温度（0.46MPa负荷） ≧130℃
由于缺乏经验，单靠机械性能数据就确定了材料，选用了GB 120玻纤增强聚丙烯。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3、试验与结果
经对 GB 120 树脂作工艺试验，发现其各向异性，翘曲变形严重，且制品表面有银纹，不能满足产品使用要求。为尽快确定材料以便开模，我们与化工部北京化工研究所合作，在短期内研制出了仪表板专业材料―无机填充聚丙烯 HP-86-48，材料符合DTSM551E-3的性能要求并在仪表板上取得了良好的实用效果。
整个试制工作包括：①剖析日本原材料配方；②在注射成型中测量材料收缩率数据，作为模具设计的依据；③模拟工艺试验，验证收缩率，观察其工艺性；④模具设计和制造完成后，用所选材料试模；⑤用所选的材料注塑成型产品；⑥装车试用；⑦用户认可。
首先从汽车仪表板实物上取样剖析，结果表明材料中含：聚丙烯71.1%，无机填料28.9%。
聚丙烯树脂采用国内产品，熔体流动速率控制在3～5g/10min之间，对常见无机填料的化学组成进行分析，并由填充理论上进行分析，云母微观上为层状薄片结构，径厚比大，掺混于塑料中成型为制品后云母片或多或少取向，起到了二维增强作用，在取向平面内强度、线胀系数、收缩率等均为各项同性，因此以云母填充之塑料在成型时收缩率各个方向几乎相同，有利于消除聚丙烯翘曲变形的缺点，这对于象仪表板这种大型制件是十分重要的。因此确定了用玻璃纤维和云母复合增强聚丙烯的方法。由化工部北京化工研究院试制的这种专用材料的性能指标为：
熔体流动速率 3～5g/10min
热变形温度 145～156℃
拉伸强度 34.3～47.6MPa
断裂伸长率 6.6%～10.4%
弯曲弹性模量 2.82GPa
悬臂梁缺口冲击强度 24.6～38.4J/m
按化工部北京化工研究院加工条件和测试方法（美国ASTM 标准）进行测试，除弯曲弹性模量外没有发生什么问题。经与天津汽车研究所协商同意，化工部北京化工研究院研制的专用料弯曲弹性模量暂以＞2.5GPa供货。
汽车仪表板专用料自1986年开始试制，1987年后进行放大并应用。首先用200kg料在大发散热器罩模具上进行注射成型工艺试验。结果证明材料流动性良好，制品平整无翘曲，并在此基础上测量收缩率值提供模具设计单位，1987年5月用100kg料在常州东方红塑料厂作仪表板模具试模。由于多方协作，各种技术措施得力，一次试模成功，制件无任何变形。1989年9月仪表板模具正式运往我厂，我们又用100kg料在我厂8000g注射机上试验，生产出了合格的产品。并将仪表板送往各个微型汽车厂试装。从总体看，制件尺寸精度都符合要求，轮廓曲线规整，无翘曲变形现象；制品表面光洁，无银纹、裂口、气泡等外观缺陷。
1990年初，仪表板专用料HP-86-48纳入化工部APD-122材料标准，作为微型汽车仪表板专用料。至今微型汽车厂已用此种国产仪表板装车近数十万辆，装车后的仪表板总成没有发现一例产品破损现象。材料性能满足仪表板使用要求，效果良好。材料的国产化为国家节省了大量的外汇，为汽车用塑料建国产化作出了贡献。
结语
随着人们生活水平的进一步提高，对汽车仪表板的理解也从常规功能作用延伸到安全性、可靠性、舒适性等诸多方面，伸手可及、举目必望的仪表板，其观察视野、操控便捷性、手感、色泽、色调等也将成为评判整车性能等级的重要评价指标。
参考文献：
[1]张艳珠，何小芳，戴亚辉，等.无机填料改性聚丙烯结晶性能的研究进展[J].塑料包装，2012，05（04）：29.
[2]唐瑞.现代汽车仪表板技术现状与发展趋势――材料配置、工艺特征和特性分等的探索和研发[J].2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会论文集，2011，01（01）：79-80.
[3]李慧莲，王文涛，李丽，等.汽车仪表板材料氛灯老化试验与自然曝晒试验相关性研究[A].第七届中美材料环境腐蚀与老化试验学术研讨会[C]，2013，01（01）：9-10.
[4]黄河，李磊，方伟等.聚丙烯复合材料研究进展[J].合成材料老化与应用，2016，02（02）：68.
论文作者:于建英,李更才
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：仪表板论文; 聚丙烯论文; 材料论文; 汽车论文; 化工部论文; 塑料论文; 弹性模量论文; 《基层建设》2019年第2期论文;