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聚氨酯在汽車行業領域的發展及使用
2012-2-24 來源:中國聚合物網
關鍵詞:工程塑料 可降解產品 十二五 汽車塑料配件

    石化行業“十二五規劃”草案顯示,到2015年,我國化工新材料及配套的助劑、加工機械和模具制造等將形成2600億產值的體系,屆時化工新材料滿足率爭取達65%。

    “十二五規劃”期間,工程塑料、可降解類產品、有機硅、有機氟、高分子材料和特種碳纖維以及聚氨酯將得到發展。

    近日發布的《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》提及的重點領域里亦把新材料產業作為專門一項,而其中涉及到化工新材料的部分是強調了要提升碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等高性能纖維及其復合材料發展水平。

    國際模具及五金塑膠產業供應商協會負責人羅百輝表示,中國聚氨酯工業經過近些年的發展,包括從基本原料到制品和機械設備,已具有相當的規模。近十年來,雖然中國聚氨酯的年均增長率為GDP的兩倍,但中國人均聚氨酯的消費量仍未達到世界平均水平。按人均GDP發展和聚氨酯增長率推算,中國聚氨酯產業仍處于快速增長時期。未來中國聚氨酯工業的發展將主要受五大方面的拉動,即人口總量、汽車工業、建筑節能、環保要求的提高以及休閑娛樂業。

    石化行業“十二五規劃”明確提出,聚氨酯方面,原料MDI、TDI、PTMEG的國內產業規模將有較大發展空間,聚氨酯建筑保溫板市場需求增加。預計“十二五規劃”期間聚氨酯及上游原料產品仍將有較大的發展空間。

    近期,美國固特異輪胎橡膠公司和艾美萊輪胎公司合作,共同研發聚氨酯汽車輪胎。聚氨酯材料的澆注工藝,比橡膠輪胎均勻性更好,且不會出現胎面剝離現象。但由于聚氨酯材料熔點較低,所以很少用于制造高速輪胎。但艾美萊公司所研制出一種特殊的聚氨酯材料,克服了不耐熱的缺點。這種材料由多元醇、二苯甲烷二異氰酸酯等成分組成。艾美萊公司已為這種材料申請了專利,特別用來制作輪胎。另外,美國本田汽車有限公司(AmericanHondaMotor)為新的本田運動型汽車開發了新型的涂覆聚氨酯的熱塑性聚烯烴汽車底板,具有耐磨、耐撕裂的特點,得到廣大用戶喜愛。國內而言,江蘇省化工研究院所研制的一體化注塑泡綿具有耐用性強、不易變形等特點,成為眾多汽車生產商的合作對象。各種添加劑、助劑的改性技術也有很大的發展空間與需求。

    目前,各大聚氨酯研究所都瞅準市場發展迅速的汽車行業,拓展相關聚氨酯產品應用領域。聚氨酯產品憑借自身耐磨性好,聚氨酯均勻性好等優勢,也成為許多汽車材料工程開發商所重視。據國際模具及五金塑膠產業供應商協會負責人羅百輝介紹,目前聚氨酯在汽車塑料中的用量為20%,車用泡綿則達60%。隨著汽車工業的發展,聚氨酯的新用途自然會隨之與日俱增。

    當今,塑料合成樹脂與合成橡膠、合成纖維三大類合成高分子材料已與鋼鐵、木材、水泥一起構成現代社會中的四大基礎材料,是支撐現代高科技發展的重要新型材料之一,是信息、能源、工業、農業、交通運輸乃至航空航天和海洋開發等國民經濟各重要領域都不可缺少的生產資料,成為人類生存和發展離不開的消費資料。一般聚氨酯的應用領域有:坐墊、頭枕、隔音、儀表盤、遮陽板、門板、頂棚襯里等內飾件以及保險杠、阻留板等外構件。且聚氨酯領域在汽車中的應用還有不少新運用。

國際模具及五金塑膠產業供應商協會負責人羅百輝表示,我國的塑料工業是以塑料加工為核心的塑料合成樹脂、助劑及添加劑和塑料加工機械與模具為一整體的“朝陽工業”。產業規模在不斷擴大,產品產量逐年增加,主要經濟技術指標大幅度遞增,全行業不斷發展壯大,正沿著為實現塑料工業由大國到強國的可持續發展之路邁進。
    塑料制品行業發展概況

    塑料是現代經濟發展別是在汽車上的應用可實現“減量化、再利用、資源化”的重要材料,其加工成型是無污染排放、低消耗、高效率的過程,絕大部分塑料使用后能夠被回收再利用,是典型的資源節約型環境友好材料。羅百輝表示,塑料加工行業隨著我國經濟持續穩定快速發展保持高速增長,發展潛力很大。在國家推動節能減排和循環經濟發展政策、經濟和技術創新、社會主義新農村建設速度發展加快、城市化進程不斷推進人們生活水平大幅提高、促使國內消費上升等積極因素都進一步推動了塑料行業的大發展。

    2011年是我國“十二五”規劃元年,塑料加工業積極挖掘內潛、開拓國際市場。當前,塑料制品需求仍保持增長態勢,在塑料建材領域尤其有不弱于前幾年的增長勢頭,即使全球金融危機形勢下仍保持大幅增長。

    1、汽車用塑料的可持續發展

    汽車用塑料的可持續發展可體現在以下四個方面:節能減排(汽車輕量化、塑料化)、綠色環保、防火安全、可再生利用。

    2、塑料在汽車上應用快速增長

    目前,汽車用塑料占塑料總消費量的8-10%。工業發達國家的汽車平均塑料用量從上世紀90年代的100-130kg上升到2004年的152kg(占車重的8.3%)、2006年的174kg(占車重的9.1%)。歐洲汽車塑料使用量:10~14%,平均汽車塑料在100-220Kg/輛。高油價驅使采用更多的塑料,降低車身重量,燃油效率更高。

    從現代汽車使用的塑料品種已經涵蓋了PP、PVC、ABS、PA、PC、PE、熱固性復合材料等幾乎所有領域,對樹脂市場需求旺盛,對PVB的需求量約占其總需求量的85%以上。

    汽車用塑料最大的品種——PP,每年以2.2-2.8%的速度快速增長,預計到2020年發達國家的汽車平均用量將達到500kg/輛以上。目前國內汽車用塑料PP用量占40%左右,其他依次為PU、ABS、PVC、PE。

    PP的消耗量在40-80kg/輛:如大眾VW帕薩特2005,車身重量1429kg,其中鋼52%,鋁13%,液體4%,玻璃2%,塑料14%。其中聚丙烯使用量73KG、聚氨酯27KG、尼龍25KG、聚乙烯16KG、ABS15KG。

    又如標致2005款,車身總重1210KG,其中鋼60%,鋁7%,鑄鐵6%,液體4%,玻璃3%,塑料13%。其中聚丙烯使用量77KG、聚氨酯19KG、尼龍18KG、PET/PBT合金13KG、聚乙烯8KG。

    3、汽車用塑料節能環保效果顯著

    近年來汽車輕量化已成為汽車材料發展的主要方向,節能與環保成為汽車工業發展的兩大課題,而塑料及其復合材料、合金是能加快汽車工業實現此目標的理想材料;采用塑料制造汽車部件的最大好處是減輕了汽車重量,降低了成本和工序,提高了汽車某些性能。

    汽車塑料部件代替昂貴有色金屬及合金材料部件,不僅減輕車重,降低油耗和碳氫化合物排放,還可提高動力,適應惡劣環境,增加安全性,而且塑料可回收,從而節省了制造過程中的資源消耗,最終使汽車在安全和成本兩方面獲得更多突破。

    塑料在汽車上應用也為汽車外觀設計更加人性化、多樣化及內飾的手感舒適性、美觀性提供便利,降低部件加工、裝配與維修費用?梢钥闯,汽車部件塑料化是當今國際汽車制造業的一大發展趨勢。

    據報道:發達國家如日本、美國、德國每輛車塑料用量在150kg左右,平均占汽車總重的10-15%;汽車的自身重量每減少1%,可節油1%;汽車運動部件每減輕1%,可節油2%。這就使得塑料材料成為汽車輕量化的首選用材。

    據美國統計數據,汽車每減輕125kg重量,1升汽油可多跑1公里路程,按全美行使汽車總量估算,一年因此節約汽油折合原油300萬噸;而采用塑料部件可減輕零部件約40%的質量,節約了材料,進而減少能源消耗;一輛汽車的重量每減少10%,一加侖汽油所行駛的里程就增加5%。同樣,由歐洲塑料制造商協會發布的一項研究也表明,按照15年的使用壽命,與使用傳統的金屬和/或玻璃部件的汽車相比,一輛總重量的7.5%由塑料構成、總里程為150000公里的汽車在其使用過程中可節省大約1000公升的燃料。這樣,按照歐洲通常的燃料價格,每輛汽車就可節省1250美元(按平均每公升汽油1.25美元的價格計算)。按以上方式計算,中國僅2006年一年就節省燃油35億元多,相當于節省燃油541.2萬噸。

    4、汽車用塑料件要確保產品質量

    目前國家標準GB8410《汽車內飾材料的燃燒特性》規定,內飾材料的燃燒速度應不大于100mm/min。汽車用塑料生產企業應嚴格按標準組織生產,產品要經過嚴格檢驗合格后出廠銷售。對于一般的全塑料件而言,不論是PP、PE、ABS,還是PA、PC等工程塑料均可滿足該技術規范,不存在技術難度。我們必須清醒地認識到,目前塑料加工企業在生產汽車配件方面還存在諸多問題,如:盲目投資、產品雷同、無序競爭等,汽車配件的產品質量尚存在一定問題,給安全行駛代理隱患。在今后汽車用塑料配件生產發展中必須每道工序把好質量關,達到國家相關標準要求,才能使其走向健康發展的快車道。

    5、汽車用塑料件絕大部分能再生利用

    塑料再生行業為農村經濟增長、為農村富余勞動力就業、增加收入提供了渠道,為資源再生利用、環境保護事業發展做出了巨大貢獻,是環保產業和循環經濟的重要組成部分。

    塑料回收利用在國民經濟中的地位和作用:一是緩減資源短缺的有效途徑;二是替代其他材料優先選擇;三是發展循環經濟,保護環境的重要內容;四是利國利民的環保型朝陽產業,應用及發展潛力很大。五是再生資源回收利用是發展循環經濟的必然選擇,其戰略目標是建立環境友好型經濟和資源節約型社會。

    6、近期汽車塑料配件發展對策

    在十二五期間,要著力在下述幾個方面加大投入,以使行業可持續發展。

    (1)加強自主創新,提高產品質量,增強汽配產品的核心競爭力;(2)在國家建設節約環保型社會的方針指引下,節能降耗,降低成本是汽配塑料行業發展方向;(3)加強塑料廢棄物的回收利用,走循環經濟和可持續發展之路;同時還要加大降解塑料的研發力度,盡早將其工業化。

    中國汽車工業作為國民經濟的重要的支柱產業之一,塑料在汽車配件的生產上從塑料原、輔材料的生產、加工裝備與技術的整體水平、塑料制品的研制開發及應用的深度和廣度都已步入世界先進大國行列,進入二十一世紀以來取得了令世人矚目的成就,實現了歷史性的跨越,尤其是汽車工業規劃出臺后需要大量的高質量的塑料汽配件,汽車塑料發展前景看好。

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(liu)
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