轻量化

现代人追求轻巧、舒适、环保,轻量化已然成为一种趋势。在交通运输和航空航天部件中的应用尤为突出,得益于低密度材料的使用,最终产品的重量得以减轻,这将大量减少燃油消耗,实现交通运输低碳化,保护环境。研究表明,汽车重量每减轻10%,燃油效率就可提高6%-8%,这意味着,当汽车重量每减少100公斤,百公里油耗即可降低0.3-0.5升。此外,使用低密度材料可在制造产品时降低原材料的用量,有利于自然资源的保护。 微球可作为发泡剂或轻质填料添加到热塑性塑料(如PP、PE、PVC、PET、TPR、TPU、TPV、PA、PC、PBT、PET)、热固性塑料(如聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂)、橡胶(如三元乙丙橡胶

如三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶)、水泥、陶瓷、人造大理石、石膏及纸/纸板等材质中。其在实际应用过程中操作非常方便,通常无需对材料及工艺进行更改,即可实现很好的整体效果,同时可带来以下优点:

  • 大幅降低产品的密度;
  • 降低原材料成本和运输成本;
  • 改善注塑件翘曲和收缩的情况;
  • 降低材料的介电常数;
  • 减少材料冷却时间,缩短整体成型周期,提高生产率。 但与此同时,微球发泡会在材料基质中产生孔隙,使材料的断裂伸长率和拉伸强度有所降低,但降低幅度远低于微球发泡所带来的密度降低。

1玻璃纤维增强型热塑性塑料 (GMT)

随着人们对汽车能耗、环境等认识的深入,汽车轻量化和环境友好逐渐成为趋势。轻质GMT作为一种具有潜在轻量化价值的环保材料,受到了广泛关注。

添加了微球的GMT具有以下优势:

  1. 重量从1000g/m2降到600g/m2;
  2. 体积增大因而具有更强的承重能力,厚度可增加至原来的2-3倍;
  3. 微球可以支撑玻璃纤维,其物理机械性能提高20%;
  4. 由于微球的内压和回弹性,其尺寸更具稳定性;
  5. 具有隔音性、隔热性。

2汽车底盘涂料(UBC)

汽车底盘及裙边常因暴露在外而受到灰尘、碎石、石头等磨损性材料的冲击或者水、湿气、冰、盐、酸雨等的侵蚀。为避免以上情况对汽车底盘和裙边的影响,可喷涂一层400-1000μm厚的涂层。对于中高级轿车,底涂须达到8.5-9.5kg,出于性价比的考量,汽车制造商期望汽车轻量化不影响底涂的耐磨性和防腐性,同时保证降低环境污染。

通过向底涂基质中添加可膨胀微球,经过烘烤、固化阶段后,可带来以下优势:

  1. 产品在达到理想厚度的情况下重量减轻50%;
  2. 环保无毒;
  3. 传统发泡工艺下,发泡剂受热经过化学作用将气体释放出来,孔洞不均匀、气泡尺寸不同、分布不规则,这些因素均会影响到外表面效果。孔洞和不均匀的结构对力学性能产生影响,会导致耐磨性差,耐腐蚀性降低,湿气容易渗入并滞留。可膨胀微球致密的结构使其与高抵抗性基质融为一体,从而产生良好的保护性;
  4. 隔音性、隔热性。

3超高温热塑性塑料(PP、PA、PC、PET/PBT、PPS)

超高温可膨胀微球应用到注塑温度为210℃以上的热塑性材料的注塑中,如PP、PA、PC、PET/PBT、PPS等塑料。在注塑过程中微球受热膨胀,实现可控发泡,帮助塑料生成均匀的密闭微孔结构,在降低密度的同时可改善塑料的流动性,使成型及冷却过程中注塑件各部位温度更为均匀,从而有效降低翘曲风险。

在工程塑料的注塑中,添加超高温可膨胀微球,制品密度可减轻15-30%左右,从而降低成本。以PC材料注塑为例,没有超高温可膨胀微球的加入,如何减重就成为令企业头疼的课题。如今,只需加入2%的超高温可膨胀微球,注塑温度达到260℃时,注射压力为65MPa,在冷却时间为45s的条件下,PC制品密度可以降低30%。但与此同时,微球发泡会在材料基质中产生孔隙,使材料的断裂伸长率和拉伸强度有所降低,但降低幅度远低于微球发泡所带来的密度降低。