汽車產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大，對(duì)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)作出了突出貢獻(xiàn)，但也讓能源和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻。研究表明，汽車輕量化可以有效降低燃油消耗和汽車排放，汽車重量每降低10%，燃油消耗可下降6%～8%，CO2排放則可降低5%～6%。

汽車輕量化技術(shù)可分為優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、輕量化材料應(yīng)用和先進(jìn)制造工藝三個(gè)方面，其中輕量化材料的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)汽車減重最直接的途徑。塑料具有質(zhì)量輕、成本低、易成型等良好的性能，特別是電鍍工藝的應(yīng)用使塑料具有金屬外觀和光澤，有效改善了塑料的裝飾性、防腐性、機(jī)械強(qiáng)度等性能，讓塑料已成為汽車輕量化進(jìn)程中使用最多的非金屬材料，并呈現(xiàn)出“以塑料代鋼”的趨勢(shì)。

本文介紹了車用塑料的概況，總結(jié)了ABS、PP、PA、PC等幾種用量較多的塑料在汽車上的應(yīng)用，并對(duì)其電鍍工藝進(jìn)行了闡述，旨在為車用塑料及電鍍工藝的進(jìn)一步研究提供參考。

1、塑料在汽車上的應(yīng)用概況

塑料是以有機(jī)合成樹脂為主要組成的高分子材料，可在加熱、加壓條件下塑制成型。因其質(zhì)量輕、成本低、易加工、表面處理多樣等優(yōu)良的性能，廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件、外飾件、結(jié)構(gòu)件及功能件。隨著汽車輕量化技術(shù)的不斷發(fā)展，塑料在汽車上的使用量急劇攀升。

在車用塑料中，通用塑料價(jià)格較低，使用比例超過(guò)50%，其次是工程塑料使用比例約15%，特種塑料價(jià)格較高，用量相對(duì)較少。經(jīng)研究統(tǒng)計(jì)，用量居于前列，且適合電鍍的車用塑料品種有ABS、PP、PA、PC等。

2、ABS的車用及其電鍍

1.ABS在汽車上的應(yīng)用

ABS是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。因ABS塑料存在耐候變色性差、易燃等方面的不足，在汽車上使用時(shí)常與其他聚合物進(jìn)行混合，制備出更為豐富的改性產(chǎn)品，如：ABS/PC、ABS/PA、ABS/PVC塑料合金等。

ABS/PC合金可以提高ABS的耐熱性和拉伸強(qiáng)度，還可以降低PC熔體粘度，改善加工性能，減少制品內(nèi)應(yīng)力和沖擊強(qiáng)度對(duì)制品厚度的敏感性，主要用于汽車內(nèi)、外飾，車燈等有高強(qiáng)度、高耐熱性的零部件；

ABS/PA合金具有耐翹曲性、良好的流動(dòng)性、獨(dú)特的亞光特性，可用于保險(xiǎn)杠、儀表板、立柱裝飾板等零部件；

ABS/PVC合金，不僅具有耐熱、耐沖擊的性能，還具難燃自熄性，耐化學(xué)藥品性，主要用于汽車儀表盤、儀表臺(tái)表皮等一些要求阻燃的零部件。

2.ABS的電鍍工藝

電鍍級(jí)ABS塑料，要求金屬鍍層與基體有良好的結(jié)合力，丁二烯的含量應(yīng)控制在18%～23%。ABS塑料電鍍工藝流程包括前處理、化學(xué)鍍和電鍍?nèi)齻€(gè)階段，一般的工藝主要流程為去應(yīng)力→除油→粗化→六價(jià)鉻還原→鈀錫活化→去氫氧化錫→化學(xué)鍍鎳（或銅）→預(yù)鍍→電鍍，其中鍍前表面處理最為關(guān)鍵。表面預(yù)處理、工藝簡(jiǎn)化、環(huán)保鍍液替代等一直是研究的熱點(diǎn)。

3、PP的車用及其電鍍

1.PP在汽車上的應(yīng)用

PP是一種無(wú)臭、無(wú)毒、無(wú)色半透明的熱塑性輕質(zhì)通用塑料，具有良好的耐化學(xué)性、耐熱性、電絕緣性及高強(qiáng)度機(jī)械性能。在原料中加入增強(qiáng)劑、增韌劑等，能夠使得聚丙烯高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)或晶體構(gòu)型發(fā)生改變而提升其綜合性能。

如在PP中加入一定比例的玻璃纖維，可得到剛性和耐熱性較高的玻璃纖維增強(qiáng)PP，常用于汽車結(jié)構(gòu)件及工作溫度較高的零部件，如：發(fā)動(dòng)機(jī)艙的進(jìn)氣管、空氣濾清器殼體、散熱器風(fēng)扇等；在PP中加入適量的滑石粉和碳酸鈣，同樣可以提高PP的剛度和耐熱性，此改性PP常用于汽車保險(xiǎn)杠骨架、儀表板、導(dǎo)流板、立柱等；在PP中加入POE或三元乙丙橡膠（EPDM）等增韌劑，可用于高檔汽車的一些韌性要求較高的結(jié)構(gòu)件。

2.PP的電鍍工藝

從電鍍工藝的角度，PP可分為普通型、電鍍型、導(dǎo)電型。

普通型PP電鍍尺寸精度差、粗化麻煩，在浸蝕粗化前一定要用有機(jī)溶劑進(jìn)行溶脹處理，常用的有機(jī)溶劑是二甲苯。粗化后，便可按ABS塑料的敏化、活化等工藝和程序進(jìn)行處理；

電鍍級(jí)PP是在聚丙烯塑料中加入一定比例的ZnO、TiO2等填料，這些填料可以在化學(xué)浸蝕粗化過(guò)程中被溶解，形成粗糙表面，以提高鍍層結(jié)合力。對(duì)于電鍍型PP也完全可以按照ABS塑料的電鍍工藝進(jìn)行，只是在化學(xué)浸蝕時(shí)溶液溫度要升高到70～80℃；

導(dǎo)電型PP是由聚丙烯中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為30%的石墨粉而得到，其導(dǎo)電性能良好，可以按照金屬件工藝進(jìn)行電鍍。電鍍級(jí)PP的研制與粗化工藝的改進(jìn)，一直是PP電鍍工藝研究的熱點(diǎn)。

4、PA的車用及其電鍍

1.PA在汽車上的應(yīng)用

PA塑料具有良好的力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤(rùn)滑性，且摩擦系數(shù)低，有一定的阻燃性，易于加工，適于用玻璃纖維和其他填料填充增強(qiáng)改性。

玻璃纖維增強(qiáng)PA可用于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的塑料件及發(fā)動(dòng)機(jī)零部件；高耐熱PA/ABS合金，用于汽車后視鏡、油箱蓋、擋泥板等；PA/PPE合金具有優(yōu)異的耐熱、強(qiáng)度、阻燃、導(dǎo)電等性能，可用于汽車中央電氣盒、翼子板、大型擋板、護(hù)板等。

2.PA的電鍍工藝

普通PA工件電鍍前應(yīng)檢查應(yīng)力，其方法是將工件浸入正庚烷中，若5～15s內(nèi)出現(xiàn)裂紋則需要去除應(yīng)力。有應(yīng)力的工件可放入冷水中升溫至沸騰，保持3h后隨水緩冷，即可消除內(nèi)應(yīng)力。PA電鍍前的預(yù)處理工藝與ABS塑料大體相同，只是粗化工藝有差異。電鍍材料研制，環(huán)保及工藝改進(jìn)依然是研究的熱點(diǎn)。

5、PC的車用及其電鍍

1.PC在汽車上的應(yīng)用

PC是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，具有沖擊強(qiáng)度高、耐疲勞性佳、尺寸穩(wěn)定性良好、透明及自由染色性好的特性。但因其抗劃痕和耐磨性較差，常以塑料合金的形式用于汽車內(nèi)外飾。如PC/PET、PC/PBT合金既有PC的高耐熱和耐沖擊性，又有聚酯的耐磨和加工性能，適合制作汽車車身構(gòu)件、側(cè)護(hù)板、汽車門框及低溫沖擊性能要求較高的保險(xiǎn)杠。

2.PC的電鍍工藝

PC的預(yù)處理工藝流程包括內(nèi)應(yīng)力檢查、去應(yīng)力、溶脹處理、化學(xué)浸蝕粗化。應(yīng)力檢查是將工件浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的丙酮的水溶液中，在室溫下停放1min，觀察是否出現(xiàn)裂紋。而去應(yīng)力的方法是在烘箱中緩緩升溫至110～130℃，保溫2～6h后緩冷；溶脹是將工件浸入甲醇、乙醇、苯酚和乙醚等溶劑中浸漬，至表面稍微發(fā)白為止；化學(xué)浸蝕粗化可采用ABS的高硫酸型化學(xué)粗化溶液，但溫度宜高一些，也可在氫氧化鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉等粗化液中進(jìn)行。合金材料的制備、表面預(yù)處理工藝改良是PC電鍍研究的熱點(diǎn)。

6、其他塑料的車用及其電鍍

除以上四種應(yīng)用較多的車用塑料外，PE、PET、POM、PPO、PVC等也廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)。PE的絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性好，易于加工，常用于汽車內(nèi)護(hù)板、行李箱、油箱、護(hù)套、擋泥板等。

PET抗蠕變性、耐疲勞性、耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好，改性的PET常用于汽車倒車鏡架、音響喇叭、天窗邊框、頂棚等；POM強(qiáng)度比ABS塑料高，被譽(yù)為“超鋼”或者“賽鋼”，具有較好的力學(xué)性能、絕緣性、耐溶劑性和可加工性，改性POM可用于汽車動(dòng)力閥、萬(wàn)向節(jié)軸承、把手、車窗升降裝置等。

PPO無(wú)毒、透明、相對(duì)密度小，具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、抗蠕變性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，PPO/PS、PPO/PA、PPO/PBT等合金常用于汽車輪轂罩、車燈殼體、保險(xiǎn)絲盒、大型擋板、緩沖墊等；PVC電器性能好，耐酸堿、化學(xué)穩(wěn)定性好，可用于汽車防撞系統(tǒng)、車門內(nèi)飾板面料、儀表板表層及密封件等。

以上塑料的電鍍工藝的主要差別在前處理和粗化工序，只要與之相適應(yīng)的粗化工藝，形成最佳的粗化表面，就能在其表面順利進(jìn)行敏化、活化、化學(xué)鍍和電鍍，在此不再贅述。

纖維增強(qiáng)塑料是在塑料或樹脂中加入纖維狀的材料和織物而成的復(fù)合材料，已成為汽車輕量化材料的重要發(fā)展方向。玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP），也稱玻璃鋼，具有比強(qiáng)度高，耐腐蝕、電絕緣性能好，容易著色等優(yōu)點(diǎn)，常用于汽車車身結(jié)構(gòu)件、翼子板、頂蓋、保險(xiǎn)杠等。

碳纖維增強(qiáng)塑料具有強(qiáng)度高、彈性好、耐疲勞和耐磨性好等特性，多用于高檔汽車的車身、底盤、輪轂等；天然纖維塑料是利用黃麻、劍麻等天然植物纖維作為增強(qiáng)材料，不僅性能優(yōu)異而且綠色環(huán)保，可用于車門內(nèi)飾板、車頂內(nèi)襯、座椅靠背和儀表板等。纖維增強(qiáng)塑料是以塑料、樹脂為基體，其電鍍工藝的研究重點(diǎn)依然是電鍍級(jí)材料的制備與電鍍工藝的改進(jìn)。

7、結(jié)語(yǔ)與展望

隨著汽車輕量化技術(shù)的不斷發(fā)展，塑料已然成為用量最多的輕量化非金屬材料。電鍍工藝的廣泛應(yīng)用不僅使塑料制件具有金屬的外觀和質(zhì)感，改善了汽車零部件的美觀性、舒適性，還可以提升塑料制件的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性，豐富了塑料在汽車上的應(yīng)用。

車用塑料電鍍，促進(jìn)了金屬材料的替代，加速了汽車輕量化的進(jìn)程。共混改性塑料、纖維增強(qiáng)塑料以其優(yōu)異的性能在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電鍍級(jí)材料的制備與電鍍工藝的改進(jìn)將成為塑料表面金屬化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

轉(zhuǎn)載自：化工好料到haoliaodao.com

來(lái)源：電鍍網(wǎng)