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新能源汽车时代,永久抗静电母粒的“春天”到了吗?

发表时间:2021-06-04 13:24来源:心源科技

如今,汽车成为人们日常生活中不可缺少的交通工具之一,使得该产业在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。特别是随着汽车工业向轻量化方向发展,高分子材料在汽车上的应用日益增多,其中内饰应用所占的比重很多,以塑料零部件为主,在制造、包装、运输和使用过程中,由于摩擦、接触分离等方式产生的静电荷很难消失,不断积聚在零件的表面。静电引力会不断吸附空气中的细小带电粉尘,造成零件表面脏污,影响到内饰的美观。因此,在生产和制造的过程中会加入永久抗静电母粒,实现长效性抗静电的效果。


抗静电塑料在汽车内饰中的开发和应用


在市场调查和整车大气暴晒试验中发现,在车内上部区域,如车顶眼镜盒和盖板、遮阳板化妆镜盖、天窗遮阳板塑料格栅、B柱安全带高调器滑板等零件。由于安装位置显而易见,且死角较多、零件使用中易产生和积聚静电荷,吸附灰尘后,难以清洗干净,车主抱怨较多。据了解很多汽车品牌已经在上述内饰件中应用了抗静电塑料。


汽车内饰用抗静电塑料的特点


1、永久性抗静电


用于汽车内饰的抗静电材料,需要能够在汽车的使用周期内始终发挥作用,因此永久性抗静电材料是最好的选择。内饰件只限于静电防尘,因此表面电阻一般控制在10^10~10^12Ω范围内足以满足要求。


2、易于配色


由于汽车内饰都是外观件,所使用的材料必须具有良好的配色性,可以根据要求配制成不同的颜色,因此需要采用与塑料基材有较好相容性的高分子抗静电剂。


3、优异的耐候性和热稳定性


用于汽车内饰的材料,必须具有较好的耐候性和热稳定性,对于由光、热和重金属离子引起的自然老化过程应有优秀的耐抗性。材料还需要具有较高的热变形温度,以保持零件在长期高温使用下的形状和功能。


4、VOC(散发),环保


材料应符合国家标准和各汽车公司关于有机物散发的标准要求,不能含有国家法规规定的禁用物质。


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永久抗静电塑料在汽车内饰的应用状况


目前在汽车内饰中使用的抗静电塑料主要有抗静电PC/ASA、抗静电PP ,抗静电PA6合金等材料。分别使用抗静电材料与普通材料试制同一种零件,并在同种条件下进行吸尘试验的对比,在自然环境下放置两周时间后,普通材料的零件表面吸附很多灰尘,而抗静电材料的零件没有吸附灰尘,仍然保持清洁的表面。


1、抗静电PC/ASA


聚碳酸醋(PC)/丙烯睛一苯乙烯一丙烯酸共聚物(ASA) 属于聚碳酸酯合金类,具有优良的抗冲击、耐热性及优异的耐候性,被广泛应用于汽车内饰件中。抗静电PC/ASA是在普通PC/ASA中添加永久性抗静电剂进行改性的一类材料。对抗静电剂的基本要求是在降低表面电阻的同时,保持基体树脂的各项力学、热学、光学性能基本不变。


随着抗静电剂添加量的增加,PC/ASA合金的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均缓慢下降,同时表面电阻率不断下降然后逐渐趋于稳定。当抗静电母粒质量分数为11%~19%时,合金的表面电阻率可达到10^8~10^10Ω,具有很好的抗静电效果。但由于永久性抗静电剂的价格较高,为控制材料的成本,抗静电剂质量分数以9%~12%为宜,此时材料既可以保持较好的刚性和韧性,也能很好地满足抗静电防尘的需求。由于采用的是永久性抗静电剂,抗静电效果也更稳定持久。选择含15%抗静电剂的PC/ASA试样,放置24个月后,PC/ASA试样的表面电阻增长幅度并不大,仍保持在10^9这一数量级上。同时永久抗静电剂不受擦拭和洗涤等条件影响,经过100次水洗,材料的表面电阻仍旧在一个数量级上。


永久抗静电PC/ASA合金可以用于那些原本使用普通 ABS, PC/ABS和PC/ASA材料的浅色调零部件,如遮阳板镜盖、内后视镜壳、眼镜盒、罩盖、出风口等,在起到抗静电效果的同时,不会影响零部件的功能和触感。


2、抗静电PP


聚丙烯( PP )具有性能优良、价格较低等优点,在汽 车上被广泛使用,使用量一直居各种通用塑料之首。但是聚丙烯其分子链是非极性的,表面电阻很高,容易在使用中产生静电。消除聚丙烯所带静电的一种最有效的方法是加人抗静电剂。聚丙烯用抗静电剂在国内外的发展很快,尤其是美国、日本、西欧等发达国家,无论是研究、产还是销售都居于世界前列。


3、抗静电PA6合金


尼龙6 (PA6)由于具有较好的力学性能、耐磨自润滑 性和加工流动性而成为当前用途最广泛的工程塑料。PA6表面电阻一般为10^14~10^15Ω。对PA6添加永久性抗静电剂,使表面电阻降至10^11~10^12Ω,加快静电荷的漏泄。抗静电剂应具有抗静电效能大且持久,耐热性好,在PA6挤出过程及后成型加工过程的温度条件(240~250℃)下不分解;与PA6有适中的相容性;与增强剂及其他助剂无对抗效应。


尼龙6/丙烯睛/丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)合金既具有PA的耐热性和耐化学药品性等,又具有ABS的韧性和刚性,该合金广泛用于汽车、电子电气、体育用品和家电等领域。


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PA6/ABS材料加人永久性抗静电剂进行改性,赋予其较低的表面电阻率,可以有效消除静电造成的危害。当抗静电母粒质量分数为7%~30%时,材料的表面电阻率可达到10^12~10^7Ω具有很好的抗静电效果。对于内饰件静电防尘的需要来说,抗静电母粒质量分数以7%~10%,材料的表面电阻率在10^10~10^12Ω基本可以满足要求。


采用抗静电母粒生产的PA6及其合金材料具有非常好的可染色性,可用于各种颜色制品的制备。抗静电PA6现在内饰中主要用于遮阳板的化妆镜盖零件,PA6/ABS主要用于天窗遮阳板的塑料格栅。由于材料中PA6含量较高,材料吸水率增大,尺寸稳定性稍差。同时,该材料的硬度较低,且容易划伤,用在用户经常接触的地方可能会引起抱怨。可以采用添加滑石粉、玻璃纤维或玻璃微珠等提高材料的刚性、耐热性和尺寸稳定性。


随着科技的快速发展,对于抗静电母粒的要求是越来越高。目前,国内的抗静电母粒厂家很多,浙江心源生产的UPAE®永久抗静电母粒可同各类绝缘塑料复合来降低其表面电阻,从而消除因静电的积累而导致的放电现象及灰尘吸附。因为心源生产的抗静电母粒是一种嵌段弹性体,高分子结构化合物其作用机理是在母粒中形成聚合物网络结构,立即降低母粒的电阻系数,使表面静电得以驱散,因而其作用是即时的、永久的,在极低的湿度环境中能够保持抗静电作用,可用于PA、ABS、PC/ABS、PS、PBT、POM、PVC、PE、PP等几乎所用塑料的抗静电改性



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