我国汽车用非织造布发展现状及趋势分析
2012-6-28 来源:中国聚合物网
关键词:非织造布 汽车用 发展现状
汽车用隔音降噪材料应该尽可能满足以下指标:一是轻量化是整个汽车制造领域发展的大趋势,轻量化材料施工后不会使车身自重增加太多,增加油耗;二是在宽频带范围内隔音性能和吸音性能好,隔音性能和吸音性能长期稳定、可靠;三是具有一定的强度,安装和使用过程中不易破损,耐老化,耐候性好,使用寿命长;四是外观整洁,无污染;防潮防水,耐腐防蛀,不易发霉;五是不易燃烧,具有一定的防火助燃性能;六是环保,不含石棉、玻璃纤维、铅等重金属有害物质等;七是便于施工,如裁剪、粘贴牢固等。
吸音是汽车用非织造布材料的最主要用途之一,用量很大,主要用于顶棚、地板、车盖、挡泥板、仪表盘周围,以及发动机罩和空调风道等。另外,高级车在门柱内部等空间中都尽可能填入较多的吸音材料,以提高汽车整体的静音效果。在汽车各部位中,吸音材料用量最多的是仪表盘周边(吸音要求较高)。
目前,汽车用隔音非织造布的规格较多,克重一般在500~2200g/m2,其中500~800g/m2的用量居多,一般每辆轿车的使用量在3.5m2左右。
据统计,2010年中国轿车产量为983.84万辆,据此保守估计,目前我国每年所需的非织造隔音材料将达3400万平方米。该产品所用的主要原料为各种废纤维,再加入部分热熔粉或热融纤维加工而成,但吸音、隔音效果一般。目前较多用于中低档轿车。将该类产品加以改进,可提高吸音隔音性能,可扩大产品的应用领域。
绿色可再生材料主导趋势
目前流行的研发趋势是:根据生活方式的变化,追求便利性、经济性、明快舒适及多样化的需求,开发具有深度模压成形性、轻量化、薄型化的非织造材料;满足环境保护的需求,开发以节省能源、资源及具有循环再生使用特性的“绿色”的内饰材料,开发单一材质的非织造内饰材料;开发轻量化、具有更好吸音、隔音性能,防沾污、抗菌、消臭、芳香、具有负离子性能的功能性非织造内饰材料。
国外汽车内饰件开发研究方面一个值得注意的趋势是:在汽车内饰结构材料(如车顶、车门内饰板以及后舱盖板等)方面,重视采用麻类天然纤维。采用天然纤维的热塑性或热固性模压性(如车门板等)已成为欧系轿车的标准配置,每辆轿车所用的天然纤维达5~10千克,作为一种新的加工技术,“麻天然纤维+聚丙烯注射模压技术”在未来将呈继续增长的态势。麻类天然纤维在汽车模压内饰件中应用增长的原因在于它可提供生态与耐冲击更佳、韧性更佳的结构件,同时有助于降低车重,改进车辆的燃油经济性。
超细纤维结构的增强效果
汽车内饰用非织造布以长丝热轧布、针刺基材为主。目前用量较多的是纺粘和针刺非织造布,其他诸如化学粘合、热粘合、熔喷、缝编等非织造布也都有应用,采用何种方法主要取决于产品功用和成本等因素,其中纺粘法占66%,针刺占27%,水刺/树脂粘合占6%,其他占1%。
非织造布的吸音性可以通过超细纤维结构得到增强,如超细合成纤维或天然纤维(如棉)等。从2000年前后开始,超细纤维开始用于生产轻量化的高性能吸音材料。
超细纤维可以增大纤维的比表面积,同时缩小纤维间的距离,并能提高声波透过吸音材料时空气和纤维表面的粘性空气摩擦阻力。另外,材料的隔热性能也可通过减少材料内部空气的对流扩散进行改善。吸音材料和绝热材料多采用相似结构,高性能吸音材料一般也能成为高性能隔热材料。
缝编和垂直成网仍是空白
废纺纤维加工制备的非织造布还用于汽车地板隔音、减震材料,以及与其他材料进行模塑。它是一种多孔吸声材料,随机分布的纤维间形成了无数曲折连通的微孔并通至表面,当声波射到非织造布上时,一部分能量被反射,一部分能量进入空隙,引起空隙中的空气和废纺纤维的细小纤维的振动,由于摩擦和粘滞阻力,使相当一部分声能转化为热能被吸收掉。
废纺纤维一般加工成与酚醛树脂结合网,密度为50~100Kg/m3,这些采用表面自粘性的片状或经过涂层用作车顶、地板隔音、减震。
用废纺纤维非织造布制备吸音材料和能承受自重部件时,克重一般为100~250Kg/m3。手感柔软有弹性或密实,这样的非织造布/网毡经模压可作为发动机机罩、汽车前身和仪表盘上的绝缘材料,也可作为汽车地板坑道、行李箱和车顶的衬里。
在高端汽车中还使用到诸如缝编和垂直成网(VLAP)制造技术。缝编非织造布非常适合于做汽车装饰材料,而垂直成网非织造布主要用于汽车隔音隔热件,这两种非织造布在我国汽车应用中几乎为空白。
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