图1 本图为下图车前盖左侧的部分,下图右侧可见相同结构
亚什兰高性能材料为汽车工业提供领先世界的树脂技术,包括:轻质高韧性卡车高性能材料,以及亚什兰独家拥有的低压模压系列模塑材料。
亚什兰高性能材料是隶属于亚什兰集团5大业务部门之一的一个重要部门,是全球领先的不饱和聚脂树脂和环氧乙稀基酯树脂生产商,同时还为客户提供技术领先的胶衣、压敏胶和结构性粘合剂、金属铸造易耗品及设计服务。
亚什兰高性能材料在中国有两个生产基地,包括:年产45000t不饱和聚酯树脂和15000t DERAKANE环氧乙烯基酯树脂的亚什兰常州工厂,以及年产5000t胶衣、色浆、低收缩剂的亚什兰昆山工厂。两个工厂均严格遵循ISO 9001和ISO 14001质量管理体系要求,并在生产的每个环节中融入了责任关怀指导原则。
亚什兰高性能材料拥有一整套完善的复合材料产品、服务与技术方案,涉及:世界领先的汽车工业树脂技术AROTRAN;DERAKANE和海特龙环氧乙烯基耐腐蚀、阻燃性树脂;荣获大奖的MAXGUARD间苯新戊二醇型胶衣;AROPOL聚酯树脂;AME专业船用树脂;MODAR改性丙烯酸性树脂;用于硬表面浇铸大理石的POLARIS透明浇铸树脂。
亚什兰高性能材料领先世界的汽车工业用树脂技术包括:轻质高韧性卡车高性能材料,以及亚什兰独家拥有的技术:低压模压系列模塑材料。
图2 运输车的右挡泥板,约为车盖组合的1/3(图片由SPE汽车部门提供)
轻质高韧性卡车高性能材料
面对能源的日益紧缺以及油价的不断提高,所有面向陆地、空中及海洋的运输行业的OEM厂商们都在寻找各种创新的途径去减重节能。对于重型卡车而言,其减重的意义不仅在于能够降低燃油消耗,减少温室气体的排放,还能使卡车在法定载重量限额内增加运能,从而提高商业应用的价值,由此节省下的油耗乘以这些卡车每年行驶的里程数(按321869km计算),能够为运营商带来相当可观的成本节省。同时,油耗的减少还使得等数量货物所需要的运输次数得到减少,并因此而降低了对环境的影响。
基于上述原因,亚什兰研制出了专用的低质增韧A级表面配方,并在该配方的研制过程中获得了3项美国专利,开发出了一种新型的不饱和聚酯。
利用此项技术,美国顶尖的生产商Core模具技术公司生产出了该配方的片材,并用该片材取代了传统的增韧A级SMC,成功地生产出了重型卡车上的制件。为了对该技术不断进行改进,亚什兰的化工原料分销部门在北美和欧洲购买了40辆这种车型,在用于运输的同时,还对它们进行长期的研究监测,从而掌握了该材料在实际应用中的性能表现。研究及分析结果表明:
1. 在不改变加工方式的情况下,新配方SMC片材与传统配方SMC片材的表面性能相当,机械性能接近,只是刚性出现了些微下降(约降低了5%),但在可以接受的范围内。
2. 用新配方SMC片材生产的车盖组合件减轻了16%的重量,从而使每辆卡车每趟能在载重限额内多承载9.5kg的货物。根据亚什兰车队的计算结果,仅车重降低而带来的运能增加这一项,每年就能为他们节约20万美元的成本。
图3 标准SMC与低压SMC模压压力对比
3. 这种新型的低密度材料比传统级别的材料所用的填充物少20%,因而使材料密度由1.9降低至1.55。取得这一成效的关键,是亚什兰用独特的纳米强化合成技术取代了传统的玻璃微珠技术。
表中数据对标准SMC、低密度SMC、镀锌钢板及铝材等材料做了对比分析。可以看出,在以标准SMC为基准点的前提下,低密度SMC可以减轻21lb(约9.5kg)的重量,成本增加15%。相比之下,钢材在使成本增加10%的情况下,重量也增加了44lb(约20kg)。而铝材虽然可以减轻26lb(约11.8kg)的重量,但成本却增加了一倍多。由此可见,低密度SMC具有明显的优势。
低压模压系列模塑材料
随着模压技术的日新月异,目前的模压成型厂商已能够生产出越来越复杂且越来越大的模压制件,但是,他们对压机的投入却高的惊人。对此,亚什兰的低压模压技术则为这些厂商提供了一个全新的解决方案。利用这一技术,只需使用现有压机1/3的压力,就可以顺利地压制出原来需要投入大型压机才能成型的制件,而且在成型过程中,可获得同样的流动性和机械性能,从而显著降低了厂商的运营成本和能耗。
亚什兰的低压模压技术具有如下特点:
1. 利用该技术生产片材的工艺与传统片材的生产方法相同。
2. 对低压片材和模压压力的对比研究表明,低压模压片材受玻纤含量的影响较小,低压片材所需要的模压压力只是传统材料的1/5甚至更低。
3. 随着温度的上升,材料粘度的下降幅度基本上与传统模压树脂的相同。
4. 低压模压片材与传统片材的流动性基本是一致的。
5. 为不同应用而选用的低压模压树脂也有所区别,一般需要量身订制。
位于上海的亚什兰高性能材料中国研发实验室拥有多种测试分析仪器,以及强大的技术团队,能够为客户提供不饱和聚酯树脂的性能分析,包括:分子量、热性能和各种机械性能等,并能够合成开发不饱和新型树脂,同时还可以进行各种复合材料的应用试验。亚什兰高性能材料的全球测试中心位于美国的俄亥俄州,是北美地区少有的获得了ISO9001认证的企业测试中心,该中心同时为中国研发实验室提供有力的技术支持。
目前,亚什兰高性能材料正致力于将更新更好的技术引入到交通运输复合材料行业领域,希望能帮助众多的加工商解决和改善目前遇到的技术难题,为整个行业的发展贡献自己的一份力量。
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