Процесс гальванизации АБС, ПП, ПА, ПК и других распространенных автомобильных пластиков

Согласно статистике Китайской ассоциации автопроизводителей, производство и продажи автомобилей в моей стране в 2022 году составят 27.021 млн единиц и 26.864 млн единиц соответственно (занимая первое место в мире в течение 14 лет подряд), что на 3.4% и 2.1% больше по сравнению с прошлым годом. Автомобильная промышленность продолжает расти и развиваться, внося выдающийся вклад в содействие экономическому росту, но она также усугубляет энергетические и экологические проблемы. Исследования показывают, что облегчение транспортных средств может эффективно снизить расход топлива и выбросы транспортных средств. При каждом снижении веса транспортного средства на 10% расход топлива может быть снижен на 6–8%, а выбросы CO2 могут быть снижены на 5–6%.

Технологию облегчения автомобиля можно разделить на три аспекта: оптимизированная конструкция конструкции, применение облегченных материалов и передовая технология производства. Среди них применение облегченных материалов является наиболее прямым способом достижения снижения веса автомобиля. Пластики обладают хорошими свойствами, такими как малый вес, низкая стоимость и простота формования. В частности, применение технологии гальванопокрытия придает пластику металлический вид и блеск, что эффективно улучшает декоративные, антикоррозионные, механическую прочность и другие свойства пластика, делая пластик популярным выбором для автомобилей. Неметаллические материалы являются наиболее используемыми в процессе облегчения, и существует тенденция «замены стали пластиком».

В этой статье представлена ​​общая ситуация с автомобильными пластиками, обобщены области применения нескольких пластиков, таких как ABS, PP, PA и PC, которые широко используются в автомобилях, и объясняет их гальванические процессы. Предоставьте ссылку для дальнейшего исследования.

1. Обзор применения пластмасс в автомобилях

Пластик — это полимерный материал, в основном состоящий из органической синтетической смолы, который можно формовать под воздействием нагрева и давления. Благодаря своим превосходным свойствам, таким как малый вес, низкая стоимость, простота обработки и различные виды обработки поверхности, он широко используется в деталях интерьера и экстерьера автомобилей, структурных и функциональных деталях. Благодаря постоянному развитию технологий облегчения автомобилей использование пластмасс в автомобилях резко возросло.

Среди автомобильных пластиков, пластмассы общего назначения являются относительно недорогими и составляют более 50%, за ними следуют инженерные пластмассы, на долю которых приходится около 15%. Специальные пластмассы стоят дороже, а их использование относительно невелико. Согласно статистике исследований, к автомобильным пластикам, которые находятся на переднем крае и подходят для гальванопокрытия, относятся ABS, PP, PA, PC и т. д.

2. Использование АБС в автомобильной промышленности и его гальванопокрытие

1. Применение АБС в автомобилях

ABS — это термопластичный конструкционный пластик с широким спектром применения. Поскольку ABS-пластик имеет такие недостатки, как плохая устойчивость к атмосферным воздействиям, изменение цвета и воспламеняемость, при использовании в автомобилях его часто смешивают с другими полимерами для получения более распространенных модифицированных продуктов, таких как: сплавы ABS/PC, ABS/PA, ABS/PVC и т. д. ABS линия экструзии листового металла

Сплав ABS/PC может улучшить термостойкость и прочность на разрыв ABS, снизить вязкость расплава PC, улучшить производительность обработки и снизить чувствительность внутреннего напряжения продукта и ударной вязкости к толщине продукта. Он в основном используется для внутренней и внешней отделки автомобилей. , автомобильные фары и другие детали с высокой прочностью и высокой термостойкостью;

Сплав ABS/PA обладает устойчивостью к короблению, хорошей текучестью и уникальными матовыми свойствами и может использоваться в таких деталях, как бамперы, приборные панели и декоративные панели стоек.

Сплав ABS/PVC не только обладает термостойкостью и ударопрочностью, но также огнестойкими, самозатухающими свойствами и химической стойкостью. Он в основном используется в автомобильных приборных панелях, обшивках приборных панелей и других деталях, требующих огнестойкости.

2. Процесс гальванизации АБС

Для гальванического АБС-пластика требуется хорошее сцепление между металлическим покрытием и подложкой, а содержание бутадиена должно контролироваться на уровне 18–23%. Процесс гальванизации АБС-пластика включает три этапа: предварительная обработка, химическое покрытие и гальванопокрытие. Основной технологический процесс заключается в следующем: снятие напряжений → удаление масла → придание шероховатости → восстановление шестивалентного хрома → активация палладия и олова → удаление гидроксида олова → химическое никелирование (или меднение) → предварительное покрытие → гальванопокрытие, среди которых обработка поверхности перед нанесением покрытия является наиболее важной. Предварительная обработка поверхности, упрощение процесса, экологически чистая замена гальванического раствора и т. д. всегда были горячими темами в исследованиях.

3. Использование ПП в автомобильной промышленности и его гальванопокрытие

1. Применение ПП в автомобилях

ПП — это не имеющий запаха, нетоксичный, бесцветный и полупрозрачный термопластичный легкий пластик общего назначения с хорошей химической стойкостью, термостойкостью, электроизоляционными и высокопрочными механическими свойствами. Добавление армирующих агентов, упрочняющих добавок и т. д. к сырью может изменить полимерные компоненты и макромолекулярную структуру или кристаллическую конфигурацию полипропилена, что улучшит его общие эксплуатационные характеристики.

Если добавить определенную долю стекловолокна к ПП, можно получить армированный стекловолокном ПП с более высокой жесткостью и термостойкостью, который часто используется в конструкционных деталях автомобилей и деталях с высокими рабочими температурами, такими как: впускная труба моторного отсека, корпус воздушного фильтра, вентилятор радиатора и т. д. Добавление соответствующего количества талька и карбоната кальция к ПП также может улучшить жесткость и термостойкость ПП. Этот модифицированный ПП часто используется в рамах бамперов автомобилей, приборных панелях, дефлекторах, колоннах и т. д.; добавление POE или упрочняющих агентов, таких как этиленпропилендиеновый каучук (EPDM), может использоваться в некоторых конструкционных деталях с высокими требованиями к прочности в автомобилях высокого класса.

2. Процесс гальванопокрытия ПП

С точки зрения процесса гальванопокрытия полипропилен можно разделить на обычный тип, гальванический тип и токопроводящий тип.

Обычное гальванопокрытие PP имеет плохую размерную точность и проблемную шероховатость. Его необходимо набухать с органическим растворителем перед травлением и шероховатостью. Обычно используемый органический растворитель - ксилол. После шероховатости его можно обрабатывать в соответствии с сенсибилизацией, активацией и другими процессами и процедурами АБС-пластика;

Гальванический полипропилен изготавливается путем добавления определенной пропорции наполнителей, таких как ZnO и TiO2, к полипропиленовому пластику. Эти наполнители могут растворяться во время химического травления и процесса придания шероховатости, чтобы сформировать шероховатую поверхность для улучшения прочности сцепления покрытия. Для гальванического полипропилена это также может быть выполнено в соответствии с процессом гальванизации АБС-пластика, за исключением того, что температура раствора должна быть увеличена до 70~80℃ во время химического травления;

Проводящий ПП получают путем добавления графитового порошка с массовой долей около 30% к полипропилену. Он обладает хорошей электропроводностью и может быть гальванизирован в соответствии с процессом металлических деталей. Разработка ПП гальванического качества и улучшение процессов шероховатости всегда были горячими темами в исследовании процесса гальванизации ПП.

4. Автомобильное применение ПА и его гальванопокрытие

1. Применение ПА в автомобилях

Пластик ПА обладает хорошими механическими свойствами, термостойкостью, износостойкостью, химической стойкостью и самосмазываемостью, низким коэффициентом трения, определенной огнестойкостью, прост в обработке и подходит для заполнения стекловолокном и другими наполнителями. Улучшенная модификация.

Армированный стекловолокном полиамид может использоваться для изготовления пластиковых деталей и деталей двигателя в моторном отсеке; высокотермостойкий сплав полиамид/АБС используется в автомобильных зеркалах заднего вида, крышках топливных баков, крыльях и т. д.; сплав полиамид/полиэтилен обладает превосходной термостойкостью, прочностью, огнестойкостью, проводимостью и другими свойствами и может использоваться в центральных электрических коробках автомобилей, крыльях, больших перегородках, защитных панелях и т. д.

2. Процесс гальванопокрытия ПА

Напряжение обычных заготовок PA следует проверять перед гальванопокрытием. Метод заключается в погружении заготовки в n-гептан. Если в течение 5–15 секунд появляются трещины, напряжение необходимо снять. Напряженные заготовки можно поместить в холодную воду и нагреть до кипения. Выдержать в течение 3 часов, а затем медленно охладить водой, чтобы устранить внутреннее напряжение. Процесс предварительной обработки перед гальванопокрытием PA примерно такой же, как и у ABS-пластика, за исключением процесса придания шероховатости. Разработка гальванических материалов, защита окружающей среды и совершенствование процесса по-прежнему являются актуальными темами в исследованиях.

5. Автомобильное применение ПК и его гальванопокрытие

1. Применение ПК в автомобилях

PC - это высокомолекулярный полимер, содержащий карбонатные группы в молекулярной цепи. Он обладает характеристиками высокой ударной прочности, хорошей усталостной прочности, хорошей размерной стабильности, прозрачности и хорошей свободной окрашиваемости. Однако из-за его плохой устойчивости к царапинам и износостойкости он часто используется в виде пластиковых сплавов для внутренней и внешней отделки автомобилей. Например, сплавы PC/PET и PC/PBT обладают высокой термостойкостью и ударопрочностью PC, а также износостойкостью и технологическими свойствами полиэстера. Они подходят для изготовления компонентов кузова автомобиля, боковых ограждений, дверных рам автомобилей и низкотемпературных ударных свойств. высокий бампер.

2. Процесс гальванизации ПК

Процесс предварительной обработки ПК включает проверку внутреннего напряжения, снятие напряжения, обработку набуханием, химическое травление и придание шероховатости. Проверка напряжения заключается в погружении заготовки в водный раствор с массовой долей ацетона 70% и оставлении ее при комнатной температуре на 1 минуту для наблюдения за появлением трещин. Метод снятия напряжения заключается в медленном повышении температуры до 110~130 ℃ в печи, поддержании ее в тепле в течение 2~6 часов, а затем медленном охлаждении; Набухание заключается в погружении заготовки в растворители, такие как метанол, этанол, фенол и эфир, пока поверхность не станет слегка белой; Химическое травление для придания шероховатости может использовать химический раствор для придания шероховатости ABS с высоким содержанием серной кислоты, но температура должна быть выше. Его также можно проводить в жидкостях для придания шероховатости, таких как гидроксид натрия, нитрат натрия и нитрит натрия. Подготовка сплавов и улучшение процессов предварительной обработки поверхности являются горячими темами в исследованиях по гальванизации ПК.

6. Прочие пластмассы для автомобильной промышленности и их гальванопокрытия

В дополнение к четырем вышеупомянутым широко используемым автомобильным пластикам, в автомобильной промышленности также широко используются ПЭ, ПЭТ, ПОМ, ППО, ПВХ и т. д. ПЭ обладает хорошей изоляцией и химической стабильностью, а также прост в обработке. Его часто используют в панелях салона автомобиля, багажных ящиках, топливных баках, кожухах, крыльях и т. д.

ПЭТ обладает хорошей устойчивостью к ползучести, усталостной прочностью, сопротивлением трению и размерной стабильностью. Модифицированный ПЭТ часто используется в рамах автомобильных зеркал заднего вида, аудиоколонках, рамах люков, потолках и т. д.; ПОМ имеет более высокую прочность, чем АБС-пластик, и известен как «суперсталь» или «гоночная сталь». Он обладает хорошими механическими свойствами, изоляцией, стойкостью к растворителям и обрабатываемостью. Модифицированный ПОМ может использоваться в автомобильных силовых клапанах и универсальных шарнирах. Подшипники, ручки, стеклоподъемники и т. д.

PPO нетоксичен, прозрачен, имеет низкую относительную плотность и обладает превосходной механической прочностью, сопротивлением ползучести, термостойкостью и размерной стабильностью. PPO/PS, PPO/PA, PPO/PBT и другие сплавы часто используются в автомобильных крышках ступиц, корпусах автомобильных фар, блоках предохранителей, больших перегородках, буферных прокладках и т. д.; ПВХ обладает хорошими электрическими свойствами, устойчивостью к кислотам и щелочам и хорошей химической стабильностью. Его можно использовать в автомобильных системах предотвращения столкновений, тканях внутренних панелей дверей, поверхностях и уплотнениях приборной панели и т. д.

Основное отличие в процессе гальванопокрытия вышеуказанных пластиков заключается в предварительной обработке и процессе придания шероховатости. Пока процесс придания шероховатости подходит для формирования наилучшей шероховатой поверхности, сенсибилизация, активация, химическое покрытие и гальванопокрытие могут быть гладко выполнены на поверхности. , не будут здесь повторяться.

Армированные стекловолокном пластики — это композитные материалы, изготавливаемые путем добавления волокнистых материалов и тканей к пластикам или смолам. Они стали важным направлением развития легких автомобильных материалов. Армированный стекловолокном пластик (GFRP), также известный как стекловолокно, обладает такими преимуществами, как высокая удельная прочность, коррозионная стойкость, хорошие электроизоляционные свойства и простота окраски. Его часто используют в конструктивных деталях кузова автомобиля, крыльях, крышах, бамперах и т. д.

Пластик, армированный углеродным волокном, обладает характеристиками высокой прочности, хорошей эластичности, усталостной стойкости и износостойкости и в основном используется в кузове, шасси, колесах и т. д. автомобилей высокого класса. Пластики из натурального волокна используют натуральные растительные волокна, такие как джут и сизаль, в качестве армирующих материалов. Они не только обладают превосходными характеристиками, но и являются экологически чистыми. Их можно использовать во внутренних дверных панелях, обивке потолка, спинках сидений, приборных панелях и т. д. Пластики, армированные волокном, основаны на пластмассах и смолах. Основное внимание в исследованиях процесса гальванопокрытия по-прежнему уделяется подготовке материалов гальванического класса и совершенствованию процесса гальванопокрытия.

7. Заключение и перспективы

Благодаря постоянному развитию технологий облегченных автомобилей пластик стал наиболее широко используемым легким неметаллическим материалом. Широкое применение технологии гальванопокрытия не только придает пластиковым деталям металлический вид и текстуру, улучшая эстетику и комфорт автомобильных деталей, но и улучшает механические свойства и химическую стабильность пластиковых деталей, расширяя возможности использования пластика в автомобилях.

Пластиковая гальванизация для автомобилей способствует замене металлических материалов и ускоряет процесс облегчения автомобиля. Смешанные модифицированные пластики и армированные волокном пластики все чаще используются в автомобилях из-за их превосходных свойств. Подготовка материалов гальванического качества и совершенствование гальванических процессов станут ключом к развитию технологии металлизации пластиковых поверхностей.