TPEE材料在汽车防尘罩上的应用(附性能特点)
中国智造 匠心造材(东莞市戈塑新材料有限公司)专注弹性体TPE/TPR/TPU/TPV/TPEE的研发与生产,塑造每一颗环保材料的品质与创新。
工厂地址:东莞市黄江镇田美南恒昌荣工业区
官网:Http://www.gesutpe.cn
阿里网址:https://gesuxincailiao.1688.com
财富热线:张爱华15807695582
Keep improving. Service is Paramount. Sustainable development
精益求精。服务至上。永续发展
随着我国经济的不断发展,汽车已经成为越来越多人的首选代步工具,汽车工业特别是新能源汽车获得了前所未有的大发展,汽车轻量化和环保性成为汽车工业的发展主题,热塑性聚酯弹性体(TPEE)便是伴随着这样的历史机遇应运而生的,被广泛地应用在汽车零部件的各种密封结构中,尤其在各种传动部件的密封中。
图1 不同形状CVJ防尘罩产品示例
一、防尘罩概况
TPEE 应用于 CVJ 防尘罩之前,制造 CVJ 防尘罩的材料主要为氯丁橡胶 ( CR) 。由于防尘罩的工作环境恶劣,经常受到温度变化、空气腐蚀、雨水侵蚀及其高速旋转的作用,容易损坏、变质。防尘罩一旦损坏,灰尘、雨水、泥沙就有可能进入,严重影响万向节的传动性能,其安装位置见图2。对于 CVJ 防尘罩的性能要求如下:
TPEE 替代橡胶做防尘罩,不需要经过混炼和硫化两个高能耗工艺过程,这不仅缩短了 90%的成型周期,大大提高了生产效率,而且每吨制品可节约加工用电 1900 kW·h,加工能耗降低 75%以上。此外,废弃的 TPEE 制品即使经过 2 次回用,性能保持率仍超过 90% ,还可以反复使用,特别符合节能减排标准。
以氯丁橡胶制造的 CVJ 防尘罩为例,由于氯丁橡胶的耐曲挠疲劳性较差,加上在高湿环境中使用时经常发生破裂,更换新的护套不仅费力,而且浪费大。TPEE 制作的防尘罩的抗老化、低温、抗疲劳、耐介质和抗变形性能均很优异,在汽车的使用寿命内不需要更换,减少了橡胶固体废弃物处理。产品重量比原来橡胶制造的更轻,几乎减少了一半,符合汽车轻量化发展方向。
由于用 TPEE 材料制作的防尘罩在汽车的使用寿命内不需要更换,国内乘用车的CVJ 防尘罩、转向器防尘罩、球头防尘罩、减震器防尘罩多采用 TPEE 材料制作。随着技术的进一步发展,商用车也逐步开始使用 TPEE 材料制作防尘罩。
图2 TPEE在底盘传动轴防尘罩上的应用
二、针对防尘罩特殊要求的解决方案 1 熔体增粘技术
由于防尘罩主要采用吹塑加工工艺,因此对材料的流变特性要求极高。为满足吹塑级TPEE材料的高强度且稳定熔体强度,会通给出解决方案:
▲聚合特种树脂满足熔体强度稳定的要求 ▲采用分子偶联技术进行熔体增粘 ▲采用后缩聚工艺形成均一稳定的熔体强度
通过后缩聚、分子偶联等增粘技术,提高TPEE分子量及分子链的支化度,进而满足吹塑加工工艺,制得的制品内外光滑、壁厚均匀。
2 耐油脂技术
汽车等速万向节防尘罩(CVJ 防尘罩)位于汽车驱动轴的周围,用于保护联轴器,是汽车转向系统球笼护罩,用于存放润滑油酯,并避免灰尘、水和盐等进入润滑系统,是汽车重要配件之一,在运转时生热,故高温时需要具有优异的耐油脂性能,会通给出解决方案:
▲利用分子嵌段技术在TPEE中嵌入耐油高分子 ▲利用阻隔技术,采用特殊助剂,阻止油品进入TPEE中
通过嵌入耐油高分子、复合耐油阻剂得到了超高的耐油脂性能,制品在125℃条件下油脂老化336h,其性能保持率超过90%,超过国外进口同类产品。
3 润滑降噪技术
汽车在运转时,尽可能噪音较小,这样人们驾驶体验感更好,特别是新能源汽车更是要求低噪音,这要求转动轴上的防尘罩必须具有降噪功能,会通给出解决方案:
▲调节软段结构和含量使其材料具有优异的弹性,同时具有更优异的阻尼性能,从而达到降噪的效果 ▲采用不同润滑剂的复合,达到长期降噪的目的
通过以上两种技术的融合,达到了润滑降噪的目的。
4 长期热老化技术
汽车可能会在苛刻的条件下使用,所以汽车防尘罩还要求在苛刻的高低温条件下正常使用,会通给出解决方案:
▲在分子结构中引入具有高键能的高分子,从而达到长期耐老化的目的 ▲根据老化降解机理,采用复合稳定系统解决长期老化问题
分子中引入高键能键,同时辅以复合稳定助剂系统,使得TPEE具有优异的长期老化性能:125摄氏度3000h,机械性能保持率>75%。
5 耐疲劳技术