宝瑞龙郝文龙：热塑性弹性体的发展趋势

　　7月12日-13日，“2018中国汽车轻量化产业高峰论坛”在上海隆重举行，论坛以“新技术、新材料、新工艺“为主题，旨在降低汽车自身重量同时提高输出功率、降低噪声、提升操控性和安全性，并对汽车轻量化政策趋势发展、整车轻量化平台化设计方案、关键零部件轻量化技术开发及汽车轻量化多材料应用及成本控制分析等问题展开探讨。

宝瑞龙高分子材料天津股份有限公司技术总监郝文龙

　　宝瑞龙高分子材料天津股份有限公司技术总监郝文龙介绍了热塑性弹性体在汽车轻量化中的发展趋势，以下时演讲实录：

　　热塑性弹性体涵盖的范围非常广，事实上我们公司只是做了一个很窄的一部分，主要是TPV和TPE这块。这是前面的一个引子刚刚好多嘉宾谈到汽车轻量化的一些相关作用和以后未来的发展趋势。主要是我们觉得汽车轻量化，从整个的车身减重对未来我们一个持续的发展，对于子孙后代一个有利的方面。今天我们重点还是谈谈因为其实在整个包括车身的钢结构，工程塑料，今天主要是我谈一谈软胶部分，热塑性弹性体可能在这方面比较窄的细分的一个侧面，如何在汽车上有一些应用。

　　热塑性弹性体我简单的归纳了一下，相关的一些与传统橡胶相比存在的优势。热塑性弹性体材料加工形式多样，传统橡胶可能做起来做一些复杂的形状包括一些生产效率方面就不如热塑性弹性体来的更方便。大家也知道热塑性弹性体材料是把传统的橡胶和塑料做了一个结合，这样可以用塑料的工艺加工橡胶的制品可以实现挤出、注塑、吹塑、压延、模压等，对于轻量化而言有比较低的密度，传统的橡胶材料涉及到用一些碳黑，或者说一些轻量化用到白碳黑等等，他的比重往往是很难控制。我们的弹性体材料在密度的控制上相对是比较方便的，基本上我们可以控在0.89-1.08，大于1的主要是一些阻燃，或者一些相关的可能在TPU方面比重会高一些，我这里主要写的还是针对TPV和TPE这个方面。另外弹性体材料从零度到六十五软硬度的控制稍微精确一些，也有不足相对于传统橡胶而言在弹性上，尤其在高温下弹性的保持，包括一些耐油一些传统的力学性能较传统的橡胶有一些差距，接下来谈谈热塑性弹性体的分类。跟好多主机厂的技术人员在一起的时候，他们经常对这个东西有一些模糊，其实就目前为止，很多时候我自己也定义的不是很清楚，但是我是根据自己的理解相对的去做一个大概的分类。

　　比如说TPE广义的，我认为他事实上是包含TPV、TPO、TPS、TPU、TPEE所有的弹性体材料都可以归纳在TPE这个大类下。尤其目前国内TPE狭义的概念上，理解成为以SEPS基材料做的弹性体材料，TPS的定义跟狭义的TPE是更对等一点。我们公司目前做的两块，一个是TPV还有TPO包括TPS这块。刚刚亨斯迈更多的做TPU包括其他的TPEE等等这样生产厂家。TPV我简单的列了一点，因为这也是我们公司一个主的产品，是PP和EPDM橡胶一个动态硫化生产的热塑性的材料，最前面众泰汽车金工也提到现在是PP+EPDM更多那个时候PP感性材料。我们这里的TPV材料可能是以EPDM为主，以PPV辅这样整个EPDM含量达到30-40%甚至更高。更多的是一个软胶类的材料，所以跟PP+EPDM还不太一样。

　　这个是我找到的主机厂目前内部的材料，对于热塑性弹性体材料的一些相关的定义，他们对热塑性弹性体谈料有的时候定义TPE，再定义TPV对自己工艺管控下内部的编号的一些控制，当然会回头再附一些相应的标准在里面。把一些基材做一些分类，方便今后在选材过程中可以更好的去各个二级配套商把控这些材料。

　　这个表里面就把TPV这个材料相关的主机厂我见过的相关的把这个方面的性能列得特别具体的，当然这个主要是针对TPV对于整个的从硬度到热老化到压变，到耐臭氧各个方面，真正对我们材料确实非常了解，有的时候跟主机厂大家对性能把控的问题点不太容易去贴合，这个就相应的列得比较具体。包括之后的气味、冷凝、甲醛、总碳、阻燃对公司内部标准里面都有非常好的罗列，对于材料供应商而言就更方便提供一些相应的对应的排号。

　　我们公司简单作一个介绍，主要是生产TPE、TPV、TPO这样一个生产商也是一家国家级的高新技术企业，公司为于天津市的宝坻区。接下来具体谈一谈我们TPV材料，当然后面也涉及到TPE、TPO在汽车方面的一些应用。第一张总图主要是谈了一下，因为对于密封系统可能热塑性弹性体材料，尤其TPV、TPE这个材料用得比较多，但是密封系统其实现在更多的我觉得还是用在一些静态件，比如说车门也好或者一些动态的比如说密封涉及到静音减噪的位置，传统海绵胶的位置，热塑性弹性体出去弹性还有力学性能不足的地方还是有些缺失。但是在一些静态部位，挡风玻璃，车顶的密封包括一些后三角窗这些密封件用的都比较多一些。

　　这个主要是在玻璃导槽传统的还是热固型的EPDM橡胶，也做了重要的比照一般来讲1.15都已经缩的比较低，有时候甚至到1.3、1.4的比种，TPV材料轻得可以做到0.89，重的也就是0.97、0.98的样子。确实实现了一个减重，同时他在外观包括挤出成型，包括耐厚、耐紫外各个方面能达到传统EPDM传统橡胶对应的效果，主要是在弹性上可能还是有些缺陷，所以说在有一些主机厂的选择上也是有所保留。这是内外水切上也有一些相关的应用，这是在汽车的封端和接角，如果用热塑性的材料可能直接做一个对接的注塑成型，这个是玻璃整个后三角窗的静态位置，现在用到TPV、TPE的材料也比较多，因为他属于静态密封件，只要是表面各个耐厚、耐紫外，更多被主机厂来选用。

　　这个主要是一些汽车的水管，一些在发动机周围的像耐高温的，还是有一些不足。但是如果是一些水管异型管，包括用一些吹塑的工艺，包括挤出以后再进行一些定型的工艺大家也都是有一些应用。包括一些汽车防尘护套现在很多时候，更多的大家实现用吹塑的工艺做一些防尘护套的使用，这个方面我觉得弹性体有它自己的一些成熟比较异型结构的优势，确实是较传统的平板硫化，较传统的更优先的被我们的主机厂所选择。

　　这块现在在仪表板蒙皮，目前也是一个比较有代表性的方向，因为传统的仪表板蒙皮更多的PVC是一个主要的大类，另外的一些现在我们说的TPO、TPV包括TP材料在国内因为受限于，对于VOC对于气味，对于于聚丙烯骨架基材的黏合性等等方面，整个成型工艺压花的保持率，好多蒙皮材料还是处于大量进口的状态。但我觉得未来可能受限于成本，包括整个压力我觉得这块仪表板蒙皮材料可能未来会更多的被使用。包括我们也在配合着现在几家做仪表板蒙皮一直在研发国内的TPV和TPO材料取代传统PVC方面也做一些工作。我觉得这个也是比较有代表性的，而且他也确实能够实现一些减重，现在最主要的问题我觉得一个是在成型过程中压花的保持，边角位置不能够有一些缺陷。同时最主要还有气味的一个处理，这些方面也是一些难点。这是一些工具的手柄，这块是一些杯垫，这块用的比较多，软胶类的一些传统的橡胶垫，现在主要用热塑性弹性体的材料来做一个替代，实现一些二次包胶，实现更好的形状，这块主要的是一些VOC的控制，气味的控制，以及手感的一些改善。

　　另外一个减重的方面我们也是一直在研究的，就是TPV密封件一些微发泡的方面，现在因为TPV的发泡包括TPE材料整个的发泡我们也是遇到一些困难点，因为他整个来讲既要有一定的刚度，同时轻量化，同时实现整个加工过程中工艺上的一种可持续，就比较方便去加工。这个材料我们也是跟一些客户不断的在做一些尝试，因为从客户的角度来说，希望我们能够做到重量尽量去轻同时又有相应的力学性能的保持，但是目前也是受制于一些发泡剂包括跟材料的一些相溶，包括整体在工艺上设备上的处理，但我觉得这个事实上在有些地方已经得到了一个实现。但是我觉得从长远上还有进一步探讨的空间，是非常好的一个研究方向。

　　这个也是一张总图，对于汽车内外室材料，对于热塑性弹性体材料在很多方面的一个应用的大体的汇总。包括先面提到的一些可能在这里面都做了一个简单的总结和归纳，确实是很多的材料只要是涉及到传统橡胶的软胶类的，现在都可以用不同的热塑性弹性体材料做一些替代。这个也是汽车类的主要的一些市场的归纳，包括我们的不仅仅是TPV，TPE、SEBS，TPU都有相关的一些汇总。

　　这个是对整个亚太也是其他一些资料的汇总，主要是未来可能我们整个弹性体材料在整个亚太区消费的预计，大家可以看到其实整体的还是呈非常快速的增长态势，但是越来越多的可能后续也会有一定的饱和。随着整个汽车工业，今天我也是参加这个论坛以后，我意识到其实各个主机厂真的在轻量化这方面非常重视，我增加了我们未来进一步研发的信心。