发泡材料具有成本低,密度低,隔热隔音,缓冲效果好等特点,因而被广泛应用于日常生活中各大领域,尤其是汽车领域。发泡材料品种众多,大多数热塑性塑料和热固性塑料都能加工成发泡材料。
聚合物发泡材料的低密度和低成本特性,能够充分满足汽车发展轻量化和降低成本的趋势要求。此外,发泡材料的柔韧性和柔软性还可以提供额外的舒适性。
从前端市场来看,全球汽车行业增长显著,强烈推动汽车发泡材料的市场进一步增长。尤其是近年来,随着亚洲汽车市场强劲发展,亚洲已经成为全球汽车泡沫材料消费的主力军,这其中增长最迅速的就是中国。
来自transparency market research的报告显示: 2017年,全球汽车发泡材料的预计市场高达225.3亿美元。研究人员预测,该市场未来的高增长将在2017年至2022年间以9.40%的复合年增长率增长,到2022年底达到353.8亿美元。
发泡材料在汽车上的应用,主要是座椅,仪表板,垫圈,密封件,门板,防水罩,顶棚,隔音、减振和线束件等。尤其是汽车座椅,它是发泡材料在汽车领域应用最广的部位,预计到2019年市场将达到66.5768亿美元。
图片来自DOW官网
聚烯烃泡沫可以满足汽车应用所需要的具有耐用性和轻量化的要求。此外,聚烯烃发泡材料具有可回收性,有助于保护环境,节约资源,同时满足行业不断升级的安全标准。
全球汽车泡沫材料的主要制造商包括江森自控 Johnson Controls(美国),伍德布里奇集团 Woodbridge Foam Corporation(加拿大),李尔公司 Lear Corporation(美国),普利司通 Bridgestone Corporation(日本),巴斯夫 BASF(德国),瑞克塞尔 Recticel(比利时),Vitafoams(英国),阿乐斯 Armacell(德国),陶氏化学 The Dow Chemical Company(美国),罗杰斯 Rogers(美国)和圣戈班 saint-gobain(法国)。
汽车发泡材料同样具有阻燃要求,阻燃汽车泡沫可抵抗燃烧,当车辆发生火灾时,为乘客提供时间逃生。一些发泡材料本身具有耐火性,如三聚氰胺,酚醛树脂发泡材料,其它诸如聚烯烃或聚氨酯等发泡材料通常需要使用阻燃剂处理以提高其耐火性能。
汽车发泡材料材料的阻燃标准各不相同,因此汽车工程师需要在材料选择过程中考虑具体的国家、国际或行业要求。工程师可能还需要考虑OEM的阻燃发泡材料要求,以降低污染物排放,增强老化性能和改善毒性。随着材料供应商将新产品推向市场,车辆设计还可以采用阻燃汽车泡沫,以降低噪声、振动与声振粗糙度(NVH)。
汽车发泡材料阻燃标准
在美国,汽车发泡材料的防火性能根据FMVSS 302进行测试,该标准有时缩短为MVSS 302。在欧洲、加拿大和日本,ISO 3795是技术上等同的标准。中国(GB 8410)、英国(BS AU 169A)和许多其他国家也都有关于汽车的阻燃性能要求。三菱,梅赛德斯 - 奔驰和沃尔沃等个别汽车制造商也有自己的防火性能标准。
FMVSS 302等标准适用于汽车内饰,如扶手,车顶内衬,座椅靠背,座垫,遮阳板和装饰板等。但通常阻燃发泡材料也可以应用于非内饰件,包括进气口、歧管、泵、凸轮和阀门盖。随着汽车制造商更多的采用非金属材料,UL94 V-0和UL94 HBF也出现在发动机舱组件的更多零件要求上。受VDA 277和VDA 278等排放测试要求的影响,较低VOC排放的汽车发泡材料也成为汽车发泡材料的另外一个需求,这就要求在使用阻燃剂的同时要兼顾阻燃效率和VOC排放。
毫无疑问,随着新能源汽车的不断发展以及汽车轻量化的要求,发泡材料在汽车中的应用将会越来越广泛,这将会是汽车零部件的一个新的热点。而频繁的汽车火灾事故也会要求汽车发泡材料具有优良的耐火性能以保证人身安全,这就要求汽车发泡材料在开发的过程中不断地创新,与新型阻燃剂的共同开发也成为了新的发展方向。
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