汽车行业刷新下 PA6、PA66、PA12 尼龙资料的利用征程及阻燃协同

一、引言

我国汽车行业产能增长出现出迅猛的态势，
，这为车用工程塑料产业启发了辽阔的发展空间。在汽车制作领域，
，工程塑料逐步取代金属资料已成为一种显著的趋向，
，并且其利用领域正从单纯的装璜件不休向结构件与职能件拓展。PA（聚酰胺）作为一种优异的工程塑料，
，化学机能极为不变，
，对光滑油和汽油阐发出优良的抵抗性。在当前节能减排的社会大布景下，
，PA 资料由于在轻量化、耐热性、耐油性、阻燃性等多个方面具备显著优势，
，其在汽车行业中的渗入率正在逐步稳步提高，
，目前已在汽车发起机系统、电气系统、底盘系统等重要系统中得到了宽泛的利用。其中，
，PA6 和 PA66 的用量在各类 PA 资料总量中占据了高达 90% 以上的比例。而 PA11 和 PA12 则凭借优良的柔韧性、耐侵蚀性、耐油性和尺寸不变性，
，在燃油管、燃料盖、制动管等部件中也获得了宽泛的利用。

二、PA6 资料在汽车中的利用

（一）电池箱体利用

电池箱体在新能源汽车中承担着；；ず椭С侄Φ绯啬Ｗ椤⒌绯匚驴叵低场⒌绯刂卫硐低车裙丶考的重任，
，其对于保险动力电池系统在遭逢外界冲击或者机械应力作用时不产生败坏，
，从而确保整个动力电池系统的机械安全拥有极为重要的意思。正因如此，
，电池箱体对冲击强度、拉伸强度等力学机能提出了较高的要求。

在当前的电池箱体选材中，
，有部门会选用 PA 资料，
，其中又以 PA6 资料最为常见。然而，
，阻燃机能是新能源汽车电池箱体资料选用时的一项重要参考指标，
，未经过改性处置的 PA6 资料极限氧指数通常仅处于 20% - 22% 的领域，
，其阻燃等级仅能达到 UL94 V - 2 级，
，难以满足新能源汽车极为严苛的阻燃要求，
，所以必须对其进行阻燃改性。

通常而言，
，利用于 PA6 的阻燃剂涵盖了卤系、磷系、氮系等多种分歧的类型。其中，
，卤系阻燃剂在点火过程中会产生拥有侵蚀性的气体以及致癌烟雾，
，自 2003 岁首欧盟颁布《电子电器设备中限度使用某些有害物质指令》之后，
，其使用便受到了极大的限度。

近年来，
，众多的钻研者积极投身于无卤阻燃性 PA6 资料的钻研工作，
，并获得了一系列令人瞩主张成就。很多工程塑料公司也在致力于研发无卤阻燃 PA6 资料。例如，
，朗盛集团推出了 3 种以 PA6 为基体的 Tepex 资料。Tepex 资料由于含有较高的纤维量，
，所以不仅具备极高的刚度、强度和能量吸收水平，
，还占有 UL94 V - 0 等级的阻燃个性。其中，
，Tepexdynalite102fr - RG600 (x)/47% 选取粗纱玻璃纤维加强，
，这些纤维呈多轴分列，
，这种怪异的结构不仅可能实现优良的阻燃成效，
，还能够精确地匹配部件中的负载蹊径，
，因而能够被利用于新能源汽车电池箱体的节制单元外壳、隔板、盖板等高压部件。

（二）长玻纤加强 PA6 在汽车结构件中的利用

长玻纤加强 PA6 在汽车结构件中的利用正逐步变得遍及。玻纤作为加强骨架贯通于 PA6 基体之中，
，可能有效地加强塑料制品的抗冲击机能、抗蠕变机能和尺寸不变性。长玻纤加强 PA6 具备了诸多可与金属相媲美的利益，
，极度适合用于制作复杂的汽车？橹破。

以仪表台横梁为例，
，仪表台横梁与车身直接相连，
，它必要接受并传递人机交互设备及装璜部件的载荷，
，并且与其它安全数件共同组成了 cockpit 安整系统，
，其直接影响着汽车的操控性和安全性。仪表台横梁在汽车正面碰撞时可能缓冲前舱传递过来的冲击力，
，同时还能为乘客安全气囊的爆破提供有力的支持。此外，
，仪表台横梁与方向盘、转向管柱组成的系统必要满足肯定的 NVH 模态要求，
，以预防产生共振景象。

长玻纤加强 PA6 仪表台横梁已经成功开发并在部门车型上得到了大量的利用。在齐全满足仪表台横梁作为承载件所必须具备的刚性和强度要求的同时，
，长玻纤加强 PA6 仪表台横梁还拥有优良的抗蠕变机能和耐委顿机能以及杰出的凹凸温抗冲击机能。全塑仪表台横梁的设计规划不仅带来了出产效能的显著提升，
，并且还有助于实现汽车的轻量化与 NVH 指标。

三、PA12 资料在汽车中的利用

（一）传统内燃机汽车中的利用

在传统的内燃机汽车领域，
，杜邦、Arkema、Basf 等大型工程塑料公司均开发出了分歧耐温等级的 PA12 资料，
，并将其宽泛利用于油箱注油管、燃油输油管、曲轴箱透风管、发起机进气管、真空制动管等油液与气体管路之中。

然而，
，由于 PA12 的耐高温机能并不极度出众，
，在工作温度较高的管路中无法实现持久不变的使用。例如，
，内燃机汽车的发起机冷却水管通常依然会选用金属或者橡胶管路，
，而不会选取 PA12 管路。通常来说，
，新能源汽车的电机冷却系统工作温度通常低于 80℃，
，电池冷却系统工作温度通常低于 60℃，
，PA12 材质齐全能够满足新能源汽车冷却系统的耐温要求。

（二）新能源汽车中的利用优势

与橡胶管路相比，
，PA12 管路拥有显著的减重优势。PA12 的密度为 1.02g/cm?，
，而传统汽车管路中时时选用的 EPDM 橡胶密度为 1.1 - 1.2g/cm?。同时，
，PA12 管路的管壁相对较薄。以内径 15 - 18mm 的管路为例，
，PA12 水管仅为 1.25 - 1.5mm，
，而 EPDM 橡胶管路的壁厚通常为 3.5 - 4mm。综合推算可知，
，选用 PA12 材质能够使管路减重高达 65%。例如，
，昭通汽车集团股份有限公司某车型选取 PA12 管路规划后，
，相比传统的金属和橡胶管路，
，管路系统质量现实减轻了 56%。

此外，
，由于 EPDM 橡胶材质刚度较小，
，若是将其用于较长的管路，
，则必要设置较多的固定点。因而在传统内燃机汽车的冷却系统中，
，较长的管路通常会选用金属材质，
，仅在转接部门选用 EPDM 橡胶材质。在这种金属管路与橡胶管路的共同规划中，
，存在大量的转接部位，
，这不仅会大大增长零件的数量，
，还会提高泄漏的风险。

而 PA12 管路刚度较高，
，能够选取一体成型的方式制作齐全的水管，
，这样可能有效降低零件的数量，
，提高系统的靠得住性。例如，
，昭通汽车集团股份有限公司某车型选取 PA12 管路规划后，
，相比传统的金属和橡胶管路，
，管路系统中的零件数量削减了 77%。与金属管路和橡胶管路相比，
，PA12 管路重量更轻，
，刚性更强，
，空间占用更小，
，靠得住性更高，
，在新能源汽车中极具推广价值。

（三）特定场景需要的 PA12 管路钻研

众多钻研者还发展了满足其他特定场景需要的 PA12 管路钻研。例如，
，日本 Toray 公司和 Polyplastics - Evonik 公司合作研发了一种三层挤压管，
，这种挤压管的外层 PA12 资料和内层的聚苯硫醚 PPS 树脂资料通过一种特殊的黏结剂粘合在一路，
，其不仅能够接受 130℃的高温，
，还拥有优良的耐水解性和耐热性，
，可能利用于对温度要求较高的汽车冷却管路系统中。

由于 PA12 对汽油拥有优良的耐渗入机能，
，已经被验证是一种安全靠得住的燃油管路材质。然而，
，随着增长甲醇或者乙醇的混合燃油的出现和使用，
，对燃油管路的耐渗入性提出了更高的要求；；旌先加椭械募状蓟蛞掖加涤薪锨康纳胄院腿芑，
，容易造成碳氢化合物渗出从而无法满足有关的环保尺度。

张颖发展了低渗入、低析出汽车燃油管材的研发工作。通过深刻分解各类原料的物性，
，对可利用于燃油管路的资料进行开发，
，最终研发出了满足燃油管路低渗入尺度要求的 PA12 对称结构五层管复合管材以及由复合管材所组成的燃油管路总成系统。

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四、PA66 资料在汽车中的利用

（一）在汽车轻量化中的贡献

在 “以塑代钢” 的汽车轻量化大趋向下，
，PA66 在传统内燃机汽车和新能源汽车领域都阐扬了极为凸起的价值，
，直接或间接地助力实现了低碳排放的社会愿景。在零部件出产过程中，
，凭借着十倍于 PA6 的结晶速度，
，PA66 能够在模具中实现急剧成型，
，这大大提高了出产效能。

PA66 的机能与 PA6 相比也极为杰出，
，拥有更高的尺寸不变性、更低的吸水率和更高的熔点。PA66 宽泛利用于汽车各系统，
，其主张在于在维持或超过现有动力输出的同时，
，提高车辆经济性、降低有害气体排放。

（二）进气歧管利用

以进气歧管为例，
，早期的内燃机汽车进气歧管重要选用 PA6 资料，
，但是随着集成增压器的利用以及发起机的紧凑化发展，
，进气歧管的耐温要求从 130℃大幅上升到 200℃，
，在这种情况下，
，主机厂逐步偏差于选择更高熔点的 PA66 来实现进气歧管的机能升级。

（三）发起机支架或驱动电机支架利用

PA66 的另一个典型利用是发起机支架或者驱动电机支架，
，该类结构件在早期通常选用钢铁或者铝合金材质。由于 PA 资料自身拥有阻尼减振成效，
，所以 PA66 玻纤加强产品在发起机、驱动电机支架中的利用，
，可能有效地降低发起机或驱动电机的振动和噪声。

此外，
，由于 PA66 能够耐受 160 - 180℃的烤漆温度，
，将其集成于汽车白车身内部，
，不仅有助于加强车身力学机能，
，并且在车辆产生碰撞时，
，PA66 加强资料可能有效地吸收碰撞能量，
，最大限度地；；に境巳嗽焙投Φ绯，
，同时还能够使车身获得超过 30% 的减重，
，从而提高车辆的操控性和续航里程。

（四）新能源汽车高压部件利用

在新型 PA66 资料的钻研方面，
，众多钻研者也开发出了合用于特定汽车部件的 PA66 资料。例如，
，在新能源汽车中，
，车载充电机、DC/DC 节制器、PTC 加热器、高压接线盒均属于高压部件。高压部件与高压线束之间的高压衔接器多选用无卤阻燃加强 PA66，
，尤其是有机磷阻燃 PA66。

无卤阻燃加强 PA66 拥有优良的阻燃机能和力学机能，
，但是受到上游原资料供给的影响，
，其价值颠簸较大。而 PA6 原资料供给充足，
，价值相对较低。因而无卤阻燃加强 PA66/PA6 合金成为了一种拥有远景的代替技术规划。

叶士兵等钻研了在阻燃加强 PA66/PA6 合金中，
，当 PA66 和 PA6 比例分歧时合金的阻燃机能、电学机能、力学机能、耐热机能的变动，
，钻研发现随着 PA6 比例的升高，
，合金的韧性指标略有上升，
，但是阻燃机能和力学强度略有降落。随着 PA6 比例的降低，
，拉伸强度有所降低，
，但是韧性显著提高。

（五）电池箱体利用

PA66 在新能源汽车电池箱体中也有利用。刘颖等发展了分歧纤维含量的短切碳纤维加强 PA66 力学机能钻研，
，并进行了该资料利用于轻量化电池箱的机能评价和仿真分析。钻研了局显示，
，相对于金属电池箱体，
，短切碳纤维加强 PA66 资料箱体在质量上减轻了 84%，
，在颠簸路面和急转弯工况下箱体最大应力减小了 30% - 50%，
，同时还发现碳纤维含量对电池箱体的最大位移影响较大，
，在颠簸路面和急转弯工况下碳纤维含量的增长能够显著削减箱体位移。

（六）汽车轧带利用

目前汽车上所使用的 30cm 以上的轧带，
，无数使用 PA66 材质。然而，
，PA66 在低温前提下韧性较差，
，必要进行耐寒增韧改性。

陆大光等选取双螺杆共混法，
，通过选用分歧类型的增韧剂和分歧黏度的 PA66 原料，
，制备了合用于汽车轧带使用的耐寒增韧改性 PA66 资料。

（七）汽车水管利用

PA66 拥有较好的耐热性、耐侵蚀性和韧性，
，能够代替长链 PA 成为车用 PA 水管的选择材质。但是由于 PA66 分子链中存在强极性的酰胺基团，
，使得 PA66 与冷却液接触时容易产生变形和水解反映。

针对该问题，
，张松峰等首先通过增长增韧剂和耐水解剂对 PA66 资料进行共混改性，
，提高了其耐水解性和韧性，
，而后使用通例软管挤出工艺对改性资料进行软管挤出试制，
，成功开发了以 PA66 为主体的汽车用冷却水管。通过测试，
，共混改性后的 PA66 软管的爆破强度大于 2.6MPa，
，并且其资料成本降低了 40%，
，解决了长链 PA 软管出产工艺复杂、价值昂贵的问题。

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五、PA 资料在汽车行业的发展瞻望

车辆塑料用量在某种水平上能够作为衡量汽车设计与制作水平凹凸的重要标志之一。目前蓬勃国度内燃机汽车单台塑料用量约为 150kg，
，其中 PA 所占比例约为 20%。当前国内内燃机汽车单台 PA 用量约为 8kg，
，预计到 2025 年将达到 15kg，
，到 2030 年有望增至 30kg。关于新能源汽车的 PA 用量，
，参考特斯拉 Model 3 等车型，
，预估 2030 年新能源汽车单台 PA 用量能够达到 50kg。

中国乘用车市场信息联席会数据统计显示，
，2022 年全国内燃机汽车销量为 1486.8 万辆，
，同比削减了 230.2 万辆，
，内燃机汽车正在以惊人的速度失去市场份额。国内外车企颁布的终场研发内燃机汽车的功夫节点通常在 2030 年左右，
，在此之后内燃机汽车将逐步退出汗青舞台。

与此同时，
，新能源汽车市场迎来了高歌猛进的发展。在中国电动汽车百人会上，
，中国科学院院士欧阳明高预计，
，2025 年全国新能源汽车销量将达到 700 万 - 900 万辆，
，2030 年将达到 1700 万 - 1900 万辆；；仓と暄兴す，
，2030 年车用 PA 资料用量将达到 144 万吨。

总之，
，发起机技术的进取、汽车新能源化转型和汽车轻量化发展在有效推进节能减排水平和社会运行效能提升的同时，
，也为 PA 等工程塑料的利用带来了巨大的增量市场。在能够预感的将来，
，汽车行业对 PA 资料的需要将持续增长，
，PA 资料产业已经步入了高速发展时期。随着技术的不休创新和研发的深刻推动，
，PA 资料在汽车行业中的利用将会越发宽泛和深刻，
，其机能也将不休得到优化和提升，
，从而为汽车行业的可持续发展提供更为坚实的支持。例如，
，在阻燃机能方面，
，将来有望开发出越发高效、环保的阻燃剂或阻燃系统，
，进一步提高 PA 资料在汽车关键部件中的安全性；；在耐高温机能上，
，通过资料的复合、改性等伎俩，
，使 PA 资料可能适应更高温度的工作环境，
，拓展其在发起机等高温部件周围的利用领域；；在耐侵蚀性方面，
，不休加强 PA 资料对各类冷却液、燃油以及特殊工况下介质的耐受性，
，耽搁汽车部件的使用寿命。同时，
，随着汽车智能化和电动化的发展，
，PA 资料在汽车电子电气系统中的利用也将面对新的机缘和挑战，
，必要不休开发出拥有优良电磁屏蔽机能、高绝缘性等特殊机能的 PA 资料，
，以满足汽车电子设备日益增长的需要。此外，
，在资料成本节制方面，
，通过优化出产工艺、扩大出产规模以及寻找越发廉价的原资料起源等方式，
，降低 PA 资料的出产成本，
，提高其在汽车行业中的性价比，
，从而进一步推动其在汽车领域的大规模利用。

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js1996官网阻燃在专门针对PA资料研发的阻燃剂领域有着诸多怪异的产品，
，例如红磷阻燃剂FRP-950-1、FRP-750A、PA-50以及FRP-603H，
，还有溴锑代替剂XT-30M等。这些产品均具备杰出的阻燃机能，
，低的阻燃成本，
，宽泛利用于尼龙资料之中，
，为尼龙资料在诸如汽车行业等诸多领域的利用提供了靠得住的阻燃保险。无论是PA6、PA66还是PA12等尼龙资料，
，在面对对阻燃机能有严格要求的利用场景时，
，这些来自js1996官网阻燃的阻燃剂都能阐扬重要作用，
，助力尼龙资料更好地符合各行业的使用尺度，
，进一步拓展其利用领域，
，也为有关产业在追求安全性与高机能的发展路线上增添了有力的支持。