从车用塑料 看汽车内外饰材料的发展趋势
随着社会的发展，现代汽车的概念已非代步工具这么简单。除了需要拥有超高的性能之外，还要求与人体具有更高的亲和性，这方面日系汽车就要比欧美系汽车做的更好。那么，如何满足使用者对汽车舒适性和环保性的要求？除了非凡的整体结构设计之外，汽车内外饰材料的选用也是关键。
那么，当下汽车内外饰常用材料在选用上有哪些原则？汽车内外饰用材料的发展趋势又是哪些？
一、汽车内外饰材料选用原则
1.轻量化、低能耗
在全球能源与环保问题日益加重的情况下，汽车材料“轻量化”、“以塑代钢”的脚步进一步加快。研究数据表明：（1）传统燃油车的重量每减少100kg，百公里耗油量降低0.3-0.6L，CO2排放量降低5-8g；（2）纯电动汽车，整车重量每减少100kg，可行驶里程增加10%，节约电池成本15-20%。
而轻质材料的选择是汽车轻量化最为有效的方法。汽车轻量化解决方案：
（1）实现以塑代钢，如门内板实现塑料模块化。（下图为长玻纤增强改性PP门内板）
图 汽车门内板
（2）在满足要求的条件下优先选择用密度更低的材料。（下图为会通开发的PC/PBT合金加油壶盖板）
图 汽车加油壶盖板
（3）利用微发泡技术，进一步降低材质的密度。（下图为普利特公司利用微发泡技术开发的PP汽车前段模块）
图 汽车前端模块
（4）开发高流动、高刚性的材料降低产品壁厚。（下图为第42届东京车展丰田展示的薄壁保险杠，比普通树脂保险杠减重20%）
图 薄壁化保险杆
2.舒适安全、低VOC
汽车内饰材料的选用，除了整体的美观大方之外。最主要的就是如何选择低VOC散发的材料，避免这种“隐形杀手”的存在。如德国汽车协会就规定，汽车内甲醛的浓度不得超过0.08ppm。
图片来自百度图库
所以，对于安全环保来说，主要是选用环保材料提高整车空气质量，减少VOC气体对人体的危害；而针对舒适性来讲主要是实现内饰的高级化、软饰化，个性化。
3.低成本、易回收
在要求各种性能的同时，也不能忽略成本和环保的问题。毕竟这些要求与材料的回收性和降低成本相矛盾。所以，新型的内饰材料应当既保证不增加费用又可以满足舒适，安全和环保的要求。如PP+EPDM+20%滑石粉，可用于汽车保险盖蒙皮，满足性能要求外，可降低成本，废弃后易回收。使用车型有北汽BJ40、福特嘉年华、菲亚特菲翔等。
图 改性PP保险杠蒙皮
所以，选材单一化材料，减少材料使用类别不仅可以减少实验成本、提高工作效率、而且可以实现材料的大批量采购以降低成本，同时能够更好地满足汽车回收的相关法规。
二、汽车内外饰材料的发展趋势
那么，在汽车“以塑代钢”的发展大趋势下，结合消费者的要求和主机厂的研究情况，汽车内外饰用材料主要有以下发展趋势：
1.通用塑料使用比例增大
内外饰零件主要采用的是塑料件，以装饰性为主，如护板，前后保险杠等。由于内外饰零部件对塑料的使用量比较大，主机厂都比较注重用材成本。
和工程塑料相比，通用塑料的原料丰富，合成产量大，用良多成本低等特点，最重要的是原材料资源丰富，选择的余地比较大。同时通用塑料的加工条件也相对较低，对设备的要求也不高，这些优点也促进了通用塑料的不断发展。（下图为尾门供应商彼欧在2013年开发的自己第一款改性PP全塑尾门，标致新308的尾门，内板LGF+PP，外板和扰流板PP，重量减轻近4kg）
图 汽车全塑尾门
目前，随着国内材料技术水平的不断提高，越来越多的通用塑料经过改性后都能达到内外饰零部件的性能要求。
2.材料系统单一化
未来降低成本，充分利用原材料，汽车内外饰的材料种类可以精简数量，内外饰件用材范围缩小到PP+EPDM-T20、PP-T20、ABS、PC+ABS、PU、POM、PA6-GF30、HDPE等种类。
图片来自百度文库《汽车轻量化研究总结》，上传者zhaomeng_032
通过对整车内外饰塑料件用材单一化和不同平台的部件用材通用化，主机厂可以减少不同零件之间的色差，对材料牌号进行管理和管控，控制源头质量，降低材料对制品的影响，保证原材料的质量和成产一致性，同时对于汽车报废后的回收处理也非常有利。
3.简化材料成型工艺
中高档汽车内外饰部件复杂度较高，例如，仪表板为“本体+泡沫+搪塑表皮”结构，门护板包裹表皮，里柱护板包覆面料或表皮，此外还有许多部件有后续的喷漆，烫金等装饰工艺。由于工序众多，存在的每一道工序都相当于在增加了报废的风险，并且生产的效率不高。同理，喷漆件也存在类似的问题。而直接喷涂技术、IMD技术、直接结皮技术均改进一上工艺，在加工成型时一次性完成最终状态的部件。（下图为丰田汽车2012款丰凯美瑞内饰，包括音频面板，门把手、中控台等四个部件均采用IMR成型）
图 丰田凯美瑞2012款汽车内饰
通过减少喷漆等工序的投资、生产效率的提升和部件结构的改进，提高了成品件的成品率和功能性。
4.材料加工过程环保化
塑料由于其加工性和耐热性的因素，在长期使用的过程中会挥发出VOC气体。如何减少VOC气体的挥发对乘员的伤害是主机厂的责任。目前，环保型材料要求已经不仅限于最终的使用状态，而且拓展到加工过程中。加工过程中的塑料件喷漆环节成为了环保性要求的主要突破点。
图 免喷涂汽车门把手（来自聚赛龙）
免喷涂材料的应用由于对环境的伤害较小而越来越得到重视。在主机厂对材料的控制方面，已出台的ELV法规要求所有的材料必须满足禁限用物质、低挥发性和易回收的要求。
5.LGF增强通用塑料的应用
在结构件的应用方面，短玻纤增强的尼龙，聚酯应用较多，如PA66-GF30、PA6-GF30和PBT-GF30等。近年来，随着LGF增强改性技术的提高，LGF增强热塑性材料的应用不断扩大，典型代表为PP-LGF、GMT材料。
图 金发科技改性PP在汽车内外饰上的应用
和短玻纤增强工程塑料相比，LGF增强的通用塑料成功克服了短玻纤增强的缺陷：零件翘曲和表面浮纤，同时材料的刚性能达到同样的等级。由于基体材料为通用塑料，成本低于工程塑料。在替代性方面，长玻纤增强通用塑料不仅能取代短玻纤增强的工程塑料，还可以取代金属件，应用于前端模块、门模块、座椅骨架和备胎仓等部位，并且有显著的减重效果。
6.提高内饰材料的舒适型
汽车作为高档消费品，其内部的密闭性可以成为移动的小屋，如何在狭小的空间内保持乘员的舒适性和维持对乘员的吸引力成伟汽车制造商提升产品品质的攻关方向。转嫁到材料方面的要求主要有低光泽度、耐刮擦性、防污耐脏性、抗静电性、抗发粘性和提高触感视觉效果等。此外，考验这些要求的条件也越来越苛刻，很多都是在高温或者低温的条件下进行的。
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