汽車內(nèi)飾材料的研究進展分析

1、汽車內(nèi)飾材料的研究進展摘要：汽車內(nèi)飾帶給人直觀、舒適的感覺，可直接影響汽車的商品形象，文章綜述了汽車內(nèi)飾材料目前的研究進展，從面飾材料、緩沖材料和內(nèi)飾骨架等方面介紹了其在內(nèi)飾件中的應用，并針對具體部件作以詳細解析。隨著新型材料的發(fā)展，各種改性、增強材料也在內(nèi)飾的應用日益廣泛，極大改善了內(nèi)飾材料的使用性及舒適性。行業(yè)的發(fā)展，必然促使材料的振興，展望了內(nèi)飾材料的發(fā)展趨勢。關鍵詞：內(nèi)飾材料；面飾；緩沖；骨架；進展汽車，代步的交通工具，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪萑找嬷匾慕巧?。眾所周知，汽車外觀很重要,給人帶來視覺的美感1。但內(nèi)飾也不容忽視，汽車內(nèi)飾材料按乘用車內(nèi)飾件的結構層次與功能，可

2、分為面飾材料、緩沖材料和內(nèi)飾件骨架（或基礎）材料等3類2。面飾材料主要有纖維材料、皮革、木材及再生纖維毛氈等，主要用于生產(chǎn)地毯、頂篷等各種面料；緩沖材料主要有PU和PP發(fā)泡材料，如座椅等。面飾材料和緩沖材料在汽車內(nèi)飾中起減震、隔熱、裝飾、吸音和遮音等功能。內(nèi)飾件骨架材料主要有金屬材料和其它新型復合材料，這些骨架材料主要保證駕駛艙的安全性和功能性。目前除了座椅骨架常用金屬材料外，其它內(nèi)飾件骨架則主要是高分子材料及各種復合材料。隨著汽車的快速發(fā)展，各種新型材料也在汽車內(nèi)飾中有著較快的發(fā)展和應用3。1 面飾材料目前常用的面飾材料及應用如表1所示。以下主要從座椅、儀表板、門內(nèi)板、地毯、頂篷及行李箱面飾

3、等幾方面介紹面料材料的應用現(xiàn)狀。表1 面飾材料類型及主要用途材料類型主要用途機織面料座椅、車門和窗簾經(jīng)編面料車門、車頂、中柱和窗簾割絨面料座椅、車門緯編提花面料座椅、車門非織造面料地毯、車頂、中柱和行李箱前擋板的上部、中部及左右兩側再生纖維毛氈儀表板的左右兩側及右下護板、變速桿頂部、頂棚、后圍和行李箱汽車用皮革座椅、車門和方向盤汽車用木材儀表板、副儀表板、變速桿頭、門扶手和方向盤1.1 座椅面料目前，座椅面料仍以織物、PVC造革為多，天然真皮革只有歐美等國在部分高端車型中采用2。除此以外，各種新型織物以其價格優(yōu)、質(zhì)量好等特色也逐步替代一些傳統(tǒng)織物和皮革。在西歐，采用軟纖維過半，美國則多采用拉舍

4、爾和天鵝絨。而日本則更為多樣化，針織物、針織布、天鵝絨等都有應用。面料的織法多是長毛針織或特殊花樣。各種調(diào)和及隱蔽花紋也在逐步興起。圖1顯示從選材、機能、加工方法、評價方法等幾方面對座椅面料的要求1。座椅表皮材料選材機能加工評價織物PVC真皮人造皮革天然材料防靜電耐水性縫制成型耐光、耐磨耐扭搓、耐用風格定量圖1 座椅表皮材料1.2 儀表板表皮儀表板是內(nèi)飾件中較大的總成件，除了要求其外觀具有柔順性以外，對防止光反射、耐沖擊、耐擠壓、耐熱、耐光等性能也有具體規(guī)定4。表2體現(xiàn)了材料性能及加工工藝等對儀表板表皮材料的要求。表2 儀表板表皮材料的特點表皮成型方法項目搪塑型涂裝型真空成型粉末成型溶膠成型型

5、模包涂半硬PVC硬質(zhì)PVC壓花壓革紋紋理壓針跡紋表皮厚度均勻性材料 構成PVC粉PVC膏狀PUR涂料PVC/ABS/NBRPVC/PVC發(fā)泡體PVC/PP發(fā)泡體材料厚度（mm）1.01.21.52.05080um0.81.02.53.02.53.0成本材料性能抗拉強度9.8*104N/m210015010015010201502005070100150伸長率（%）20030030040050150100200200300200300耐光及耐熱性霧度注：最好，好，一般近年來，儀表板的設計趨向是與其它部件一體化，因此PVC空心模壓法越來越受到重視，往往采用注射成型，與此同時，粉狀物搪塑成型的均一薄

6、壁化工藝，也可進一步使表皮軟化。據(jù)了解日本和德國的特殊轉模壓技術可采用帶皮革花紋的PVC片材直接成型。1.3.1 地毯汽車地毯多以PVC發(fā)泡體、橡膠基片材、尼龍割絨以及聚丙烯、聚醋纖維經(jīng)針刺或簇絨織物制成。由于計算機的應用，織物的各種圖案和顏色都相繼出現(xiàn)3。對織物基料噴射染料，提高其耐久性的新技術也正在應用。地毯與儀表板一樣要求挺括和防聲，絕對不允許有松弛、折皺產(chǎn)生，所以基材大都采用聚乙烯?，F(xiàn)今不斷開發(fā)了新的材料加工法，其中對地毯的整體化技術也進行了大量研究。如為保證地毯外觀、成型性和定型性，汽車地板最好趨于平面化。 頂篷及行李箱頂篷在汽車中相當于房屋的天花板，它對車廂內(nèi)的裝飾效果和保溫隔音效

7、果有較大影響。隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展，粘貼頂篷與軟頂已逐漸被成型硬頂所取代。目前常用的硬頂基材主要是熱塑性和熱固性兩種，但由于熱固性PF材料成本高能耗大適用于中高檔車，目前主要還是熱塑性基材為主1。頂篷面料需綜合考慮成型自由度、柔軟度、價格等因素。聚酯纖維無紡布在幾年前就逐漸替代了傳統(tǒng)的PVC或TPE片材6。頂篷基材貼合無紡布后，進行熱壓成型，有時還在壓前對無紡布印刷帶色圖案，使之更加風格化、高檔化6。國內(nèi)頂篷面料仍大多繼續(xù)沿用PVC與PU泡沫復合片材，織物型復合材料僅應用在個別高檔車型上7。目前壓制成型硬頂式頂篷仍處于試制階段。目前，后行李箱架多數(shù)采用無紡布與熱塑性樹脂復合壓制成型工藝，預計

8、今后頂篷也可能借鑒這種成型方法加以應用。2. 緩沖材料緩沖材料主要有PU和PP發(fā)泡材料等。在乘用汽車內(nèi)飾中起減震、隔熱、裝飾、吸音和遮音等功能，對乘用車的乘坐舒適性起著十分重要的作用。2.1 PU泡沫塑料PU泡沫塑料在汽車軟飾塑料制品中占有重要地位。在1971年日本55%的PU軟質(zhì)或半硬質(zhì)泡沫塑料被用于汽車工業(yè)。隨著自結皮發(fā)泡技術、RIM和RRIM成型技術的出現(xiàn)，PU泡沫在汽車中的應用日趨擴大8。目前，依據(jù)使用原料、添加劑種類不同，可獲得性能各不相同的聚氨酯，主要包括軟質(zhì)PU泡沫塑料、半硬質(zhì)PU泡沫材料及硬質(zhì)PU泡沫材料。下表所列為PU在汽車中的應用。表格 3 PU在汽車中的應用PU類型汽車零

9、部件軟質(zhì)泡沫塑料切塊遮陽板、頂篷襯里、門內(nèi)板、裝飾條、隔音板軟質(zhì)模壓泡沫塑料座墊、靠背半硬質(zhì)泡沫塑料儀表板填充劑、喇叭座墊、扶手、頭枕、遮陽板、保險杠硬質(zhì)泡沫塑料頂篷襯里、門板內(nèi)襯整體結皮泡沫塑料扶手、門柱、控制箱、轉向盤、彈性RIM制品保險杠、擋泥板、發(fā)動機罩、門把手、行李箱蓋剛性RIM制品散熱器格柵、擾流板、擋泥板、門板、發(fā)動機罩、行李箱蓋、地板熱塑性彈性體減震墊塊、彈簧線圈護套、齒輪傳動裝置罩、格柵、頂篷等2.2 PP泡沫塑料PP材料在汽車中應用較廣，約占塑料總量的30%。特別是PP泡沫塑料也在隔音裝飾等領域有著突出貢獻，本文不在此贅述。3. 骨架材料目前汽車內(nèi)飾選用的骨架材料主要是各種

10、成型塑料件9。由于塑料內(nèi)飾件往往具有觸感好、舒適性強；無異味、阻燃性好；表面不反光、耐光色牢度好；耐溫度變化不易變形等優(yōu)點，所以帶動整個汽車塑料產(chǎn)業(yè)得到更快的發(fā)展。以下舉例不同塑料在汽車內(nèi)飾上的應用及性能比較（參見表4）。表格 4 塑料在汽車內(nèi)飾上的應用實例應用領域選用材料性能對比儀表板ABS、ABSPC合金、PP、PPO、和SAMAH可實現(xiàn)結構簡單，滿足復雜形狀和曲面要求，費用低、質(zhì)量輕、車輛NVH指數(shù)小轉向盤玻纖增強尼龍66在座椅靠背和傾斜杠桿裝置方面，可節(jié)省1/3的費用車門裝飾件ABS具有高抗沖強度，側碰時能保護乘客安全車頂A柱和C柱PUR泡沫塑料變形可擴散均勻有利于碰撞時能量吸收隨著整

11、車性能的提高，塑料的應用范圍也有著從內(nèi)飾件逐漸向外飾、車身面板和結構件擴展的趨勢，而且針對車身的不同部位，往往要求選用不用性能的塑料與之匹配。這對塑料的配方、生產(chǎn)工藝及材料成型均有較高的要求，因此本文簡單對傳統(tǒng)塑料到現(xiàn)今關注的各種新型復合材料的應用作以簡單介紹。3.1 通用塑料傳統(tǒng)塑料材料主要是PVC、PP、ABS和PUR等通用塑料，在塑料材料應用之初，人們對內(nèi)飾材料的研究還不是很充分，這些材料的選用確實對整車輕量化、生產(chǎn)成本降低起到重要作用，但是隨著汽車研究的深入，特別是環(huán)保概念的提出，對材料性能的要求日益提高，通用塑料已逐步被各種改性材料及塑料合金所取代8,9。3.2 改性塑料以前的汽車內(nèi)

12、飾件較多采用通用PVC、ABS和PUR等，現(xiàn)在汽車儀表板、內(nèi)護板和座椅中的PVC已逐漸被其它塑料所取代；門內(nèi)手柄、物品箱、門檻裝飾條及其它零件也更多的使用改性PP（經(jīng)濟型乘用車使用較多）改性ABS、改性PPO等材料1。如儀表板，目前主要分為硬質(zhì)儀表板和軟質(zhì)儀表板。硬質(zhì)儀表板屬于整體一次注射成型，為大尺寸、復雜形狀的薄壁結構部件，由于主要用于中低檔轎車和大部分經(jīng)濟型轎車，所以無緩沖及表皮材料，所用材料主要是改性聚苯醚（PPO）和增強增韌改性PP等；軟質(zhì)儀表板則選用改性PP及新型金屬材料做骨架6,7,9。目前改性塑料應用最廣的主要為改性PP、改性ABS和改性PVC等熱塑性改性塑料。如STAMAX公

13、司近年開發(fā)的高模量長纖維增強聚丙烯（LGF-PP），這種新型玻纖增強PP可取代現(xiàn)有材料，可用于儀表板、保險杠、防濺板、車門板等多個零部件的加工8。3.3 塑料合金（新型復合材料）隨著汽車輕量化和環(huán)保性能要求的提高，各大汽車廠商均將增強復合材料和高性能樹脂材料作為開發(fā)重點，并對材料的可回收予以高度重視，汽車塑料化已成為汽車材料發(fā)展的趨勢3。 新型環(huán)保材料化學自毀塑料某家塑料加工公司成功開發(fā)了一種化學自毀塑料，即在塑料制品上噴灑一種特質(zhì)的溶液，使塑料與其發(fā)生化學反應，導致塑料逐漸溶解，轉化成可被水沖洗的無害物質(zhì)，不再污染環(huán)境。這種新型塑料可替代新車外殼使用的蠟質(zhì)保護涂層3。將這種液體塑料均勻噴涂在

14、車外殼，形成的塑料薄膜可預防水淋導致的滲漏，售后可用特殊化學試劑噴灑，數(shù)分鐘后，塑料薄膜“自行脫落”，盡顯汽車本色。生物塑料豐田公司已宣布將建造一家以甘蔗為原料生產(chǎn)生物塑料的試驗工廠。與以石油產(chǎn)物為原料的塑料相比，這種生物塑料可被分解，顯然更為環(huán)保，豐田計劃將這種生物塑料主要用于內(nèi)飾件開發(fā)上。此前，豐田公司已成功開發(fā)出在耐熱耐用方面有較大提高的“豐田生態(tài)塑料”并擬定應用在該公司改進后的新款RAU、VI等車上。 高性能樹脂材料（自增強樹脂）樹脂材料研究重點主要是不斷提高材料的物理、力學性能。目前對樹脂材料的研究已從昂貴的專用樹脂轉向低成本的普通樹脂新品種。自增強樹脂是其中研發(fā)的熱點。如SR-Ps

15、、SR-PP已在汽車中具有廣泛的應用。這種樹脂材料把熱塑性塑料的多用途、可回收性和纖維增強復合材料的高性能相結合，具有輕量化、高剛度和高沖擊性，適于在汽車中一系列骨架結構部件上應用10。 增強復合材料熱塑性復合材料Bayer材料科學生產(chǎn)了一種新型低光澤PCABS混合物，可用于手套箱蓋、杯架、門框架裝飾、膝支撐、控制臺箱柜門和車頂架等的加工。Bayblend LGX 3000為薄壁部件提供高的熔體流動性和高的耐熱性能，與TPO相比，沖擊性能、耐擦刮和擦傷性能更好。具有低的揮發(fā)物和良好耐候性，允許部件采用較少的色料，無需噴漆1。無機納米復合材料納米聚合物復合材料由有機聚合物基體與納米無機分散相組成

16、，其具有強度高、耐熱、抗紫外線、阻燃、加工性好等諸多優(yōu)異性能。納米PA是最早的汽車納米復合材料，主要應用對象為燃料系統(tǒng)和發(fā)動機罩下零件。隨后又相繼開發(fā)了以其他熱塑性工程塑料（ETPs）、TPO和PP為基材的納米復合材料?，F(xiàn)今納米聚酯、納米聚酰亞胺、納米聚甲醛等都在逐步得到應用。這種無機納米復合材料在汽車內(nèi)裝、外裝上均有應用。在內(nèi)裝上主要是儀表板、內(nèi)飾板、安全氣囊等11。塑料金屬混合材料通用電氣近年開發(fā)出一種將GTX尼龍樹脂與鋼復合的技術，可采用一步模塑工藝制造轎車前端組合件。該組合件成功地將散熱器、發(fā)動機罩掛鉤、洗滌器罐、前燈、散熱器格柵等零部件整合為一體。4. 結束語隨著國民經(jīng)濟的增長,中國

17、汽車工業(yè)正在步入一個穩(wěn)定的增長階段，這對汽車材料的發(fā)展提出了更高的要求。目前國外汽車內(nèi)飾件已基本實現(xiàn)塑料化，我國也已步入重點開發(fā)結構件、增強材料和高性能樹脂應用階段。內(nèi)飾件所用材料的趨勢為：PVC不久將從內(nèi)飾應用中淘汰；聚氨酯因其柔軟的觸感預計在內(nèi)飾件（尤其是高檔車）上應用會不斷增長，而中檔車在PP的基礎上會逐步向TPO轉化；復合材料在結構件（如座椅骨架）和吸收沖擊能量的零件上應用將會增長；金屬-塑料混合材料在內(nèi)飾件的應用極具潛力。未來要著力開發(fā)外表美觀、且具有良好NVH減振降噪性能的內(nèi)飾新材料，加快開發(fā)制造技術的突破，以適應不同材料體系的進程。The advancement of inter

18、ior decoration materialAbstract: Interior decoration material can give people an intuitional and comfortable feel which directly affect the image of automotive products. In this paper，recent advancement of interior decoration material has been reviewed and applied in surface decoration，cushion and f

19、ramework, and including a detailed analysis of specific components. With the development of new materials, a variety of modified, enhanced interior materials are increasingly widespread application, greatly improved interior materials to use and comfort. Development of the industry certainly contrib

20、uted to the revitalization of materials. In addition，the advance of interior decoration material which may be used in future has been predicted.Key word: interior decoration material，surface decoration，cushion，framework，advancement參考文獻：1 黃乙, 李軍. 汽車內(nèi)飾材料一瞥J. 汽車運用, 2002,6:25-27.2 李樹生. 汽車內(nèi)飾材料的現(xiàn)狀及未來J .汽車工藝與材料, 2006,8:28-34.3 張彥如汽車材料M合肥：合肥工業(yè)大學出版社, 2006:1-7 4 張江萍.乘用汽車內(nèi)飾材料的發(fā)展趨勢及選材方法J. 武漢理工大學學報, 2009， 31(4):606-6095 齊芳明. 未來汽車內(nèi)飾五大發(fā)展趨勢J. 市場觀察