尺寸稳定性敢和金属混的塑料长成什么样？
发布时间：2024-05-23
都混过圈子吗？
周末爬山圈、寺庙祈福圈、爱吃辣饭圈、恐怖影视爱好圈...
爱好相近，三观相投，步调一致....总而言之，大家差不多才混得进去。
那么，塑料要想混进汽车界，融入金属\木质圈？需要具备什么条件？
打个比方，如果说，汽车配件属企业 500 强，金属\木质这些 985/211 选手进圈顺理成章，那么，对非双一流毕业的塑料选手，它的敲门砖是什么？
这题我会：差不多的 CLTE 值！
众所周知，汽车很多配件，常常会将金属+塑料、木质+塑料、金属+木质+塑料，两两搭配做成制件。
如果大家的 CLTE 值差别很大，热胀冷缩比例不一，就算一开始勉强将就，也是强扭的瓜。而一个合适的 CLTE 值，就可以让大家相处很愉快。
所以，今天就来，为大家盘点：
哪些塑料更适合混汽车配件圈？
不同 CLTE 值的改性塑料分别适用哪些场景？
以及，如何让塑料更好融入圈子的工艺指导...
关于以上问题，也为大家请来了专业的材料攻城狮和技服攻城狮，答疑解惑，各位客官请参考！
基材 PK ：
主流基材中，谁更适合混汽车配件圈？
提问：
将 CLTE 值不合适的塑料，强行入（汽车配件）金属\木质圈，会有什么后果？
举个例子：
假设材质为 PC/ABS 的扰流板长度为 1000 mm，当冬夏/早晚车身温度变化超过 50 ℃ 时，其理论 CLTE 值（尺寸变化率）达到 ΔL = 7.5 mm，而金属的 CLTE 一般在 1.5—2.4 左右。
所以，CLTE 值差别较大的车身塑料和钣金，在温差较大时，会出现什么问题？
请看：
总结：
废件多，零件变形甚至开裂，成本浪费大；
投诉多，尺寸变化导致异响风险；
落地难，设计时的零间隙，使用后却出现较大间隙/面差；
总而言之，无数失败案例都在证明，强扭的瓜，不仅不甜，还很费钱。
那么，哪些基材的 CLTE 值更接近金属..呢？
这么看，好像有戏。
PPS 凭借优异的低 CLTE 值，突出了重围。
那么，PPS 能否很好地混汽车配件圈呢？
不见得！
懂行的人都知道，PPS 虽然特别适合与金属做嵌件注塑，但韧性太差，缺口冲击 ≤ 3（一般都要进行矿粉+玻纤填充才能保障基本性能）；且，价格又太高，堪称低膨胀系数里面的“爱马仕”产品。
所以，虽然 PPS 能与金属处成闺蜜，但易碎的爱马仕，显然不适合混要求较高的汽车配件圈。
而，其他材料，咋一看，好像差别都很大。
但，也有规律：
塑料的 CLTE 值较无机材料（金属..）高得多；
结晶性材料（PA、PP、PBT）的 CLTE 一般较无定形态材料（PC、PC/ABS、ABS）高；
无定形材料一般耐热越高，CLTE 越低，尺寸越稳定。
结论就是：
无定形态材料比结晶性材料更适合‘混圈’，尤其是高耐热的无定形材料。
所以，恭喜这一轮的胜出者：高耐热的无定形材料-PC。
然而，我们的希望之星 PC 料，CLTE 值高达 6.5，远超金属..，这样的尺寸稳定性，显然还不够看！
那么，怎么办？
不急，要想实现高尺寸稳定性制件，一般有两种实现路径：结构和材料。
一方面，从结构上，去减弱因制件尺寸大而导致整体变形量较大的问题；
另一方面，就是从材料角度，选择添加玻纤，或者矿粉填充，来获得低 CLTE 材料。
但加玻纤，带来的这两大致命 BUG（翘曲变形；浮纤问题，无法喷漆），无疑会增加更多废件成本，一般‘家庭’难以承受。
而矿物填充料，优势明显，虽然韧性下降，但还可满足汽车基本冲击要求；加工窗口窄也可通过模具设计和工艺调整来解决。
所以，这道题有解！！！
那就是：
将全村的希望 PC 料，进行矿粉填充等改性手段，处理成低 CLTE 材料即可。
选材指导 ：
不同 CLTE 值基料的适用场景，分别有？
在我们判断，PC 料能否不负众望之前，先给大家提个问题：
是不是将塑料的 CLTE 值，改得越低越好呢？
答案，并不是。
因为，我们发现，矿物填充越多，CLTE 值越低的同时，会带来其他弊端，比如韧性下降等问题。
所以，为了混圈子，过度填充，只会把自己打造成一个“中看不中用”的绣花枕头。
尤其，汽车行业，很多大的、细长型的、尺寸精度要求高的一体化制件，不仅需要高尺寸稳定性，还需要满足一定的机械性能、以及加工性..
所以，以此为前提，我们在 PC 的基础上进行基材共混、矿物填充等改性，就得到了这两款低 CLTE 料：PC/ABS-MD 和 PC/聚酯-MD。
接下来，就以改性技术专家企锦湖日丽的改性成果为例，看看这两款低 CLTE 料，实力如何？
第一款低 CLTE 料：PC/ABS-MD
废话不多说，直接看，不同矿物含量PC/ABS料的物性表：
可以发现：
▶PC/ABS-MD15：CLTE 最低，但密度增加了的同时，还损失了一部分缺口冲击力（仍满足汽车基本冲击需求）。
所以，在汽车项目中，PC/ABS-MD15 一般承担这类角色：避开直接冲撞部位，但对尺寸稳定性要求较高的长制件。
譬如：
车内顶灯装饰罩及封板等多个制件
长度 1.2 m 尾门饰板
近2m的行李支架
而 PC/ABS-MD10，则更多被应用在韧性要求更高的场景。
譬如：
天窗饰圈及饰板平台件用料
多联屏支架，平台件材料
尤其，随着双联屏甚至多联屏趋势的来临，可以用来应付单屏框架的普通 PC/ABS ，开始变得不够用了。
这都是客户花钱砸出来的经验：
将普通 PC/ABS 应用于双联屏，在冷热循环实验时，常出现框架开裂或显示屏被挤碎...等情况。
所以，简直就是多联屏的救星 PC/ABS-MD10，功不可没：
▪ 外观好，可喷漆性较好；
▪ 韧性好，显示屏框架结构背后有许多卡扣；
▪ 刚性好，部分屏幕支架为中空结构；
▪ 还能顺利通过1524h的冷热循环试验不开裂。
综上：
PC/ABS-MD，这款低 CLTE 料，外观好，韧性好，刚性还可根据填充量定制，还能顺便解决开模收缩率低导致的尺寸问题。有点哇塞！
第二款低 CLTE 料：PC/聚酯-MD
再来看看，PC/聚酯-MD 又有何过人之处？
我们发现，PC/聚酯-MD 综合了几者优势的同时，也出现了不少问题：
因，PC 流动性差，遇碱易降解，而滑石粉（Talc）呈碱性（PH=8-10），且PC与聚酯（PBT/PET）容易发生酯交换，出现挤出反应难受控等问题...
所以，在 PC/聚酯体系天然的不稳定性前提下，还想要得到一款高性能的 PC/聚酯-MD，就得对用料配比及工艺提出更高的要求。
那么，市面上，是否有成功案例？
当然有的，
参考锦湖日丽家的 PC/聚酯-MD，性能如下：
可以看到：
较 PC/ABS-MD 而言，PC/聚酯-MD 在刚性、耐热性上更有优势。
▶PC/PBT+MD10，更抗冲击，适用场景有：加油/充电盖板、门把手等。
加油/充电盖板
门把手
▶PC/PET+MD15，韧性刚性胜出一筹，更不易变形，更适用于汽车尾翼、顶装激光雷达罩盖等场景。
升降尾翼
雷达罩盖
可能有人会有疑问，CLTE 值相差不大的这几种料，究竟怎么选？
不着急，已经帮各位打听过了：
在成本上，由于 PC/聚酯体系的不稳定性，所以配方设计过程中的成本，相比 PC/ABS+MD 更高些。
在性能上，PC/聚酯+MD 体系由于聚酯的存在，相比于 PC/ABS+MD 而言，尺寸稳定性更高、喷漆良率更优，且更适合薄壁化设计（同等份数矿物填充，模量更高），中高端配置的车型应用较多。
在加工性上，PC/ABS+MD 颇具优势，但是掌握科学配方及工艺的 PC/聚酯+MD 也不逞多让。
当然，如果以上低 CLTE 料还不够用，还可根据需求开发定制，惊不惊喜。
工艺指导 ：
塑料混圈的最佳加工姿势，新鲜出炉！
最后，最困扰大家的，矿粉填充 PC 合金料的注塑缺陷问题（析出、银丝、料花...），也有解决方案奉上。
缺陷的具体原因及加工指导，还有大尺寸制件浇口注意事项，都给各位客官备好了，请放心取用：
产生缺陷原因
① 矿粉对 PC 的降解
矿物 PH ＞ 8，碱性矿粉对 PC 有较强的的降解，容易产生银丝。
② 相容性差
无机矿物和 PC 合金树脂在高剪切下容易发生分离，产生放射状析出。
③ 酯交换会影响热稳定性
PC 和 PET/PBT 挤出过程中容易发生酯交换反应，难以受控，容易降解产生料花。
加工指导建议
① 模具设计时尽量选择利于充填的侧（方形）浇口,浇口厚度 L ≥ 0.7d（制件厚度），多个浇口要保证流长最小，尽量避免直冲式点浇口设计；
② 矿物与高分子材料的流动性差异，建议浇口处低速成型填充，减少剪切，以避免蛇形纹及矿物析出，成型时尽量采用高模温（≥ 80 ℃）利于矿物的浸润.
③ 酯类物质对水分敏感，因此注塑前需要充分的干燥，有条件可以上除湿干燥机，正常烘料 100-110 ℃ 干燥 6h 以上，控制水分含量在 0.03 % 以内；
④ 在高温下材料极易发生酯交换反应，影响热稳定性及表面，需选择合适吨位机台（建议充填所需胶量占最大熔胶量 30-60 %），也可通过熔胶延迟缩短材料在炮筒中的热滞留时间（滞留时间 ＜ 2 min），做到冷却和熔胶完成同步结束，连续成型；
⑤ 所选机台及模具必须要适配，切勿出现“大马拉小车—大机台小模具”的情况，否则注塑的零件极易产生料花，更不宜在炮筒中过久热停留。
大尺寸浇口注意事项
大尺寸制件侧浇口需注意，
侧浇口设计利于 PC 合金+矿物的充填，降低近浇口剪切，避免银丝及矿物析出，但在浇口设计时应适当增加进胶面积，可设计成扇形或锥形侧浇口，浇口厚度保证 ≥ 0.7 d（制件厚度），厚度过薄虽然便于浇口的修剪，但需要很高的充填速度及压力，会使矿物和树脂基体产生分离，不利于外观表现，会出现近浇口矿物析出明显的缺陷。
...篇幅有限，感兴趣的请私信或留言。
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