国内非织造汽车内饰材料的应用研究

国内非织造汽车内饰材料的应用研究

通过对非织造材料在汽车内饰领域中的应用，以及我国汽车工业的现状与发展趋势,探析了我国汽车用非织造材料的应用现状及开发方向。

标签：非织造；内饰材料；发展方向

1 非织造材料在汽车内饰中的应用

1.1 汽车工业是纤维材料潜力巨大的市场

北美和欧洲汽车内饰材料市场将从2003年的170亿美元增加到2008年的220亿美元,主要内饰材料包括座椅、门内饰板、车厢地毯、车顶、仪表板、行李舱盖板以及吸音、隔热、隔振材料。

1.2 非织造材料在汽车中的应用

如今在汽车中应用的基于非织造材料的零件已超过40种,从空气和油的过滤介质到内饰材料等,内饰非织造材料包括声、热绝缘材料、结构件以及装饰件。模压成型的非织造内饰件包括门内饰、行李舱盖板、车顶、车厢衬垫、座椅靠背等。1997年时生产一辆轿车仅需1m2非织造材料,今天则已需20m2非织造材料(折合重量为15～20kg),而且用量还在继续增加。汽车中不同应用部位占用非织造材料的比例(按面积计)分别为:吸音、隔音、隔振衬垫材料17%,地毯43%,车厢衬垫13%,发动机罩衬垫10%,座椅6%,车顶内饰6%,后舱盖板3%,车门内饰1%,其他1%。

汽车用非织造材料可分为模压内饰件(车顶、后舱盖板、车门内饰及头枕、模压地毯),吸音和绝热材料(声、热绝缘材料,蓬松的纤维基衬垫可模压成型)以及复合和叠层材料(高性能纤维、天然纤维非织造片材,玻璃纤维非织造片材及其他)。汽车用非织造材料所用的纤维包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维和天然纤维（如亚麻、大麻、黄麻和剑麻纤维等）。

1.3 汽车用非织造材料品种

针刺非织造材料：针刺地毯,可与基底材料复合、模压成型制成车顶、衣帽架、门内饰等部件、轮罩衬里、行李舱衬垫等。声、热及振动绝缘材料：用密度为50～100kg/m3、面密度为500～1800g/m2的纤网加工成表面带压敏胶的自粘性片材或模压件,可用于车顶衬垫、车门衬垫、地毯下汽车地板用吸音、隔音、隔热、隔振材料。

密度为100～250kg/m3且表面复合装饰面料的具有隔音性能和自支承的模压件,可用于发动机罩,汽车舱室前端、仪表板的绝缘材料以及地板、行李箱、车顶衬垫。

上述两种低密度、中密度非织造绝缘材料过去多用废纤维加酚醛树脂粉末经成网热固化制成,因环保要求,趋向于限制使用酚醛树脂,现已开发出采用废纤维中加入热塑性纤维,经混合、成网、热熔粘合而成,并可进一步模压的工艺。

2 我国汽车工业发展的现状及趋势

我国的汽车工业走过了50年的发展历程。改革开放20余年来,随着中国经济的持续、快速增长,我国的汽车工业实现了跨越式发展。2002年我国正式加入WTO,我国的汽车工业更出现了爆发性发展,汽车生产继续大幅提速发展,汽车产业对我国国民经济增长的贡献明显提高,成为我国工业第五大支柱行业。

当前我国汽车产业呈现日益明显的国际化特征。一是国内汽车市场的国际化,进口汽车的关税壁垒日趋弱化,国内汽车市场更加开放；二是汽车产业的国际化,表现在我国加入WTO以后，当前世界上以“6+3”为主要格局的汽车跨国公司都以直接或间接方式进入我国汽车产业,我国主要的汽车企业也都与国外汽车公司合资合作。

3 我国汽车用非织造材料开发应用现状及趋势

3.1 应用现状

我国汽车内饰件是在改革开放后,国外汽车制造厂在国内设立合资企业并随着零件国产化和中国汽车工业的蓬勃发展而发展起来的。

上世纪80年代中期,上海市纺织科学研究院在“七五”和“八五”国家重点科技

攻关项目中,先后研究开发了汽车内饰用非织造材料,如低密度吸音、隔热、隔振衬垫材料,中、高密度非织造结构内饰件,上述研究项目已应用于生产,产品达到德国大众汽车公司标准。国内的一些汽车内饰件厂也通过引进技术与生产线以及自行开发,生产各类汽车内饰件。

目前我国已形成初具规模的一批重点非织造材料生产企业,可满足汽车整机厂配套所需的各类内饰用非织造材料。但与国外的先进水平相比，我国汽车内饰材料的研究和开发工作存在很大差距。汽车内饰非织造材料的研究与开发力度不够,在环保型材料、轻量化、高强度复合材料、高性能汽车过滤材料以及电动汽车电池隔膜材料等带有前瞻性，并会影响汽车用材料工业未来发展的重大研究课题方面还是空白。

3.2 开发趋势

（1）安全性高的优秀的增强纤维。

天然纤维废料在以焚化方式处理过程中,仅发散出CO2,而在天然纤维生长过程的光合作用中又要吸收CO2,因此天然纤维是一种天然的可每年新生的一种资源；天然纤维密度小,可制成轻质结构材料；在发生碰撞事故中,与玻璃纤维增强塑料件比其模压件不会产生锐利碎片,因而更安全,同时也不像玻璃纤维会引起皮肤及呼吸道过敏反应。

国外汽车内饰材料开发研究方面一个值得注意的趋势是:汽车内饰结构材料重视采用麻类天然纤维。欧洲汽车工业使用的麻类纤维自1996年以来以很高的速率增长,1999到2000年增长了90%,2001年其使用比例达到17%。采用天然纤维的热塑性或热固性模压件已成为欧系轿车的标准配置,每辆轿车所用的天然纤维达5～10kg,作为一种新的加工技术——麻类天然纤维+聚丙烯注射模压技术在未来几年中将呈继续增长的态势。

（2）长的原因在于其可提供生态与经济性更佳以及耐冲击韧性更好的结构件。

由美国Ford公司参加的英国Qinetig2Led公司的生态型汽车用非织造材料研究项目的目标是：开发用于注塑成型内饰件的天然纤维热塑性非织造复合材料技术,以减少汽车工业对不可持续原材料的依赖。

根据欧共体的法规,至2015年汽车必须以95%的可循环使用的材料制造。天

然纤维是一种可以新生的原料，其产品更容易循环使用,且能耗较少、成本较低。Ford公司认为天然纤维相对于合成纤维是更好的吸收能量的材料,可以制造更强韧、受撞击不易碎裂的板材,从而安全性更佳。使用天然纤维复合材料还有利于降低车辆重量,改进车辆的燃油经济性。

3.3 对策

(1)根据生活方式的变化,追求便利性、经济性、明快舒适及多样化的需求,开发具有深度模压成型性、轻量化、薄型化的非织造材料。

(2)满足环境保护的需求,开发以节省能源、资源及具有循环再生使用特性的绿色内饰材料,开发单一材质的非织造内饰材料。

(3)开发轻量化、具有更佳吸音、隔音性能,防沾污、抗菌、消臭、芳香、具有负离子性能的功能性非织造内饰材料。

(4)开发环保型电动汽车高性能电池隔膜材料。从未来环保电动汽车的发展来看,高性能电池隔膜板是汽车用非织造材料最大的潜在市场之一。