返回顶部
返回首页
返回首页
欢迎访问  中国化工网   | 今天是   
中国化工网全新改版进行中! 我的订单 | 会员中心 | [ 登录 ] | [ 注册 ]
环氧树脂价格大幅波动,聚氨酯用于工业轮胎 最大限度降低磨损和扎破的成本,浅谈汽车车身材料轻量化及涂装技术对策,中国化工网,okmart.com
home 您现在的位置: 首页 >化工原料>技术中心 > 详细信息
环氧树脂价格大幅波动,聚氨酯用于工业轮胎 最大限度降低磨损和扎破的成本,浅谈汽车车身材料轻量化及涂装技术对策
2019年04月30日    阅读量:449    新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

上周,环氧树脂市场行情大幅波动,国内化工市场受天嘉宜事件影响,在江苏乃至全国范围内均展开危化品集中整治行动,其中江苏地区环氧氯丙烷装置也处于整顿行列当中,目前处于停产或降负整顿阶段,江苏地区环氧氯丙烷生产企业主要有江苏海兴、江苏扬农、益海嘉里,合计产能在32.5万吨,占总产能的24.87%。此次停车是在山东海力停车后的一次集中停车,对贸易商及下游用户造成一定的恐慌。


黄山地区徽州园区树脂装置大多开工负荷提升,江苏地区部分液体环氧树脂工厂停车或降低开工负荷,市场现货供应正常,后续江苏地区大厂开工有继续受限可能中国化工网okmart.com


在混凝土和集料的回收现场,人们把混凝土和沥青粉碎来生产再生集料,这些集料在建筑行业重新作为路基或建筑地基的基材。为了保持正常的运行,现场的管理人员把大块锯齿状的破损人行道、道路或建材(可能含有钢筋),用装载机推到粉碎流水线,以减小其尺寸。

尽管重型设备所用的工程轮胎都是专为恶劣环境而设计的,但是损坏的风险依然很高。最常见的故障点之一就是轮胎的胎侧。如果没有外加的保护,碎石中凹凸不齐的边缘和钢筋,使得装载机的工程轮胎面临胎侧扎破和磨损的严重风险,尤其是最靠近无数尖锐、磨损物体的前轮胎。


Argonics 公司的总部设在密歇根州,专门致力于高性能的聚氨酯弹性体,它是抗冲、耐磨和可定制聚氨酯产品的最大生产商之一。该公司已经开发出一种新型的工程轮胎胎侧保护装置。该公司的胎侧保护装置设计用于阻止装载机胎侧的扎破和磨损,同时显著延长轮胎的寿命,从而保证了集料回收操作的可靠运行。并且,它使用一种被称为 Kryptane 的专用聚氨酯配方,该配方是专为涉及磨损、滑动或冲击等极端条件而设计的。


该解决方案专为集料回收现场的重型设备而设计。操作人员只需简单地用螺栓固定聚氨酯胎侧防护罩,就能防止胎侧在运行过程中被扎破。


在2011年,阿尔伯塔大学机械工程系对卡车工程轮胎故障检测进行了研究,确定了轮胎故障的五个故障区域:轮胎的胎面、胎肩、胎侧、胎圈和内衬。该研究引用了加拿大Syncrude有限公司的研究,该研究调查了2005年 - 2010年工程轮胎故障的原因。胎侧割破约占所有故障的18 %,胎侧分离占10 %,胎侧冲击超过5 %。


当装载机的胎侧损坏时,经常是由扎破造成的,车辆无法安全操作,而且更换工程轮胎的费用昂贵。例如,Caterpillar  980 型轮式装载机工程轮胎的价格可能高达 6000 美元或更多。修补损坏的胎侧需要花费宝贵的时间将轮胎送出去修补,而且修补可能不成功。因此,集料回收的经营者面临着装载机被迫停机、昂贵的轮胎更换以及产量下降,甚至大量的运行停机时间。


由于这些原因,聚氨酯已经应用于北美的矿山采矿、大型工程和集料回收现场。根据 Argonics公司的说法,把聚氨酯的特殊性能用于工程轮胎胎侧保护的想法来自Perry Fall,他是Argonics 加拿大经销商拉夫工业公司的区域经理。他认为 Argonics 在高性能聚氨酯弹性体方面的专业知识非常适合工程机械的应用,并提出了初步设计。


胎侧保护装置包括八个整体部分,连同一个特殊设计的环,使用32个螺栓固定到车轮上。一旦合格人员安装完特殊的轮缘,整个胎侧保护装置可在大约15分钟内安装完毕。

这种设计的好处是,如果有损坏部分,它可以很容易地只更换保护装置的损坏部分,而不是整个。实际上,除了在使用15 - 20小时后重新拧紧螺栓之外,无需任何维护 --- 就像在汽车上安装新轮胎一样。


在加拿大多伦多和得克萨斯州达拉斯的集料回收现场,这种聚氨酯基的胎侧保护装置已经进行了测试。它已经安装在Caterpillar 980型装载机的前轮胎上。

“胎侧保护装置表现非常好,”Perry Fall说。"自从安装保护装置以来,我们就再也没有轮胎扎破或胎侧问题。"


Argonics 的国际销售和营销总监Bob Welker认为,“我们已经能够在扩展测试的基础上改进胎侧保护装置的设计。实际上,只需要做一些小的变更,比如增加螺栓的尺寸。"根据Welker的说法,正在申请专利的聚氨酯胎侧保护装置已经是第四代了。目前,该设计是基于Caterpillar 980型装载机使用的25"轮直径。接下来,该公司正在计划生产 33"和45"轮直径的胎侧保护装置。


1 概述

由于环保和节能的需要,汽车轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。汽车轻量化就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。研究表明:

1) 汽车质量每减少100kg,可节省燃油0.3~0.5L/(100km);

2) 减少CO2排放8~11g/ (100km);

3) 加速能提升8%~10%;

4) 制动距离缩短2~7m。


汽车车身轻量化是汽车轻量化的重要环节,汽车车身轻量化途径如下:

1) 轻量化材料应用:高强度钢、铝合金、非金属材料等;

2) 优化结构设计:CAE/CAM/CAD一体化设计、模块化设计等;

3) 先进工艺应用:热成型、液压成型、激光焊接、滚压成型等。

其中轻量化材料的应用是目前汽车车身轻量化发展的主要方向。越来越多的车企都在积极研究使用轻量化材料来使汽车轻量化。 


2 轻量化材料应用

2.1 塑料件的应用

塑料件在汽车上的应用历史已达50年。塑料件早已成为汽车车身的重要组成部分,其原材料技术、成型技术早已非常成熟。为了减少喷漆很多塑料材料厂已开始开发带颜色的塑料件。

2.2 高强钢的应用

与普通强度钢材相比,高强钢具有更高的屈服强度和抗拉强度,因此,采用高强钢替代普通钢可以减小截面尺寸,节约钢材用量,从而减轻车身重量。早在2007年欧洲白车身会议资料显示,国外汽车高强钢已得到广泛而普遍的使用,举例[1]如下表1: 

环氧树脂价格大幅波动,聚氨酯用于工业轮胎 最大限度降低磨损和扎破的成本,浅谈汽车车身材料轻量化及涂装技术对策 中国化工网,okmart.com

表1 国外汽车高强钢的应用实例


近几年来国内自主品牌汽车车身也普遍采用了高强钢,举例如下:

环氧树脂价格大幅波动,聚氨酯用于工业轮胎 最大限度降低磨损和扎破的成本,浅谈汽车车身材料轻量化及涂装技术对策 中国化工网,okmart.com

表2 国内汽车高强钢的应用实例


2.3 铝合金的应用

铝合金是汽车车身重要的轻量化材料,其强度高且质量轻,比重是钢铁的1/3,耐腐蚀性优越,经久耐用,更安全。铝合金早已广泛应用于汽车发动机系统、传动系统、行走系统、铝合金轮毂等零部件。国外各知名车企也都在纷纷研究、使用铝合金来做汽车车身,但目前铝合金还仅仅只用在豪华跑车和轿车车身上,其标志性实例如下表3:

环氧树脂价格大幅波动,聚氨酯用于工业轮胎 最大限度降低磨损和扎破的成本,浅谈汽车车身材料轻量化及涂装技术对策 中国化工网,okmart.com

环氧树脂价格大幅波动,聚氨酯用于工业轮胎 最大限度降低磨损和扎破的成本,浅谈汽车车身材料轻量化及涂装技术对策 中国化工网,okmart.com

环氧树脂价格大幅波动,聚氨酯用于工业轮胎 最大限度降低磨损和扎破的成本,浅谈汽车车身材料轻量化及涂装技术对策 中国化工网,okmart.com

表3 国外汽车铝合金的应用实例



其中最早大批量生产铝车身的是奥迪,第二是捷豹。在2015年捷豹XF换代后其旗下所有车身都是铝车身。目前车身使用铝合金的还有宝马5系长轴版,沃尔沃S90,雷克萨斯GS,英菲尼迪Q70L,奥迪A2、A3、A6、Q3等,BMW Z8、7系列,Volvo S80,Damler Clysler的S Klasse coupe、CLK、 E Klasse、Opel Vectra,Peugeot 307、607、Renault Laguna,Citroen C5等。


我国自主品牌汽车起步较晚,汽车车身铝合金使用才刚刚开始,并仅仅用作于一些结构简单的零件或简单的车型,见表4:

环氧树脂价格大幅波动,聚氨酯用于工业轮胎 最大限度降低磨损和扎破的成本,浅谈汽车车身材料轻量化及涂装技术对策 中国化工网,okmart.com

表4 国内汽车铝合金的应用实例


2.4 碳纤维增强复合材料(CRRP)

碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4。碳纤维树脂复合材料(CFRP)抗拉强度一般都在3500MPa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000MPa,也比钢的高。因此CFRP的应用也成了汽车轻量化的主要方向之一。

交通  旅游  汽车开动分割线

2000年后兰博基里、法拉利、柯尼塞格等豪华跑车相继在车身或其零部件中使用了CFRP;2013年日本大阪车展上推出了一款“86 TRD Griffon concept”的概念车,该车身大量采用CFRP,包括前后包围、宽体、车门、车顶等处都由CFRP制成;随后宝马、奥迪在车身上开始大量使用CFRP,如下表5:

环氧树脂价格大幅波动,聚氨酯用于工业轮胎 最大限度降低磨损和扎破的成本,浅谈汽车车身材料轻量化及涂装技术对策 中国化工网,okmart.com

表5 国外汽车碳纤维增强复合材料的应用实例


而国内汽车车身CFRP应用还处于研究和设计阶段。


3 涂装技术对策

高强钢的应用对现代涂装技术影响不大。作为车身附件的塑料件及玻璃钢件涂装技术已经非常成熟。但铝合金、CFRP、塑料、玻璃钢材料等在车身上的使用对涂装材料、工艺、设备等的要求发生了很大变化。

3.1 涂装材料变化

由于普通钢板、镀锌板与铝合金化学性质及表面状态不一样,其前处理的技术也不尽相同。目前用于铝合金及传统钢板处理的前处理材料主要有改进的传统磷化液、Henkel公司的锆盐系材料和Chemetall公司的硅烷系材料。虽然我们已经拥有了成熟的适应铝合金车身的前处理材料、工艺及配套的设备,但是对于全铝车身或全钢车身或钢铝混合车身单线或共线进行前处理时其前处理技术还是需要根据其钢铝混合比的不同来做相应的配方和工艺调整的。据悉,为了解决钢铝混合车身的前处理问题,Henkel公司研究出在传统生产线上采用两步式磷酸盐处理金属预处理工艺。即第一步:采用磷酸锌对金属进行处理;第二步:在钝化工序对铝合金材料进行处理。另外目前国内很多主机厂已经成立了钢铝混合车身前处理技术的相关课题组并展开了研究。


新的前处理技术在金属表面形成的前处理膜特性和传统的磷化处理的是不一样的,主要是锆化膜、硅烷膜都很薄(磷化摸的1/20),相对于磷化膜的电阻较低,若使用传统电泳漆则在相同工艺条件下车身内腔达到膜厚要求时外板电泳漆膜厚度会超过工艺要求,从而引起成本上升。因此对于锆盐和硅烷处理工艺一般都选用高泳透力的薄膜电泳漆。但薄膜电泳工艺的漆膜表面质量将更难控制。

简约几何图形分割线

传统的适用于钢板和塑料件的专用底漆不完全适用于CFRP,根据CFRP工件表面特性,采用专用底漆可以起到适当封闭底材缺陷,提高整体涂层丰满度、隔离性和耐久性的作用[2]。

3.2 涂装工艺变化

CFRP的烘烤温度不能超过120℃,因此该材料车身的涂装工艺要设计时要特别注意,要么使用低温烘烤材料,要么金属部分和CFRP部分分别涂装然后再装配。轻量化将使多种轻量化材料包括高强钢、铝合金、塑料、玻璃钢集于一台车身上,因此开发适应于这种车身的低成本高性能的低温漆势在必行。

大树分割线

汽车轻量化必然是由多种轻量化材料替代钢材而形成多底材的车身,由于各底材材料的物理性能和热稳定性不一样致使对涂装影响很大,如涂装烘烤过程中会发生不同的变形[3],在涂装工艺设计中需要充分考虑烘烤温度、工装、容器对其变形的影响。


CFRP、塑料的前处理包括表面的除油处理,即清洗表面的油污和脱模剂,以及表面的活化处理。而对于CFRP由于其表面粗糙,在喷漆之前还需加强对其表面进行打磨处理。

简约阴影分割线

和传统磷化相比铝合金表面前处理的工艺流程也发生了相应的变化。铝合金车身的锆盐或硅烷前处理不需表调工序,可以减少电泳前的水洗工序,从而缩短生产线的长度。另外铝合金车身的锆盐或硅烷处理可在常温下进行。


轻量化材料必然引起涂装工艺变化,同时也会带来设备上变化。因此在设备设计和选型时也要充分考虑设备的适应性和科学性。 

4 结语

目前还在不断开发新型的汽车车身轻量化材料,如镁合金已经在汽车零部件的到了很好地应用,将来势必也会用在车身上等,涂装技术也应顺势而为,开发出适应不断出现的新材料的涂装材料和工艺技术;同时适用于多种轻量化底材的车身涂料及其大规模连续生产的涂装工艺还不成熟,还需要继续不断的探索和研究。 


标签:行业资讯原料动态化工商道市场评论技术中心精细化学品化工原料化学试剂石油化工
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中国化工网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571
相关文章HOT
今日头条Show更多
    热点排行Hot
      中国化工网手机站MOBILE
      扫描二维码,获取手机版最新资讯 公众号:中国化工网 您还可以直接微信扫描打开
      全站地图

      深圳网络警察报警平台 深圳网络警
      察报警平台

      公共信息安全网络监察 公共信息安
      全网络监察

      经营性网站备案信息 经营性网站
      备案信息

      中国互联网举报中心 中国互联网
      举报中心

      中国文明网传播文明 中国文明网
      传播文明

      深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
      电子标识