聚碳酸酯的汽车工业领域应用
聚碳酸酯(PC)属于高性能热塑性塑料,常见于对高抗冲击性与出色美学品质(像透明度或者精准控制着色)有要求的应用场景。例如汽车前照灯透镜、防滥用标牌、抗损坏的窗户玻璃与中庭屋顶、工业设备的透明屏蔽、消费电子产品外壳,还有用于薄膜开关等应用、带有装饰性时尚图形的坚韧薄膜等。
在汽车领域之中,PC 大量用于车窗、车身部件以及内部装饰件等部位。而在新能源汽车领域,PC 可用于激光雷达外壳、电池外壳、充电插头、内部结构件等方面。PC 具备轻质、高强度以及耐化学腐蚀等特性,这使其成为新能源汽车的关键材料。万敬新材专注于高品质 PC 材料的生产、研发与销售,目前其产品在汽车领域应用广泛,和国内众多知名车企的一级供应商、二级供应商均保持着紧密的合作关系。
具有光学特性的聚碳酸酯,凭借独特的耐冲击性、耐候性、质量轻、强度高等特点,持续对传统车窗玻璃的地位发起挑战。
相较于传统汽车无机玻璃,聚碳酸酯材料的优势与劣势都较为突出。其优势在于:更加轻量化、可设计性强、韧性更高;借助聚碳酸酯改性技术,能够应用于汽车后三角窗、后风挡玻璃窗、层叠式天窗以及全景天窗等位置。
随着产品性能的提升以及制造工艺的持续完善,塑料车窗朝着模块化方向发展。全景塑料天窗采用模块化设计,集成了刹车指示灯、室内照明灯、线束、天线等,设计自由度大,可充分展现塑料车窗的优势。当然,PC 也存在一定缺陷:
改性聚碳酸酯(改性 PC)由于具备优异的耐热性、耐冲击性、刚性以及良好的加工流动性,在汽车上主要用于汽车内饰和外饰。其中,PC/ABS 合金和 PC/PBT 合金的用途最为广泛。PC/ABS 合金常用于制造汽车仪表板周围部件、防冻板、车门把手、引流板、托架、转向柱护套、装饰板、空调系统配件等汽车零部件。PC/PET 合金可用来制作汽车排气口和牌照套。PC/ABS 合金还能够制作汽车外装件,比如汽车车轮罩、反光镜外壳、尾灯罩等。PC/ABS 具有良好的成型性,可加工汽车大型部件,例如汽车挡泥板。
仪表板若表面光泽度过高,会在挡风玻璃上形成眩光和倒影,严重影响驾驶安全性。一般由低光泽 PC 塑料及其合金制成的汽车内饰件表面光泽度较高,需要通过喷涂或印刷工艺来降低表面光泽度。硬仪表板主要采用 PP、PC、ABS、PC/ABS 等材料一次注塑成型,常用于轻、小型货车、大货车、客车上。软质仪表板由表皮、骨架、缓冲层等构成,多采用 PVC/ABS 或 PVC 表皮 + ABS 或 PP 骨架 + 发泡缓冲层。
一般轿车 A、B、C 柱的装饰立柱多采用 PP 材料,部分高端车型出于更高的安全要求会选用 PC/ABS 材料。
门板饰条、内门拉手及开关控制台等主要选用 PC/ABS、电镀 PC/ABS、耐热 ABS 等。其中,PC/ABS 树脂是车内门把手领域发展最快、应用最广的材料。这款合金兼具 PC 的高强度和 ABS 的易电镀性能,主要分为电镀和喷涂两种类型,经过电镀的 PC + ABS 材料制作的门把手表面更具金属质感,看起来更高档。目前,该材料依旧是国内把手材料的主流。
进气格栅常用材料为 ABS 或者 PC/ABS 合金,这两种材料都具备良好的电镀性能。高光类基材选用耐候性能优异的经特殊设计的高光 ASA、高光 PMMA 合金和高光 PC,搭配高度抛光的高光模具,可在满足耐候、耐刮擦,保证韧性的前提下,实现高光黑亮的炫目效果,十分契合当下对外观、环保和时尚的需求。
外后视镜的镜体主要由壳体、镜面和固定盖板等部分构成。由于后视镜安装在汽车外部,所以后视镜材料的选择需要考虑温度、湿度、强度、冲击以及弯曲性能等要求,而且材料需具备耐老化、耐腐蚀,注塑性能和喷漆性能强等特点,目前多采用耐热 ABS、PC/ABS、ASA、PBT + GF 等材料。
汽车行李支架需要具备足够的承重能力,要求有足够的疲劳强度,现在大多采用 PC/PBT,PC/ASA,PC/ABS,ASA 等材料。
汽车保险杠外壳常用塑料是聚碳酸酯(PC)类,由 PC/PBT 合金和 PC/PET 共混形成的多功能半结晶材料,具有优异的耐化学腐蚀性,因此在接触车用油时能保持较高的稳定性,在很宽的温度范围内能保持极佳的力学性能,尤其是抗冲击性能;具有很强的抗紫外线能力,部件无需喷漆,也无需预处理。用 PC 类材料制作的保险杠不仅具有高强度和刚性,还可以进行焊接。比如标致 405 轿车的保险杠,就是采用 PC 类材料通过反应注塑成型法制成的。
PC/ABS 具有出色的加工性能和机械性能,在汽车尾翼中应用广泛。
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聚碳酸酯在新能源汽车上的应用,除了车灯、车窗和内外饰外,在电池保护外壳和充电桩外壳等方面也有大量应用。
模组外壳塑料朝着轻量化和设计集成化方向发展,这就要求材料具有更优的力学性能,同时也应具备更易于成型为薄壁件的特性。PC/ABS 合金是模组外壳塑料的首选材料之一,其耐热性和耐候性能够满足新能源汽车模组外壳的使用要求。
充电桩基本都安置在室外,需要经受风吹、日晒、雨淋等环境考验,应用在充电桩上的工程塑料必须具有良好的机械性能、环保阻燃性、长期耐候性、良好的绝缘性、耐高低温冲击性、良好的着色性等要求。经阻燃改性后的 PC/ABS、PC/ASA、PC/PBT 能够满足充电桩壳体和枪壳体的选材要求。
随着汽车轻量化成为全球发展趋势,为满足汽车行业不断变化的需求,材料组合将发挥重要作用。通过对聚碳酸酯在汽车领域的创新应用研究,未来汽车有望变得更加美观和智能化。