高分子材料在车灯上的应用

高分子材料在车灯上的应用

魏朝巧 齐化杰

曼德电子电器有限公司保定光电分公司

河北省保定市 071000

廊坊市飞泽复合材料科技有限公司 廊坊市 065000

摘要：随着现代汽车工业的快速发展，汽车不仅满足了人们日常出行的需要，也体现了人们的生活品味。车灯作为汽车的重要部件之一，不仅体现了汽车的美观，而且影响着汽车的环保、技术和轻量化。车灯是汽车的灵魂，不仅受到开发商的重视，也越来越受到消费者的关注。车灯暴露在外的车辆，安全、可靠是其基本要求，由于内部光源和外部环境的影响，车灯材料需要具有良好的耐候性、耐高温性、耐腐蚀性、保温性好等特点。高分子材料具有重量轻、可塑性强、机械性能好、耐冲击等特点，满足了汽车灯具对材料的要求。因此，高分子材料在汽车灯具领域得到了广泛的应用。

关键词：高分子材料；聚碳酸酯；车灯；应用

1、车灯领域中实用的材料

整个车灯内部涉及到众多材料，主要有聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、高耐热聚碳酸酯（PC-HT）、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物（PC+ABS）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、团状模塑料（BMC）等，见表1。

2 常用材料应用及特性

2.1 聚碳酸酯（PC）

聚碳酸酯材料具有透明度高、耐高温、温度范围宽、稳定性高、不易变形等突出优点。在使用车灯时会出现发热现象，导致车灯温度过高，这就要求车灯的材料能够承受一定的温度范围。目前，聚碳酸酯材料被用作大灯和雾灯。在驾驶过程中，前照灯和雾灯经常被长时间使用。例如，当雾长时间不能消散时，需要长时间打开雾灯。这样长时间的使用对车灯的透光性和耐热性有很高的要求。目前，聚碳酸酯在车灯上的应用已经占到塑料材料的50%左右，是主要的塑料材料。PC作为大灯尤其是大灯灯罩的主要材料，具有工艺复杂、成本高、易老化等缺点，改性聚碳酸酯是目前的研究重点。在碳氢链中加入硅，提高了聚碳酸酯的耐老化、耐紫外线、流动性等性能，简化了生产过程，不需要复杂的涂覆工艺，降低了整个灯的起雾老化几率。

2.2 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）

PMMA，又称亚克力，是一种无定形、高透明的热塑性材料，广泛应用于汽车灯，尤其是与汽车尾灯和环境灯结合使用。PMMA具有透光率90%以上，折射率1.492的光学特性，耐候性好，表面硬度高，尾灯掩膜厚，光学导电性好等理想材料。PMMA具有高的散射特性，易于实现均匀的照明效果。它是尾灯应用中最重要的材料之一。耐热聚甲基丙烯酸甲酯具有很高的透光率和耐热性能，是车灯厚壁透镜的理想材料。高光黑色PMMA不仅能突出车灯其他部分的特点，还能体现整个灯具的重量和质感，是车灯内部装饰的理想材料之一。高透光率聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）由于其透光率接近极限的特性，主要应用于光电导部件和透镜部件。

2.3 聚酯（PBT/PET）

PBT和PET是一种主链上含有酯基的线性热塑型饱和聚酯，具有耐热高、可塑性强和成本低等特点，是装饰件应用的主要材料之一。PBT/PET加工稳定性比较优良，有较好的耐水解性能、良好的流动性和优良的耐热性能，是高温PC、高温PMMA的替代品。由于具有摩擦系数较小、优良的自润滑性能，制备的产品表面光泽性比较高。通常成型之后的产品需要经过真空镀铝、镀镍等技术的金属化处理。

2.4 长玻纤增强聚丙烯

在车用玻璃纤维增强塑料中，长玻纤增强聚丙烯 (Long Glass Fiber ReinforcedPolypropylene.简称 LGFPP)是倍受人们关注的品种之一。作为汽车模块载体材料，该材料不仅能有效地提高制品的刚性、抗冲击强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性，而且可以做出复杂的汽车模块制品。由于强度的要求，以往的模块载体通常由以聚丙烯为基材的玻璃纤维毡增强热塑性塑料(GMT)或金属板材经冲压制得。由于采用压制成型，很难对多种零件进行集成。而为了提高刚性和强度以及为了得到薄的成型厚度，还需要使用加强筋。此外，还需要通过其他步骤来去除成型零件的飞边和毛刺。上述所有因素都制约了汽车模块制品重量和成本的降低。由于金属不适合成型复杂的形状，限制了它在很多零件中的应用，这也阻碍了成本的下降。与此相反，采用长玻纤增强塑料注射成型则可以克服上述诸多弊病。然而，玻璃纤维在注射成型的过程中可能被损坏而得不到所需的强度。

3、车灯领域中材料应用的发展

3.1 绿色化

人们的环保意识逐渐加强，对健康更加重视，所以，绿色环保的高分子材料在车灯领域所占的比重会逐渐加大。可重复利用、可降解、无污染的高分子材料既能降低整灯的生产成本，也不会对环境产生破坏性影响，有利于提升整车的环保性能和附加值。

3.2 高功能化

汽车安全是当前汽车发展遇到的一个重要问题。车灯作为外部零部件，有效增强整车安全性能是研发者关注的重点之一。高分子材料的高功能化为车灯的安全提供了发展思路和可能性。

3.3 智能化

车灯的未来发展趋势是智能化，交互式尾灯、OLED尾灯、投影式前照灯等是当前的发展重点。未来随着高分子材料的智能化发展，如具有记忆功能的高分子材料、水溶性高分子材料、自发光高分子材料等，为车灯的智能化提供了更加广阔的发展空间和发展思路，创造了无限的可能。

结语：随着汽车工业的发展和人民生活水平的提高，汽车的销量和使用量大大增加，给环境带来了很大的压力。虽然我国大力发展电动汽车以取代传统汽车，但技术还不够成熟，所以汽车的能源消耗是一个迫切需要解决的问题。使用可回收的材料制作汽车灯，不仅可以降低能源消耗，还可以减少环境污染。。

参考文献：

[1]陈晓坤,唐怡潇,王秋红,等.聚甲基丙烯酸甲酯板材燃烧性能分析研究[J].消防科学与技术,2019.

[2]袁新强,邓志峰,郝晓丽,etal.不饱和聚酯/PMMA复合材料制备与性能[J].塑料工业,2019,047(006):127-131.

[3]江苏泛亚微透科技股份有限公司.车灯用PVDF静电纺纤维膜复合无纺布的防水透气材料：CN201810889541.2[P].2018－12－25.

[4]宁波捷傲创益新材料有限公司.一种防雾材料及其制备方法与应用：CN201811096668.5[P].2019－02－15.