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汽车外饰用耐候PC材料的开发与应用

部门 ： 一汽-大众 质量保证 检测中心

报告人： 于慧杰

更新日期 Date 2019.10.10

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产品结构比较复杂，氛围灯灯罩必须是透明的，可选材料有 PMMA,PC

ABS+电镀

透明 PC

新车型的格栅氛围灯

开发背景1

新车型的格栅氛围灯

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重点及难点

材料开发2

• 保持透光率

• 控制黄变

• 耐磨/耐刮

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材料开发2

PC 材料弱点：

• 长时间暴露于紫外光中，会因光氧化反应而发黄，甚至降解、变脆

• PC极性酯基在水含量极小时，便会发生水解, 进一步也会造成PC的黄变，降解

PC光老化初期的弗利斯重排

PC 材料优点：良好的光学性能和热性能，耐弱酸、弱碱，抗冲击，

PC 材料分析

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• 基础树脂PC

• 紫外吸收剂：苯并三唑类

氰基丙烯酸酯类

二苯甲酮类

• 抗氧剂 ：受阻酚类主抗助剂

亚磷酸酯类辅抗助剂

• 加工助剂 ：酯类助剂

原材料 制备方法

• 将材料组分干燥，并充分混合

• 将混合料投入双螺杆挤出机主机桶

• 螺杆直径35mm，长径比L/D＝36

• 主机桶分段控制温度

• 双螺杆转速为300转／分钟，

• 挤出，水冷、造粒得到改性PC产品

• 用上述改性PC料注塑成样板，立即放入玻璃干

燥器中，在室温放置至少 24 小时

• 用改性PC材料注塑成产品，设计了三种配方组合

材料开发2

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试验验证及产品认可3

• 万能试验机：Zwick BT1-FB020TN.D30

• 冲击试验机：ZWICK BPI-5.5STAC.20

• 维卡软化点测定仪： CEAST HDT 3 VICAT

• 光老化试验箱：Atlas Ci4000

• 模拟洗车试验台： Amtec-Kistler laborwaschanlage

• 透光率测定仪： WGT-S

• Haze（雾度）测试设备： X-rite color-eye 7000A

• 铅笔硬度计：QHQ-A型

实验设备/仪器

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试验验证及产品认可3

模拟洗车实验

硬毛刷

喷嘴自来水+硅砂

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试验验证及产品认可3

样条的测试结果

测试项目 测试方法 测试条件

实测值

改性前PC 1＃改性PC 2＃改性PC 3＃改性PC

拉伸强度 DINENISO 527 50mm/min 65 MPa 63 Mpa 62Mpa 60 Mpa

断裂伸长率 DINENISO 527 50mm/min 120% 110% 100% 80%

弯曲强度 DINENISO178 2mm/min 98 Mpa 96 Mpa 95 Mpa 92 Mpa

弯曲模量 DINENISO178 2mm/min 2350Mpa 2350 Mpa 2350Mpa 2300 Mpa

无缺口冲击 DINENISO179 NB NB NB NB

维卡软化点 DINENISO306 5kg，50℃ 145℃ 133℃ 130.1℃ 132.8℃

透光率 ISO13468-2 87-91% 83% 88% 88%

雾度 ASTM D1003 0.8 0.96 1.13 3.07

铅笔硬度 ISO 15184 1H-2H 1H-2H 2H-2.5H 2H-2.5H

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试验验证及产品认可3

材料数据分析

分析上面数据，相比未改性PC，三种改性配方的材料性能如下：

• 机械性能变化不大，从模量看，几乎一致,

• 热性能变化比较明显，维卡软化点降低了12-15℃，但三个配方的维卡很接近；都达到了130℃，

• 从透光率来看， 1＃配方降低比较明显，2＃和3＃略有降低，但下降幅度很小

• 从雾度值看，助剂的加入对雾度值有明显的影响，3＃配方最差

• 从铅笔硬度来看，加入合适的助剂，可以提高改性PC材料的铅笔硬度

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试验验证及产品认可3

样件测试结果

测试项目 测试方法 测试条件 实测值

1＃改性PC 2＃改性PC 3＃改性PC

光老化-干热 PV3929 黑标温度：90±2℃，箱体温度：50±2℃相对湿度：20±10%辐照强度：75W/m2

（300-400nm）

1500h 明显变

黄，光泽降低

1500h 未见明显

变化，3000h 后

轻微变色，透明

度略有下降

1500h 明显

变黄，

光老化-湿热 PV3930 黑标温度：65±2℃，箱体温度：35-45℃相对湿度（干燥阶段）：65±5%

喷淋周期：102:18min

辐照强度：0.5W/m2（340nm）

1600h未见

变化

1600h 未见变化，

3200h 后轻微变

色

1600h未见

变化

模拟洗车实验(耐

刮擦实验)△Haze

DINENISO20566

ASTM D1003

Lichtart:

CIE-C,Messfeld: 18mm,Geometrie：0° / diffus

15.6 15.5 ——

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试验验证及产品认可3

样件实验数据分析

实验 1#样品 2#样品 3#样品

机械性能 ∨ ∨ ∨

热性能 ∨ ∨ ∨

透光率 × ∨ ∨

雾度 ∨ ∨ ×

铅笔硬度 1# ＜ 2# , 3#

PV3929 × ∨ ×

PV3930 ∨ ∨ ∨

△Haze ∨ ∨ —

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试验验证及产品认可3

2# 样件大气曝晒实验结果

2 ＃样品经过两个夏天的曝晒实验，

零件表面未有明显变化，结果合格

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试验验证及产品认可3

产品认可相关实验及应用

密封性实验

振动实验

耐温实验（带载/不带载）

光学测量

。。。。。

BMG认可

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材料的应用前景4

技术优势

• 直接注塑，免喷涂，可简化以往外饰用PC灯具的制作工艺，缩短成型周期

• 降低零件的材料成本和制造成本。

• 为产品设计多样化提供了可能性

应用前景

• 外饰灯具，如结构，造型复杂的氛围灯

• 产品可狭长，但不宜过宽

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谢谢！Thanks