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高性能TPV適用于動態(tài)汽車密封系統(tǒng)

2025China.cn   2009年02月25日

采用特種TPV材料可滿足汽車密封件及密封系統(tǒng)的嚴格要求。在各種TPE材料中以TPV最能夠與EPDMTSR兼容。鑒於傳統(tǒng)型EPDMTSR系統(tǒng)在性能方面有一定的局限,若汽車工業(yè)把新的需求轉(zhuǎn)化為更高效率的革新型密封系統(tǒng),將會增加TPV的使用。

 

熱塑性彈性體(TPE)在各行各業(yè)中扮演著愈來愈重要的角色,尤其是汽車工業(yè)。TPE材料既具有優(yōu)異的彈性橡膠特性(例如在廣闊的溫度范圍內(nèi)的抗壓縮永久變形良好),又適合用於傳統(tǒng)型熱塑性加工,因此正在填補熱塑性塑料和熱固性橡膠(TSR)之間的鴻溝。

 

近年高效部件生產(chǎn)起著愈來愈關鍵的作用,使熱塑性加工技術和機械設備亦應運而生。吹塑、擠塑和注塑領域的進步為部件復雜性、精密設計和系統(tǒng)整合開拓了廣闊的發(fā)展空間,通過單套模塊即可提供多種功能,如采用柔性TPE及剛性熱塑性塑料的結(jié)合。熱塑性機械硬件和高級模具的發(fā)展,結(jié)合新型電腦控制加工,使商業(yè)TPE應用在過去10年中保持兩位數(shù)字的增長。

 

在汽車工業(yè),優(yōu)化的部件功能配合系統(tǒng)的經(jīng)濟效應的改善已成為供應鏈中每個參與者的基本要求,包括原車設備廠商(OEM)以致系統(tǒng)供應商和部件加工商。TPE材料具有極佳的熱塑性加工效果、廣闊的加工范圍以及優(yōu)良的工程特性,使之成為供應鏈中推動技術革新的首選材料。

 

在各類TPE材料中,以熱塑性硫化橡膠(TPV)最重要及最具發(fā)展?jié)摿ΑT谄浠瘜W結(jié)構(gòu)中,全硫化三元乙丙橡膠(EPDM)微粒在生產(chǎn)過程中細致地分布為PP矩陣中,使之在機械特性與熱固性橡膠最為接近。TPV具有許多優(yōu)點,主要包括:在廣闊的溫度?圍內(nèi)具有優(yōu)良的壓縮和壓縮應力松弛,極佳的抗老化性能及良好的抗化學性能。

 

該產(chǎn)品最常用的名稱為熱塑性硫化橡膠(TPV),另外又稱為彈性體合金(EA)、動態(tài)硫化合金(DVA)EPDM-X-PP(PP交聯(lián)EPDM);在日本通常被列為熱塑性聚烯烴(TPO)材料。SantopreneTM 山都平TPV在這一材料系列居領先地位。

 

TPV在汽車密封系統(tǒng)的商機

 

目前,汽車中的密封件仍以TSR為主要材料,每輛車大約采用8~12kg不同類型的密封件型材。其中EPDM是最重要的彈性體,它與不同硬度的TSR材料混合後,可以提供密封系統(tǒng)所需的各種性能。

 

近年汽車工業(yè)對未來密封系統(tǒng)提出了附加要求,從而為工程性TPV作為傳統(tǒng)TSR系統(tǒng)的替代材料提供了大好機會。目前所有汽車制造商均已認識到TPV適合用於密封件中取代TSR的優(yōu)點,并要求供應商以TPV進行有關的設計。

 

由大型TSR密封材料供應商組成的傳統(tǒng)供應鏈正在轉(zhuǎn)變,同時革新系統(tǒng)供應商正重新調(diào)整其業(yè)務以確定作為密封材料供應商的地位。另一趨勢是,大型TSR密封件系統(tǒng)供應商高度肯定其總產(chǎn)品組合里同時包括EPDM基系統(tǒng)和TPV系統(tǒng)的能力。

 

系統(tǒng)供應商網(wǎng)絡目前處於變動的狀態(tài),市場上出現(xiàn)很多并購、合資和新建企業(yè)。

 

TPV的市場滲透情況

 

圖示汽車中不同的密封件系統(tǒng),原則上可分為靜態(tài)密封件和動態(tài)密封件。大部分型材系統(tǒng)均采用擠塑成形,但是,隨著系統(tǒng)設計整合和零部件性能提高,角造型和端蓋等外形較復雜的注塑部件比例亦不斷增加。

 

高性能密封系統(tǒng)的商機

 

ExxonMobil Chemical公司旗下的Advanced Elastomer Systems公司於2002年其TPV基材料已投入汽車密封系統(tǒng)的各種商用領域,新一代的TPV已展示在高難度密封件的應用領域代替TSR的能力。

 

動態(tài)玻璃窗導槽領域以日本最為先進,自1994年以來,St-Gobain/Sekurit等革新歐洲玻璃制造商推動以注塑和機械手擠塑技術制造TPV玻璃密封件。

 

在歐洲、北美和亞洲,車身內(nèi)帶線密封件是TPV的主要應用領域。其中,剛性PP材料作為實心底部(便於裝配)與柔軟低摩擦覆涂的TPV密封唇共擠,或與?用在線植絨或植絨帶結(jié)合,可實現(xiàn)最佳的性能價格比。

 

典型的車身帶線密封件,以滑石粉填充的PP密封,作為剛性部分易於裝配,另柔軟的TPV雙密封唇與材加滑涂料共擠以降低摩擦系數(shù)。

 

TPV必須具備優(yōu)越的長期密封性能,才能打入車身內(nèi)外帶線密封件和門框玻璃窗導槽密封件等應用領域。這些密封件用於半動態(tài)狀態(tài),換言之,車窗關閉時密封唇處於抑制狀態(tài),車窗打開時這抑制狀態(tài)得以釋放直至下一次車窗關閉。

 

對於密封系統(tǒng)而言,主要參數(shù)是密封力隨著時間和溫度的變化以及彈性回復的程度。TPV在改良彈性回復方面已有新的發(fā)展,效果亦令人滿意。

 

TSR型材系統(tǒng)必須重新進行設計以確保實現(xiàn)TPV最佳性能。建議代替材料不要采用1:1(完全相同)設計,以高性能密封材料配上合適的TPV的獨特設計將是成功的關鍵。

 

為確保汽車門上的玻璃窗能夠順滑地上下移動,必須在所有動態(tài)密封唇使用低摩擦涂層,可采用多個不同方案:利用靜電箱應用軸向纖維植絨,噴涂或共擠特種涂泥釉材料。特種涂泥釉材料的開發(fā)顯示,在提供優(yōu)良的耐磨性的同時可以設計最低的摩擦系數(shù)(COF)。

 

結(jié)論

 

在各種TPE材料中以TPV最能夠與EPDMTSR兼容。采用特種TPV材料可滿足汽車密封件及密封系統(tǒng)的嚴格要求。鑒於傳統(tǒng)型EPDMTSR系統(tǒng)在性能方面有一定的局限,若汽車工業(yè)把新的需求轉(zhuǎn)化為更高效率的革新型密封系統(tǒng),將會增加TPV的使用,而新型TPV產(chǎn)品配合優(yōu)化及合適的設計則是成功的關鍵。

 

隨著密封系統(tǒng)供應鏈的快速變化,新產(chǎn)品、產(chǎn)品應用和設計等方面將獲得領先TPV供應商的支持。Advanced Elastomer Systems公司已建立全球性專業(yè)化密封件的服務隊伍,力求在汽車密封的應用領域加快轉(zhuǎn)向TPV材料,幫助業(yè)界借著應用而獲得更大的效益。

 

 

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