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TPEE材料在汽車防塵罩上的應(yīng)用（附性能特點）

發(fā)布時間：2023-07-03 點擊次數(shù)：1895

東莞市戈塑新材料有限公司

中國智造匠心造材（東莞市戈塑新材料有限公司）專注彈性體TPE/TPR/TPU/TPV/TPEE的研發(fā)與生產(chǎn)

，塑造每一顆環(huán)保材料的品質(zhì)與創(chuàng)新

。

工廠地址：東莞市黃江鎮(zhèn)田美南恒昌榮工業(yè)區(qū)

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。永續(xù)發(fā)展

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展

，汽車已經(jīng)成為越來越多人的首選代步工具，汽車工業(yè)特別是新能源汽車獲得了前所未有的大發(fā)展，汽車輕量化和環(huán)保性成為汽車工業(yè)的發(fā)展主題，熱塑性聚酯彈性體（TPEE）便是伴隨著這樣的歷史機(jī)遇應(yīng)運(yùn)而生的，被廣泛地應(yīng)用在汽車零部件的各種密封結(jié)構(gòu)中

，尤其在各種傳動部件的密封中。

在汽車配件中主要有萬向節(jié) ( CVJ ) 防塵罩

、球頭防塵罩

、轉(zhuǎn)向器防塵罩、減震器防塵罩等各種防塵罩

，其中

，以 CVJ 防塵罩要求最高。

圖1 不同形狀CVJ防塵罩產(chǎn)品示例

一

、防塵罩概況

TPEE 應(yīng)用于 CVJ 防塵罩之前

，制造 CVJ 防塵罩的材料主要為氯丁橡膠 ( CＲ) 。由于防塵罩的工作環(huán)境惡劣

，經(jīng)常受到溫度變化

、空氣腐蝕

、雨水侵蝕及其高速旋轉(zhuǎn)的作用

，容易損壞、變質(zhì)

。防塵罩一旦損壞

，灰塵、雨水

、泥沙就有可能進(jìn)入

，嚴(yán)重影響萬向節(jié)的傳動性能，其安裝位置見圖2

。對于 CVJ 防塵罩的性能要求如下:

1) 抗老化能力：因為在室外環(huán)境中使用

，在光照和氧化的作用下

，橡膠化學(xué)結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，導(dǎo)致防塵罩老化

。

2) 低溫性能：在冬季 ( 尤其是北方)

，室外溫度過低，橡膠制品會變脆

，導(dǎo)致彈性和韌性下降

，容易發(fā)生斷裂。

3) 抗疲勞能力：因為萬向節(jié)是工作在非勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)

，所以防塵罩在使用中所抵抗的是周期性交變應(yīng)力

。

4) 耐介質(zhì)性能：防塵罩的重要功能就是防止?jié)櫥瑒┯椭孤?/section>

5) 抗變形能力：在使用過程中，萬向軸會有無規(guī)則的運(yùn)動

，并且內(nèi)部潤滑油會對防塵罩施加一定的壓力

，所以在防塵罩上會突然出現(xiàn)較大的拉壓應(yīng)力。

TPEE 替代橡膠做防塵罩

，不需要經(jīng)過混煉和硫化兩個高能耗工藝過程

，這不僅縮短了 90%的成型周期，大大提高了生產(chǎn)效率

，而且每噸制品可節(jié)約加工用電 1900 kW·h

，加工能耗降低 75%以上。此外

，廢棄的 TPEE 制品即使經(jīng)過 2 次回用

，性能保持率仍超過 90% ，還可以反復(fù)使用

，特別符合節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)

。

以氯丁橡膠制造的 CVJ 防塵罩為例，由于氯丁橡膠的耐曲撓疲勞性較差

，加上在高濕環(huán)境中使用時經(jīng)常發(fā)生破裂

，更換新的護(hù)套不僅費力，而且浪費大

。TPEE 制作的防塵罩的抗老化

、低溫、抗疲勞

、耐介質(zhì)和抗變形性能均很優(yōu)異

，在汽車的使用壽命內(nèi)不需要更換，減少了橡膠固體廢棄物處理

。產(chǎn)品重量比原來橡膠制造的更輕

，幾乎減少了一半，符合汽車輕量化發(fā)展方向

。

由于用 TPEE 材料制作的防塵罩在汽車的使用壽命內(nèi)不需要更換

，國內(nèi)乘用車的CVJ 防塵罩

、轉(zhuǎn)向器防塵罩、球頭防塵罩

、減震器防塵罩多采用 TPEE 材料制作

。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，商用車也逐步開始使用 TPEE 材料制作防塵罩

。

圖2 TPEE在底盤傳動軸防塵罩上的應(yīng)用

二

、針對防塵罩特殊要求的解決方案

熔體增粘技術(shù)

由于防塵罩主要采用吹塑加工工藝，因此對材料的流變特性要求極高

。為滿足吹塑級TPEE材料的高強(qiáng)度且穩(wěn)定熔體強(qiáng)度

，會通給出解決方案：

▲聚合特種樹脂滿足熔體強(qiáng)度穩(wěn)定的要求

▲采用分子偶聯(lián)技術(shù)進(jìn)行熔體增粘

▲采用后縮聚工藝形成均一穩(wěn)定的熔體強(qiáng)度

通過后縮聚、分子偶聯(lián)等增粘技術(shù)

，提高TPEE分子量及分子鏈的支化度

，進(jìn)而滿足吹塑加工工藝，制得的制品內(nèi)外光滑
、壁厚均勻
。

耐油脂技術(shù)

汽車等速萬向節(jié)防塵罩（CVJ 防塵罩）位于汽車驅(qū)動軸的周圍，用于保護(hù)聯(lián)軸器

，是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)球籠護(hù)罩

，用于存放潤滑油酯，并避免灰塵

、水和鹽等進(jìn)入潤滑系統(tǒng)

，是汽車重要配件之一，在運(yùn)轉(zhuǎn)時生熱

，故高溫時需要具有優(yōu)異的耐油脂性能

，會通給出解決方案：

▲利用分子嵌段技術(shù)在TPEE中嵌入耐油高分子

▲利用阻隔技術(shù)，采用特殊助劑

，阻止油品進(jìn)入TPEE中

通過嵌入耐油高分子

、復(fù)合耐油阻劑得到了超高的耐油脂性能，制品在125℃條件下油脂老化336h
，其性能保持率超過90%
，超過國外進(jìn)口同類產(chǎn)品。

潤滑降噪技術(shù)

汽車在運(yùn)轉(zhuǎn)時

，盡可能噪音較小

，這樣人們駕駛體驗感更好

，特別是新能源汽車更是要求低噪音

，這要求轉(zhuǎn)動軸上的防塵罩必須具有降噪功能，會通給出解決方案：

▲調(diào)節(jié)軟段結(jié)構(gòu)和含量使其材料具有優(yōu)異的彈性

，同時具有更優(yōu)異的阻尼性能

，從而達(dá)到降噪的效果

▲采用不同潤滑劑的復(fù)合

，達(dá)到長期降噪的目的

通過以上兩種技術(shù)的融合，達(dá)到了潤滑降噪的目的

。

長期熱老化技術(shù)

汽車可能會在苛刻的條件下使用

，所以汽車防塵罩還要求在苛刻的高低溫條件下正常使用，會通給出解決方案：

▲在分子結(jié)構(gòu)中引入具有高鍵能的高分子

，從而達(dá)到長期耐老化的目的

▲根據(jù)老化降解機(jī)理

，采用復(fù)合穩(wěn)定系統(tǒng)解決長期老化問題

分子中引入高鍵能鍵，同時輔以復(fù)合穩(wěn)定助劑系統(tǒng)

，使得TPEE具有優(yōu)異的長期老化性能：125攝氏度3000h

，機(jī)械性能保持率＞75%。

耐疲勞技術(shù)

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，耐磨彈性佳

，應(yīng)用范圍廣

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