Новости

Предполагается, что элементы интерьера автомобиля будут сохранять свой первоначальный внешний вид на протяжении всего процесса формовки, сборки, транспортировки, ежедневного контакта, чистки и многолетней эксплуатации.

Таким образом, для компаундов PP и TPO видимые царапины могут стать серьезной проблемой при разработке материалов.

Дверные панели, центральные консоли, стойки, обивка сидений и другие компоненты могут соприкасаться с ключами, багажом, обувью, инструментами и соседними деталями. На черных или темных текстурированных поверхностях даже относительно незначительные повреждения могут стать заметны в виде светлых пятен.

Для производителей компаундов и автомобильных компонентов цель состоит не просто в том, чтобы сделать поверхность более скользкой.

Настоящая задача состоит в том, чтобы уменьшить видимое побеление от царапин и сохранить внешний вид после старения, не ухудшая при этом свойства литья, механические характеристики или другие требования автомобильной промышленности.

Специализированные антицарапающие мастербатчи на основе силикона для полипропилена/термополиэтилена представляют собой один из подходов к решению этой проблемы.

Почему автомобильный полипропилен/термополиэтилен (PP/TPO) демонстрирует видимое отбеливание царапин

Полипропилен (PP) и термопластичный полиолефин (TPO) обладают полезным сочетанием низкой плотности, ударопрочности, гибкости обработки и экономичности, поэтому они широко используются в автомобильных интерьерах.

Однако внешний вид этих материалов может измениться, если более твердый предмет деформирует поверхность.

В процессе царапания материал может смещаться, а микроструктура поверхности может изменяться. Это влияет на отражение и рассеяние света.

Поэтому на темном внутреннем компоненте поврежденный участок может выглядеть светлее, чем окружающая поверхность.

Для клиента видимое осветление царапины может быть важнее, чем её фактическая глубина.

По этой причине при разработке автомобильных защитных покрытий от царапин часто уделяется внимание не только физическим повреждениям поверхности, но и изменению внешнего вида.

Почему цвет и текстура древесины так важны

Результат царапины, полученный на гладкой пластине натурального цвета, не обязательно предсказывает внешний вид дверной панели с черной текстурой.

Внутренние поверхности автомобилей намеренно текстурируются для контроля блеска и создания желаемого визуального и тактильного эффекта.

Когда стилус проходит по зернистости, локальное контактное давление изменяется в зависимости от геометрии поверхности. Направление царапины относительно текстуры также может влиять на видимый результат.

Цвет добавляет еще одну переменную.

На черных, угольно-черных и темно-серых поверхностях царапины могут быть особенно заметны, поскольку контраст между поврежденным и неповрежденным участком выше.

Именно поэтому при проведении качественной оценки устойчивости к царапинам следует по возможности использовать цвета и текстуру, максимально приближенные к реальным производственным характеристикам.

Что показывает ΔL?

ΔL обычно используется для описания изменения яркости после нанесения царапин.

В случае темной автомобильной поверхности большее положительное изменение яркости может соответствовать более заметному осветлению.

Таким образом, меньшее значение ΔL обычно указывает на меньшее видимое изменение в заданных условиях испытаний.

Однако ΔL не является универсальной материальной константой.

Это может изменяться в зависимости от состава ПП/ТПО, содержания наполнителя, системы пигментов, структуры поверхности, дозировки добавок, нагрузки при царапании, геометрии стилуса, а также истории обработки и старения.

Это означает, что два заявления поставщика нельзя сравнивать просто потому, что в обоих указано значение ΔL.

Состав и условия испытаний должны быть сопоставимы.

Результат, например,ΔL ниже 1,5Имеет смысл только тогда, когда четко определены метод испытаний и условия использования материалов.

Почему трение важно для характеристик автомобиля при царапинах

Когда твердый объект перемещается по поверхности полимера, на деформацию влияют как нормальные, так и касательные силы.

Повышенное трение может увеличить тангенциальную силу, действующую на поверхность, и способствовать большему смещению материала или побелению.

Таким образом, снижение трения может помочь улучшить внешний вид царапин в некоторых составах PP/TPO.

Но трение — это лишь часть общего процесса.

На жесткость полимера, содержание эластомера, количество наполнителя, пигмент, структуру, твердость поверхности и старение также влияют эти факторы.

Поэтому материал с низким коэффициентом трения следует проверять с помощью требуемого метода испытания на царапание в автомобильной промышленности, а не только по коэффициенту трения.

Роль наполнителей в поведении полипропилена/термополиэтилена при царапании

Тальк и другие минеральные наполнители широко используются в автомобильных полипропиленовых компаундах для повышения жесткости и стабильности размеров.

В то же время размер, распределение, ориентация наполнителя и взаимодействие полимера с наполнителем могут влиять на поведение поверхности.

Состав с плохой дисперсией или неподходящим балансом между матрицей и наполнителем может демонстрировать более заметные повреждения, даже если его основные механические свойства приемлемы.

Именно поэтому антицарапающую добавку следует оценивать в готовом производственном компаунде, а не в ненаполненной эталонной полипропиленовой смоле.

Распространенные способы повышения устойчивости автомобилей к царапинам

Изменение содержания базового полимера или эластомера может повлиять на деформацию поверхности, а также на жесткость, усадку и ударопрочность.

Изменение типа или количества наполнителя может открыть другой путь, хотя это снова повлияет на общий баланс состава.

Структура поверхности может влиять на видимость царапин, но изменение текстуры пресс-формы не всегда целесообразно после начала разработки детали.

Покраска или нанесение покрытия могут обеспечить надежную защиту поверхности, но увеличивают количество технологических этапов и стоимость.

Традиционные смазочные материалы могут снижать трение, но при этом необходимо учитывать возможность их миграции в долгосрочной перспективе и изменения характеристик поверхности.

Таким образом, для формованных цветных полипропиленовых/термополиэтиленовых композитов (ПП/ТПО) существует еще один способ: модификация поверхностного трения внутри состава при сохранении традиционных процессов компаундирования и формования.

Почему важна специальная мастербатч-смесь для ПП/ТПО

Силиконовая мастербатча, разработанная для конструкционных пластиков, таких как ПК/АБС, не должна автоматически переноситься в ПП или ТПО.

Совместимость с носителем влияет на то, как добавка диспергируется и как ведет себя силиконовая фаза в процессе компаундирования, формования и на конечной поверхности.

В случае ПП/ТПО специальный совместимый носитель помогает более равномерно ввести активный силиконовый компонент в смоляную систему.

Это важно не только для начальных характеристик царапин, но и для стабильности процесса обработки и долговременной однородности поверхности.

SILIKE — долговечные решения для защиты от царапин в автомобильных салонах из PPTPO.

SILIKE разрабатывает специализированныеМастербатчи на основе силикона, предотвращающие появление царапин, для автомобильных полипропиленовых и термопластичных полиолефиновых компаундов.

Он Мастербатч с защитой от царапинрядПредназначен для применений, где важны внешний вид при царапинах, трение поверхности и сохранение внешнего вида в течение длительного времени.

В отдельных составах PP/TPO эти материалы были оценены на предмет их способности уменьшать видимое побеление от царапин и сохранять незначительное изменение цвета в условиях автомобильных испытаний на царапины.

Внутренние оценки SILIKE позволили достичьΔL ниже 1,5 в отдельных рецептурахвключая тестирование, основанное на признанных автомобильных методах, таких какPV3952 и GMW14688.

Эти результаты не следует интерпретировать как универсальную спецификацию для каждого соединения PP/TPO.

Конечное значение зависит от смолы, наполнителя, пигмента, зерна, дозировки, испытательной нагрузки и условий обработки.

Поэтому наиболее целесообразным способом применения данных внутренних испытаний является использование их в качестве эталонного образца перед подтверждением фактического состава, производимого заказчиком.

Почему долгосрочное старение имеет значение

Салоны автомобилей функционируют в условиях, существенно отличающихся от условий, в которых находится свежеотлитая лабораторная пластина.

Температура в салоне может повышаться, некоторые детали могут подвергаться многократному воздействию ультрафиолетового излучения, а поверхности могут нуждаться в многократной очистке в течение всего срока службы.

Таким образом, систему защиты от царапин необходимо оценивать не только непосредственно после формования, но и после соответствующих условий старения.

Это особенно важно при сравнении высокомолекулярных силиконовых систем с низкомолекулярными смазочными материалами.

Если поверхностно-активный компонент со временем значительно перемещается, это может привести к изменению трения, блеска или внешнего вида поверхности.

Использование высокомолекулярной силиконовой мастербатчи обеспечивает более стабильный способ получения рецептуры, однако эксплуатационные характеристики в процессе старения все равно следует проверять в конечной рецептуре ПП/ТПО.

Некоторые системы защиты от царапин SILIKE PP/TPO сохранили эффективные показатели устойчивости к царапинам после длительного старения и воздействия атмосферных условий в ходе внутренних испытаний.

Типичные варианты применения в автомобильных интерьерах

Для отделки ряда внутренних деталей может потребоваться использование износостойких полипропиленовых/термополиэтиленовых компаундов.

Дверные панели подвергаются контакту с пассажирами, одеждой, сумками и обувью. Центральная консоль может многократно соприкасаться с ключами, телефонами и личными вещами. Отделка стоек может быть повреждена во время сборки или эксплуатации, а элементы обивки сидений постоянно подвергаются трению от одежды.

Во всех этих случаях действует один и тот же принцип: конечный цвет и структура древесины.

Композит, хорошо работающий на гладкой зубной налете, все равно должен быть протестирован на формованной поверхности, репрезентативной для коммерческого компонента.

Как разработать эффективный тест на защиту от царапин

Первое требование — определить фактические технические характеристики автомобиля.

Перед сравнением добавок группа разработчиков должна определить метод испытаний, геометрию щупа или контакта, нагрузку при царапании, требования к визуальному осмотру или изменению длины (ΔL), процедуру подготовки и требования к старению.

В ходе испытаний следует максимально точно использовать рецептуру, полученную в результате производства.

Фактический сорт полипропилена, эластомер, тальк или минеральный наполнитель, пигмент, стабилизаторы и другие смазывающие вещества — все это может влиять на результат.

Как правило, следует оценить несколько уровней добавки, поскольку эффективность не всегда улучшается пропорционально дозировке.

Оптимальная рецептура — это та, которая обеспечивает требуемый внешний вид царапин при сохранении технологических, механических свойств и целевых показателей стоимости.

В процессе компаундирования и формования следует контролировать технологические характеристики, а появление царапин необходимо измерять до и после соответствующего старения.

Это особенно важно для автомобильных материалов, поскольку наилучший начальный результат не обязательно является наиболее стабильным с течением времени.

Распространенные ошибки при оценке

Одна из наиболее распространенных ошибок — сравнение значений ΔL, полученных в разных условиях.

Низкое значение, полученное для одной рецептуры, нельзя напрямую сравнивать с другой, если полимер, наполнитель, цвет, текстура и метод тестирования не эквивалентны.

Ещё одна распространённая ошибка — тестирование только гладких образцов. Производственная зернистость может существенно изменить поведение при царапании.

Проведение испытаний только сразу после формования также недостаточно для применений с жесткими требованиями к термостойкости или атмосферным воздействиям.

Наконец, выбор добавки не должен основываться только на концентрации силикона. Молекулярная структура, совместимость с носителем, дисперсия и взаимодействие со всей рецептурой — все это влияет на конечные характеристики.

Часто задаваемые вопросы

Какое значение ΔL является оптимальным для автомобильного полипропилена/термополиэтилена?

Единой универсальной цели не существует.

Приемка зависит от спецификаций производителя оригинального оборудования (OEM) или поставщика первого уровня (Tier 1), метода испытаний, цвета, текстуры и области применения.

Таким образом, целевая аудитория должна определяться соответствующими требованиями заказчика.

Может ли силиконовая мастербатч-смесь уменьшить отбеливание кожи при царапинах?

Совместимая с PP/TPO силиконовая антицарапающая мастербатч-смесь может снизить поверхностное трение и уменьшить видимое побеление от царапин при соответствующих условиях составления рецептуры и испытаний.

Производимый состав всегда следует тестировать напрямую.

Всегда ли большее количество антицарапающей мастербатчи приводит к меньшему значению ΔL?

Не обязательно.

Эффективность может стабилизироваться после достижения определенной дозировки, в то время как избыток добавки может повлиять на другие свойства.

Именно поэтому проведение пробного подбора дозировки предпочтительнее, чем выбор одной высокой концентрации.

Можно ли предсказать долгосрочные характеристики автомобиля по результатам первоначальной проверки на наличие царапин?

Не совсем.

После необходимого старения, воздействия высоких температур, атмосферных воздействий или химических веществ, соединение следует повторно протестировать, поскольку свойства поверхности могут меняться со временем.

Почему черные автомобильные детали особенно трудно изготавливать?

Деформация поверхности, вызванная царапинами, приводит к тому, что свет рассеивается иначе, чем окружающая черная поверхность, что делает побеление более заметным.

На этот эффект влияют пигмент, текстура, наполнитель и состав добавок.

Можно ли использовать антицарапийную мастербатч-смесь PC/ABS также в PP/TPO?

Не следует делать поспешных выводов.

Эти два семейства полимеров имеют разные требования к совместимости, поэтому для каждой системы следует выбирать и проверять специальные марки полимеров.

Заключение

Повышение устойчивости к царапинам в автомобильных полипропиленовых/термополиэтиленовых композитах (PP/TPO) — это не просто снижение трения.

Окончательный внешний вид зависит от взаимодействия между составом полимера, эластомером, наполнителем, пигментом, структурой, условиями контакта и старением.

Специализированная антицарапающая мастербатч на основе высокомолекулярного силикона обеспечивает практичный способ изменения поверхностного трения и уменьшения видимого побеления от царапин в совместимых компаундах PP/TPO.

Однако наиболее значимым показателем успеха является не наименьшее начальное значение ΔL, полученное на лабораторной пластине.

Это способность производственной смеси сохранять приемлемый внешний вид в требуемых условиях автомобильных испытаний и после соответствующего старения.

Ищете решение для защиты от царапин автомобильных полипропиленовых/термополиэтиленовых покрытий (PP/TPO)?

Поделитесь с SILIKE информацией о вашей рецептуре полипропилена (PP) или термопластичного полиолефина (TPO), содержании наполнителя, цвете, структуре поверхности, текущем наборе добавок, методе испытания на царапание, целевом ΔL, старении и требованиях к содержанию летучих органических соединений (ЛОС).

Наша команда специалистов по подбору автомобилей поможет вам подобрать подходящий автомобиль.Добавка PP, предотвращающая появление царапинРазработайте и оцените качество вашей автомобильной смеси и проведите целенаправленную проверку ее эффективности.

Вебсайт: www.siliketech.com
Электронная почта: amy.wang@silike.cn
Мобильный телефон / WhatsApp:+86-15108280799