汽车用橡胶材料高速发展.txt
[ 2009年2月19日 ]
在过去的10年里，我国GDP年均增长9.3%，汽车工业年均增长15%，约为GDP增长率的1.5倍。2003年和2004年我国累计生产汽车分别为444.37万辆和507.05万辆，预计到2010年将达到800万辆，2020年为1200万辆。汽车工业的高速发展带动了对橡胶材料及制品的强劲需求。
一、橡胶材料取得长足发展
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?业绩下降 汽车上市公司前景堪忧
橡胶占汽车用材料总重的5%，每辆车上可装配多达400～500个橡胶件。随着环保、汽车多样化、橡胶可再生利用、材料耐热性等要求的提高，进一步降低成本已成为汽车用橡胶制品发展的主要课题。新型弹性体材料如热塑性弹性体、高饱和丁腈橡胶在汽车领域的应用取得了长足的发展，其在汽车上的用量已占汽车用橡胶总消耗量的20%～50%（除轮胎）；氟胶、硅胶、丙烯酸酯橡胶等高档胶和耐热弹性体仍是我国汽车用橡胶发展的主流方向。我国汽车产量、保有量及汽车工业对橡胶材料和制品的需求量预测分别见表1～4。
二、橡胶制品向高性能化迈进
1．汽车轮胎
随着轮胎使用条件的提高，冬季防滑轮胎、超低滚动阻力轮胎、安全轮胎、双胎面花纹轮胎将得到进一步推广应用，并向节能、高速、稳定、轻量化、耐久性方向发展。为了节能，橡胶材料应具有滚动阻力小的特性，即高反弹性，然而轮胎的高速稳定性却要求材料具有高耐蠕变，即低反弹性。最近开发的末端改性的S-SBR材料有可能满足上述相互矛盾的性能要求，一般来说，轮胎胎面可使用E-SBR、S-SBR、NR、IR等胶，胎体可使用NR、BR、IR等胶。另外，节能性和安全性较好的硅橡胶与S-SBR胶配合的轮胎材料也在研究开发中。
2．门窗密封条
密封制品占汽车用橡胶件重量的25%～28%（除轮胎）。近来具有耐臭氧、耐气候老化性能的EPDM胶广泛用于制造汽车用门窗密封条，并逐步取代传统的NR和CR胶。每辆车上可使用10m～15m长的各种密封条。为了降低成本和外形的美观，国外厂商开始使用TPE材料制造汽车门窗密封条。
3．油封
油封材料多用丁腈、氢化丁腈、丙烯酸酯橡胶等耐油材料。由于耐热性能的提高，对特殊橡胶（如氟橡胶）用量和品种需求日益扩大。
4．胶管 胶垫 胶带
①车用空气软管 根据其装配使用的位置不同而有不同的要求，如耐油性、耐弯曲性、减震性能以及耐热性能等，因此其材料种类也较多，如CR、NBR/PVC、EPDM、ECO（均聚型氯醚胶）、CSM（氯磺化聚乙烯）、ACM等橡胶。最近，为了降低成本和轻量化，开始使用TPO和TPEE，而且在形状设计方面充分考虑其制品的减震特性。
②水系统用软管 包括散热器软管、加热器软管等，大多使用SBR、EPDM胶。随着发动机室环境温度的提高，开始使用过氧化物硫化EPDM橡胶。
③制动软管 一般使用SBR橡胶，近来为了满足耐热性和耐老化性要求，开始推广使用EPDM或EPDM/IIR橡胶。
④润滑系统用软管 润滑油在使用时，随着周边环境温度越来越高，抗氧剂等各种添加剂加入量也在增加。NBR橡胶虽然具有优异的耐油性，但加入抗氧剂后会发生硬变，因此现在开始使用具有耐各种添加剂性能好的ACM橡胶，以及具有耐热和耐油性的FKM橡胶。
⑤动力转向软管 一般情况下，动力转向管内皮用NBR，外皮用CR，但随温度和添加剂的变化，现在开始使用HNBR/CSM材料制造软管。
⑥燃油管 一般使用NBR橡胶，随着电子喷射装置的应用以及含氧元素燃料的增加，开始使用FKM、HNBR、CSM等橡胶。内、外皮也可以使用不同的材料，外皮可用EPDM、TOP等材料。
⑦空调用软管 随着空调介质由CFC-12转换成HFC-134a，而压缩机润滑油也由矿物油转为PAG（聚烷撑二醇）润滑油，空调软管也从NBR橡胶转换成PA/EPDM共混改性材料。为了耐PAG润滑油，软管做成4层复合管，从内到外分别是PA/IIR/聚酯/EPDM，其中IIR材料耐水渗透性好。
⑧减震制品 缓冲块、胶垫、胶板等减震制品一般为NR和SBR材料。随着耐热要求的提高，部分产品使用了EPDM，但EPDM动态特性和耐久性不及NR，因此仍以NR为主。在更理想的缓冲块材料还没有找到的情况下，目前开始使用封入硅油的减震块，基本上能够满足现代汽车的减震要求。
⑨防尘罩 最重要的是要求材料耐候性好，而且根据使用的不同部位需具有耐屈折、耐油、耐磨等性能。等速万向节一般用耐候CR材料，但随耐热性要求的提高，欧美和日本部分车上开始使用TPEE。TPEE材料能够满足耐候、耐油、耐热的，同时实现轻量化的目的。
⑩胶带 V型传动带、齿型带材料要求强力高、模量大、热稳定性好。传统的材料是CR橡胶，但因其耐热性界限为110℃，因此近来开始使用耐热、耐久的HNBR橡胶取代。HNBR的耐热性比CR高40℃，寿命也比CR橡胶长2倍。
总之，随着汽车工业的高速发展，国内汽车橡胶制品生产、技术及管理水平也驶入发展的快车道，基本满足了国产汽车的配套需求，其中少数产品已进入国际市场。同时，世界主要汽车橡胶制品生产商也进入我国，这将进一步推进我国汽车橡胶制品企业技术和管理的发展。但国内汽车用橡胶制品生产的技术、装备、产品质量水平发展还不平衡，全行业总体产品设计能力偏低，尚不能适应市场的需求。建议企业强化管理，大力提升产品自主开发和设计能力，为用户提供全方位的服务。
表1 我国汽车产量预测* 万辆
年 份 2005 2010 2015 2020载货车 161.85 193.50 187.00 183.00客 车 140.40 175.99 190.61 204.75轿 车 205.21 355.08 598.15 799.69总 计 507.46 724.57 975.76 1187.44
注：*专家在制订十五规划中所作的预测。
表2 我国汽车保有量预测 万辆
年 份 2005 2010 2015 2020轿 车 1033～1060 2219～2326 4125～4422 7286客 车 838～854 1342～1399 1813～1940 3199载货车 1157～1175 1649～1726 2100～2135 3610总 计 3028～3089 5210～5451 8038～8497 14095
表3 我国汽车工业对橡胶材料需求量预测* 万t
项目 生产用量 社会维修量(保有量×5%)年份 2005 2010 2005 2010NR 4.4 6.3 1.4 2.28CR 2 2.9 0.7 1.03SBR 2.7 3.9 0.85 1.4NBR 1.1 1.6 0.33 0.54ACM 0.6 0.9 0.17 1.16EPDM 4.5 6.4 1.4 2.3IIR 3.3 4.7 1.05 1.74FPM 0.4 0.57 0.1 0.17SI胶 0.24 0.34 0.08 0.13PUR 0.8 1.14 0.25 0.42CHC 0.15 0.22 0.05 0.08合计 20.19 28.97 6.38 11.25
注：*不包括轮胎用橡胶材料。
表4 我国汽车用橡胶制品需求量预测
项 目 单位 2005年 2010年汽车年产量* 万辆 600 800保有量 万辆 3100 5300骨架油封（25件／辆） 万件 22750 33250复合密封条（25～55m／辆） 万m 30200 49000同步带（1条／辆） 万条 910 1330多楔带（1条／辆） 万条 910 1330皮碗（12件／辆） 万件 11000 16000胶管（20m／辆） 亿标米 1.6 2.2减震制品（20只／辆） 万只 15100 21300
本篇发表于:工程材料与热处理技术 (http://www.ent100.org.cn),获取更多同类文章请访问以上网站.
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橡胶占汽车用材料总重的5%，每辆车上可装配多达400～500个橡胶件。随着环保、汽车多样化、橡胶可再生利用、材料耐热性等要求的提高，进一步降低成本已成为汽车用橡胶制品发展的主要课题。新型弹性体材料如热塑性弹性体、高饱和丁腈橡胶在汽车领域的应用取得了长足的发展，其在汽车上的用量已占汽车用橡胶总消耗量的20%～50%（除轮胎）；氟胶、硅胶、丙烯酸酯橡胶等高档胶和耐热弹性体仍是我国汽车用橡胶发展的主流方向。我国汽车产量、保有量及汽车工业对橡胶材料和制品的需求量预测分别见表1～4。
二、橡胶制品向高性能化迈进
1．汽车轮胎
随着轮胎使用条件的提高，冬季防滑轮胎、超低滚动阻力轮胎、安全轮胎、双胎面花纹轮胎将得到进一步推广应用，并向节能、高速、稳定、轻量化、耐久性方向发展。为了节能，橡胶材料应具有滚动阻力小的特性，即高反弹性，然而轮胎的高速稳定性却要求材料具有高耐蠕变，即低反弹性。最近开发的末端改性的S-SBR材料有可能满足上述相互矛盾的性能要求，一般来说，轮胎胎面可使用E-SBR、S-SBR、NR、IR等胶，胎体可使用NR、BR、IR等胶。另外，节能性和安全性较好的硅橡胶与S-SBR胶配合的轮胎材料也在研究开发中。
2．门窗密封条
密封制品占汽车用橡胶件重量的25%～28%（除轮胎）。近来具有耐臭氧、耐气候老化性能的EPDM胶广泛用于制造汽车用门窗密封条，并逐步取代传统的NR和CR胶。每辆车上可使用10m～15m长的各种密封条。为了降低成本和外形的美观，国外厂商开始使用TPE材料制造汽车门窗密封条。
3．油封
油封材料多用丁腈、氢化丁腈、丙烯酸酯橡胶等耐油材料。由于耐热性能的提高，对特殊橡胶（如氟橡胶）用量和品种需求日益扩大。
4．胶管 胶垫 胶带
①车用空气软管 根据其装配使用的位置不同而有不同的要求，如耐油性、耐弯曲性、减震性能以及耐热性能等，因此其材料种类也较多，如CR、NBR/PVC、EPDM、ECO（均聚型氯醚胶）、CSM（氯磺化聚乙烯）、ACM等橡胶。最近，为了降低成本和轻量化，开始使用TPO和TPEE，而且在形状设计方面充分考虑其制品的减震特性。
②水系统用软管 包括散热器软管、加热器软管等，大多使用SBR、EPDM胶。随着发动机室环境温度的提高，开始使用过氧化物硫化EPDM橡胶。
③制动软管 一般使用SBR橡胶，近来为了满足耐热性和耐老化性要求，开始推广使用EPDM或EPDM/IIR橡胶。
④润滑系统用软管 润滑油在使用时，随着周边环境温度越来越高，抗氧剂等各种添加剂加入量也在增加。NBR橡胶虽然具有优异的耐油性，但加入抗氧剂后会发生硬变，因此现在开始使用具有耐各种添加剂性能好的ACM橡胶，以及具有耐热和耐油性的FKM橡胶。
⑤动力转向软管 一般情况下，动力转向管内皮用NBR，外皮用CR，但随温度和添加剂的变化，现在开始使用HNBR/CSM材料制造软管。
⑥燃油管 一般使用NBR橡胶，随着电子喷射装置的应用以及含氧元素燃料的增加，开始使用FKM、HNBR、CSM等橡胶。内、外皮也可以使用不同的材料，外皮可用EPDM、TOP等材料。
⑦空调用软管 随着空调介质由CFC-12转换成HFC-134a，而压缩机润滑油也由矿物油转为PAG（聚烷撑二醇）润滑油，空调软管也从NBR橡胶转换成PA/EPDM共混改性材料。为了耐PAG润滑油，软管做成4层复合管，从内到外分别是PA/IIR/聚酯/EPDM，其中IIR材料耐水渗透性好。
⑧减震制品 缓冲块、胶垫、胶板等减震制品一般为NR和SBR材料。随着耐热要求的提高，部分产品使用了EPDM，但EPDM动态特性和耐久性不及NR，因此仍以NR为主。在更理想的缓冲块材料还没有找到的情况下，目前开始使用封入硅油的减震块，基本上能够满足现代汽车的减震要求。
⑨防尘罩 最重要的是要求材料耐候性好，而且根据使用的不同部位需具有耐屈折、耐油、耐磨等性能。等速万向节一般用耐候CR材料，但随耐热性要求的提高，欧美和日本部分车上开始使用TPEE。TPEE材料能够满足耐候、耐油、耐热的，同时实现轻量化的目的。
⑩胶带 V型传动带、齿型带材料要求强力高、模量大、热稳定性好。传统的材料是CR橡胶，但因其耐热性界限为110℃，因此近来开始使用耐热、耐久的HNBR橡胶取代。HNBR的耐热性比CR高40℃，寿命也比CR橡胶长2倍。
总之，随着汽车工业的高速发展，国内汽车橡胶制品生产、技术及管理水平也驶入发展的快车道，基本满足了国产汽车的配套需求，其中少数产品已进入国际市场。同时，世界主要汽车橡胶制品生产商也进入我国，这将进一步推进我国汽车橡胶制品企业技术和管理的发展。但国内汽车用橡胶制品生产的技术、装备、产品质量水平发展还不平衡，全行业总体产品设计能力偏低，尚不能适应市场的需求。建议企业强化管理，大力提升产品自主开发和设计能力，为用户提供全方位的服务。
表1 我国汽车产量预测* 万辆
年 份 2005 2010 2015 2020载货车 161.85 193.50 187.00 183.00客 车 140.40 175.99 190.61 204.75轿 车 205.21 355.08 598.15 799.69总 计 507.46 724.57 975.76 1187.44
注：*专家在制订十五规划中所作的预测。
表2 我国汽车保有量预测 万辆
年 份 2005 2010 2015 2020轿 车 1033～1060 2219～2326 4125～4422 7286客 车 838～854 1342～1399 1813～1940 3199载货车 1157～1175 1649～1726 2100～2135 3610总 计 3028～3089 5210～5451 8038～8497 14095
表3 我国汽车工业对橡胶材料需求量预测* 万t
项目 生产用量 社会维修量(保有量×5%)年份 2005 2010 2005 2010NR 4.4 6.3 1.4 2.28CR 2 2.9 0.7 1.03SBR 2.7 3.9 0.85 1.4NBR 1.1 1.6 0.33 0.54ACM 0.6 0.9 0.17 1.16EPDM 4.5 6.4 1.4 2.3IIR 3.3 4.7 1.05 1.74FPM 0.4 0.57 0.1 0.17SI胶 0.24 0.34 0.08 0.13PUR 0.8 1.14 0.25 0.42CHC 0.15 0.22 0.05 0.08合计 20.19 28.97 6.38 11.25
注：*不包括轮胎用橡胶材料。
表4 我国汽车用橡胶制品需求量预测
项 目 单位 2005年 2010年汽车年产量* 万辆 600 800保有量 万辆 3100 5300骨架油封（25件／辆） 万件 22750 33250复合密封条（25～55m／辆） 万m 30200 49000同步带（1条／辆） 万条 910 1330多楔带（1条／辆） 万条 910 1330皮碗（12件／辆） 万件 11000 16000胶管（20m／辆） 亿标米 1.6 2.2减震制品（20只／辆） 万只 15100 21300
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