一、汽车工业用材料的未来发展方向

“十二五”期间，我国汽车工业超高速发展，产销量跃居世界第一。来自中国汽车工业协会统计显示，2010年我国生产汽车1826.7万辆，比2005年增长22%，销售汽车1806.9万辆，比2005年增长213.7%。按照汽车“十二五”规划，到2015年将形成2500万辆产能。从目前各企业已透露出的产能规模到2015年，我国汽车实际产能将达到5300万辆。

我国汽车工业未来发展将由追求产能产量和规模，将逐渐转变为更加注重质量和水平。

轻量化、绿色环保、舒适安全，将成为我国汽车用材料未来发展的三大主题。

据有关资料统计，目前我国一辆轿车，PU平均用量为15~20 kg。2010年我国汽车工业PU消费量30万t左右。PU材料在轿车上应用，是衡量轿车质量一个重要标志之一。欧美高档轿车，PU用量25~30 kg。

2009年我国PU产品消费量达550万t，2010年消费量达640万t。2009年消费MDI 100万t，TDI 143万t，聚醚多元醇135万t，我国PU产业快速发展。为我国汽车工业高速发展创造了必要条件。

汽车工业用的PU材料制品，主要包括软质、硬质、半硬质、泡沫塑料、PU弹性体（含CPU、TPU微孔弹性体）、胶粘剂、密封剂和涂料等（见表1）。

二、PU是实现汽车材料轻量化的关键材料

PU泡沫在汽车内饰件上的应用：2010年我国汽车内饰件PU软泡用量为15.2万t，PU硬泡用量为6.7万t。主要用于汽车仪表盘、座垫、靠背、头枕、车门、扶手、方向盘总成、汽车顶棚、门内板和密封件等部位。降低PU泡沫密度是实现汽车内饰件轻量化的一条重要技术途径。目前国内主要采取的技术途径：采用高固含量、低粘度POP（接枝聚醚）和高官能度、高活性聚醚等技术途径。

RIM（反应注射成型）、RRIM（增强反应注射成型）和SRIM（结构型反应注射成型）PU制品在汽车实现轻量化上的应用：RIM、RRIM和SRIM在欧美

表1 

汽车聚氨酯制品一览表

品种

汽车零部件

主要性能及使用状况

高回弹冷模塑软泡

座垫、靠背、头枕、装饰条

优异的回弹性、低滞后损失、高压缩负荷比、手感好、透气性好、自熄性好、生产时能耗较低，现比较流行

热模塑加填料软泡

座垫、靠背、头枕、足垫

原材料价格较低可加入无机填料，以改善制品性能和降低成本，可采用结构简单造价较低的模具

半硬泡

仪表盘填充剂、门柱包皮、控制箱、喇叭座垫、扶手、头枕、遮阳板

具有较高的密度和压缩强度，优异的能量吸收功能，可减震和抗冲击，现用的比较多

自结皮泡沫

扶手、方向盘、空气扰流板、头枕、门柱、控制箱

具有光洁平滑且密度很高的自结皮表层、芯部为密度较低富有弹性的泡沫体，现用的比较多

微孔弹性体

方向盘、滤清器密封垫、密封条、防震垫

和橡胶相比密度较柔软、尺寸稳定性佳、耐磨、耐挠曲性能优异、抗老化性能好

硬泡

门板内衬、顶蓬衬里、小冰箱、仿木饰条、消音垫、遮阳板

重量轻、强度高、汽车稳定性能佳、绝缘性能优异(是最佳的有机绝热材料)、抗老化性能好，现用的比较多

浇注型弹性体（CPU）

防尘密封、轴承套、转向节衬套、门齿块、钢板弹簧吊耳衬套、汽车轮胎

承载能力大、抗撕裂强度高、耐磨、耐油、硬度可调节范围大

热塑性弹性体

减震垫块、钢板弹簧隔垫、弹簧线圈护套、齿轮传动装置单、顶蓬和车身部件

高模量、高强度、高伸长率和高弹性、优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能。可用一般的塑料加工方法（注塑机）生产各种制品、废料可回收利用，有扩大的趋势

汽车工业上已得到广泛应用，主要用于保险杠、方向盘、车身壁板、发动机罩、行李箱盖、散热器格栅、档泥板、扰流板等。RRIM制品的重量只有钢的一半，是实现汽车轻量化的一个重要途径。目前国内汽车工业RIM等技术，与欧美相比在用量和质量上尚存在一定差距，有待进一步加强开发。

PU材料是汽车实现塑料化的最有发展前途的重要材料。目前世界汽车（主要是轿车和新能源汽车）的发展方向是轻量化。轻量化是提高燃油燃烧效率和降低汽车尾气排放，也是实现汽车节能减排的重要技术措施。而汽车材料的塑料化，以塑代钢，是汽车轻量化的发展必然趋势和重要技术途径。不同材料的汽车零部件，耗能不同。

以生产重量相同（450克）的零部件为例，采用塑料件所耗能源折合汽油3.9~4.5 kg，若采用铝或钢，所耗能源折合汽油5.3~6.8 kg。统计显示，汽车自重每减轻10%，燃油消耗可降低6%~8%。

目前技术发达国家轿车平均塑料用量120 kg/辆，德国轿车平均塑料用量300 kg。我国轿车平均塑料用量80~100 kg/辆，奥迪A2型汽车用量为220 kg。到2020年，技术发达国家轿车平均塑料用量将达到500 kg/辆以上。BASF制造了全PU车身跑车，其最高时速可达270 km。采用了RRIM技术，该PU车身是一种碳纤维增强微孔PU弹性体复合材料。

三、TPU及其复合材料是汽车实现塑料化的重要原料之一

目前在轿车中应用的塑料件材料主要是PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）、PU和PA（尼龙）四种材料....