化工在汽車行業的應用

最新 08-27

現代汽車的發展離不開化工行業，那麼化工在汽車行業都有哪些應用呢？

一.化工材料在汽車製造上的應用

20世紀初，汽車主要的材料是木材與金屬，許多車廂的材料是木材做成的，而21世紀的今天，木材已讓位於化工材料，化工材料與金屬共同在汽車行業大放異彩。

汽車車身傳統的金屬材料部件和裝飾件已大量採用化工材料，在觀賞性、工藝的簡化和汽車的性能都有大大提高。

為了提高轎車的防腐性，可在車價金屬空腔性材注入不老化蠟。在車身上有一寫金屬空腔型構建，曾經不會填注任何材料，因此在汽車的行駛中往往會引起牆內空氣的公鳴而產生噪音，為消除這一現象，採用一種聚氨脂泡麥片材料，注入空腔部件而排除空氣，這些泡沫材料分為高密度和低密度兩種，低密度的聚氨脂泡沫可注填構件中坑沆窪窪的地方，當泡沫注入後其液體混合物會迅速膨脹起來，膨脹體積可達初始體積的40倍，最後形成固化的泡沫層。高密度的聚氨脂泡用於比較受力的粱、柱等重要構件，其緩速膨脹特性能使泡沫填滿空腔的每個部位，它的膨脹體積有初始體積的10倍左右，經過完全固化後起到增強構件的作用。

此外，PP（聚丙烯）、PC（聚碳酸酯）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、ASA（丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸橡膠共聚物）等高分子聚合材料在車內飾上也具有廣泛的應用，下圖對汽車內飾材料做出了很好地說明。

二．化工塗料與汽車發展

自汽車誕生以來，尤其在近20多年中，車用油漆塗裝得到了突飛猛進的發展。在汽車工業發達的國家中，汽車塗料的用量在塗料產量中佔有極其重要的地位，一般僅次於建築用塗料，但是在塗料的銷售額中所佔的比例最大，高於建築用塗料。因此，各國塗料生產廠非常重視車用塗料的動向及開發，以適應汽車工業發展的需要，車用塗料的生產和技術開發有集團化、國際化的傾向。

隨著對環保的日益重視，低污染油漆開始應用。高固體成分的聚氨醋高溫烤漆、丙烯酸聚氨醋漆和清漆普遍被使用。因為高光澤度和使用透明塗層，使得疵點更容易暴露出來，所以材料的準備工作和乾淨的車間環境比以往更重要，因而出現了下吸式通風噴漆房。同時珍珠漆的塗裝技術進一步改進，使用了2層塗裝和3層塗裝，使車身的顏色更加美麗並具有幻覺感。1982年日產公司使用粉末中塗，20世紀80年代中期通用汽車公司在貨車廠使用粉末中塗，粉末塗料在中間塗層中已經開始使用。1984年厚膜陰極電泳塗料在汽車廠開始使用，塗膜厚度超過30 um。後來，不少汽車廠又從厚膜陰極電泳塗料轉到中厚陰極電泳塗料，漆膜厚度在25 um左右，具有與厚膜陰極電泳塗料同樣好的抗腐蝕能力。

20世紀90年代，一批耐酸雨、抗劃傷型汽車面漆、水性塗料、高固體分塗料和粉末塗料等環保型塗料相繼開發，並已廣泛獲得工業應用。ICI公司成功地開發出劃時代的水性塗料，現各大汽車製造公司越來越多地使用這種塗料。超高固成分油漆和耐擦傷清漆也被成功開發，目前已開始被日產、豐田等汽車廠使用。

三．化工在新能源汽車方面的發展

發動能源短缺，環境污染等問題是目前我國汽車工業發展的最大阻礙，尋找環境友好的可行新能源成為21世紀汽車工業的發展熱點，這也是化工行業不可或缺的發展方向。

新能源汽車是指採用非常規車用燃料作為動力來源（或採用常規車用燃料，新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進，具有新技術，新結構的汽車。燃料電池汽車（FCV）就是近年來發展較為成熟的新能源汽車，你可以在五分鐘之內給電池灌滿燃料，而不是等上幾個小時來充滿電，它使用一種車載燃料電池裝置產生電力作為動力的汽車。燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的高效發電裝置。

車載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經重整所得到的高含氫重整氣，與通常的電動汽車相比較，其在動力方面的不同在於FCV用的電力來自車載燃料電池裝置，電動汽車所用的電力來自由電網充電的蓄電池。

四．其它汽車副產品的使用

1.汽車潤滑油

汽車潤滑油分為礦物潤滑油、合成潤滑油、半合成潤滑油等幾類。潤滑油是由天然氣與原油提煉的碳氫化合物配製而成，國際上沒有合成油之明確定義，一般以潤滑油中含有PAO（Poly Alpha Olefin，聚a烯烴）即稱為合成機油。潤滑油可以有效的潤滑零件，減少磨損，保護機件，冷卻降溫，清洗清潔，密封防漏，防鏽防蝕，減震緩衝。市售標示合成油之產品，PAO之含量大部份皆在12%以下。全合成機油則是以100%之PAO ( PolyAlpha Olefin聚α-烯烴)為基礎油及添加劑調配而成。

世界α-烯烴生產商主要集中在美、歐、南非和日本等發達國家和地區，2000年總生產能力達2557kt/a，計劃和在建裝置能力512kt/a。其中1_己烯占α-烯烴總量的20.4%。預計到2005年，1_己烯生產能力年增長率達6.78%，需求量年增長率為10%左右。此前，世界1-己烯市場將貨源偏緊、供不應求、價格趨漲。按我國PE產品市場需求發展預測，我國每年將需求1-己烯、1-辛烯作共聚單體達30-50 kt。

1-癸烯等高碳α-烯烴是高檔潤滑油基礎油原料。目前我國蠟下油（我國原油的特點：蠟含量高）裂解產品生產的中、低檔潤滑油及大部分高檔潤滑劑都在淘汰之列。近幾年來我國每年須高價從國外進口高檔潤滑油基礎油300~500 kt，（也就是說市面上的國產合成機油的原料基礎油都是進口的）開發生產1-癸烯等高碳α-烯烴的高級潤滑油基礎油是中國石化企業的發展目標。

2.汽車輪胎

即橡膠的廣泛應用，橡膠輪胎的出現是汽車進一步發展的先決條件。提到橡膠，人們自然會想到橡膠之父查爾斯·古德伊爾。1834年，他受焦炭鍊鋼的啟發，開始進行軟橡膠硬化的試驗。發現了硫化橡膠受熱時不發粘而且彈性好，於是硬化橡膠誕生了，橡膠輪胎製造業從此也應運而生。1895年隨著汽車的出現，充氣輪胎得到廣泛的發展，首批汽車輪胎樣品是1895年在法國出現的，這是由平紋帆布製成的單管式輪胎，雖有胎面膠而無花紋。

直到1908年至1912年間，輪胎才有了顯著的變化，即胎面膠上有了提高使用性能的花紋，從而開拓了輪胎胎面花紋的歷史，並增加了輪胎的斷面寬度，允許採用較低的內壓，以保證獲得較好的緩衝性能。

現在大多數汽車輪胎材料的主要成份是天然橡膠或者合成橡膠，應用最廣泛的有天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠等。天然橡膠的綜合性能優越過合成橡膠，所以高級輪胎多用天然橡膠。為了使橡膠具有製造輪胎所要求的性能，必須要在橡膠中滲入各不同的化學材料，即化學添加劑。其中添加的一種很重要的添加劑叫碳黑，因為碳具有特別的吸附性，碳粒子與橡膠分子的粘結非常好，使得橡膠增強了硬度，強度和耐磨性。由於碳黑與橡膠基本等量，所從汽車輪胎主要材料實際上是一種橡膠和碳黑的複合材料。