化工新材料：汽车“减重”主力推手

　　燃油车替代提出新要求

　　在不久前由中国合成树脂供销协会、中国聚氨酯工业协会、中国氟硅有机材料工业协会等联合主办，中国汽车轻量化非金属材料产业联盟承办的新材料应用发展大会暨汽车轻量化非金属材料产业联盟研讨会上，与会代表一致认为，化工新材料助力推动汽车轻量化发展，未来潜力巨大。

　　轻量化大势所趋

　　汽车为什么要轻量化?中国汽车工业协会主任杜道锋介绍说：“相关法规对汽车油耗进行了严格限定，要求2015年平均油耗控制在6.9升/百千米以内，2020年控制在5.0升/百千米以内。同时，整车轻量化是实现节能减排的重要措施，也是提升产品竞争力的重要途径。试验数据显示，整备质量每减轻100千克，油耗降低约0.4升/百千米，0~100千米/时加速性提升8%~10%，制动距离缩短2～7米。”

　　“无论是传统乘用车、重型商用车，还是新能源汽车、智能网联汽车，都对轻量化有着不同诉求。”第一汽车集团公司研发总院材料所高级主任朱熠指出，智能网联等在提升汽车品质、性能、配置的同时，也带来了车身质量的增加，需要通过使用轻量化材料来平衡。

　　朱熠认为，当前汽车轻量化应在设计、制造、材料技术等多方面进行集成。其主要途径包括优化设计、优化功能配置、提升结构强度和材料技术等。其中，材料技术包括轻合金、高强度钢、高性能工程塑料和复合材料、发泡蜂窝材料等。

　　多种材料已有应用

　　中国电动汽车百人会新能源汽车研究院副院长高翔表示，汽车轻量化的关键是高性能材料——高分子材料。高性能材料主要有四方面优势：一是轻质高强度，高分子材料的平均密度为普通钢材的15%~20%;二是良好的加工性能，通过不同高分子材料的组合以及成型加工方法，可制成不同功能的高分子汽车材料;三是优良的综合性能，高分子材料具有多功能性，可满足耐热、耐寒、耐腐蚀性、耐磨损、防水性等功能性要求;四是优良的装饰效果，可加工成具有复杂造型和多种色彩的制品。

　　中汽零部件投资公司总经理田亚梅表示，塑料零部件是汽车轻量化的方向。化工材料及其复合制品已在汽车轻量化方面有一定应用。目前，聚丙烯塑料占汽车塑料用量的46.5%，2018年用量达到488万吨;尼龙材料多用于汽车引擎盖、散热器风扇罩、进气管、发动机罩、散热器和电池托盘等，2018年用量达122.2万吨;ABS工程塑料在汽车内饰的仪表板、格栅、装饰、顶棚和汽车音响等部件得到应用，2018年用量达65万吨。

　　中国氟硅协会秘书长张建军表示，含氟树脂、含氟涂料、含氟橡胶等已在汽车的燃料回路、电气装置零件中得到一定应用。其中，氟材料的典型应用有曲轴、气门油封等;有机硅材料在减振及降噪元件、接缝密封和平面密封、安全气囊涂层等方面应用较多。

　　高翔还介绍，碳纤维较钢材减重可达60%，其比强度、比刚度、能量吸收等性能远强于铝合金和镁合金。宝马I3和I8超轻车重的核心技术就是大量使用碳纤维增强复合材料。

　　发展潜力巨大

　　未来，合成树脂、聚氨酯与碳纤维、氟硅、玻纤等材料共同组成的复合材料应用将会更广泛，助推新能源、智能网联等未来汽车及相关产业发展。

　　万华化学集团股份有限公司宁波高性能材料研究院部长张明明表示，未来我国改性塑料行业仍然存在较大的发展空间。充电桩产业是车用改性塑料市场未来增长点之一，2020年充电桩产业的市场规模将达到1000亿元，其中改性塑料占比60%以上，为600亿元。

　　碳纤维复合材料有望成为汽车结构件轻量化材料的主线。高翔表示，碳纤维复合材料总装环节少，规模化应用具备产业可行性，发展空间巨大。假设2020年汽车产量达到2300万辆，每辆汽车质量为1500千克，预计碳纤维复合材料在汽车行业渗透率2%，同时假设碳纤维材料成本是70元/千克，测算2020年汽车碳纤维总需要量为69万吨，对应市场规模483亿元。

　　他表示，近期全球很多国家和国际车企宣布了禁售燃油车时间表。乐观情况下，IEA预计2030年全球电动汽车保有量将达2.28亿辆，节能与新能源汽车技术线路预计2030年我国电动汽车保有量达8000万辆。综合来看，2030年中国电动车保有量将占全球的35%。

　　新能源汽车发展对氟硅材料也提出更多需求。张建军表示，有机硅橡胶具有良好的耐化学品性、绝缘性和耐热性，在新能源汽车高压电缆中使用可确保电力输送的安全性和可靠性。锂电池需要大量运用高端氟材料改善相关部件性能和保证安全性，高能量密度电池中，涂覆了聚偏氟乙烯涂层的隔膜在保持较高柔韧性的同时，对电解液表现出出色的耐化学性。

　　中国汽车轻量化非金属材料产业联盟秘书长李晶表示，未来联盟将更多地开展行业连横合纵、上下产业对接工作，加快非金属材料在汽车工业中的应用。