復合材料SMC輕量化技術研究以及在汽車方面應用探索江蘇澳明威環保新材料有限公司撰稿人謝澤新背景資料：國務院頒發的《節能與新能源汽車發展規劃》規定，到2020年中國乘用車新車平均油耗要降到百公里5升的水平。國外研究表明：一般情況下，車重每減輕10%，可節省燃油3%-7%。汽車排放與燃油消耗正相關，實現汽車輕量化將會減少CO2排放。車身骨架一般占整車重量的22%-25%，其輕量化對降低整車重量意義重大。我國已成為世界第一汽車產銷大國，石油進口已接近60%，如果不能在節油減碳排放量方面達到世界先進水平，汽車工業不能順利發展。歐盟制定的每公里CO2排放120g的限值，是經過精心研究的，該限值是企業在傳統汽車能夠達到的。美國的強制法規更嚴！！！中國要達到上述目標，難度非常大。雖然有極大難度，但還是有辦法的，需要多管齊下，其中汽車輕量化就是解決這一課題有效途徑之一。1現狀SMC片狀模塑料已廣泛應用于汽車的各組件，壓制后制品比重在1.75-1.85g/cm3之間，雖然與傳統鋼材、鋁材比，已有效減輕汽車組件重量，但要達到國務院頒發的《節能與新能源汽車發展規劃》規定，到2020年中國乘用車新車平均油耗要降到百公里5升的水平，還相距甚遠。2啟迪所以，研制超低密度的SMC就迫在眉睫，幸運的是，這一課題現已確定，就是SMC制品密度從原先的1.85g/cm3降至1.20g/cm3左右，降幅達到35%.汽車輕量化1亞什蘭許可和知識產權有限公司被駁回的2006年5月5日申請的專利——A：增效填料組合物及其低密度片狀模塑料B：含二乙烯基苯的低密度A級片狀模塑料2無錫新宏泰電器科技股份有限公司被駁回的2009年3月17日申請的專利——低密度SMC聚酯模塑料及其制備方法。3公司在2015年前后，研制的低密度的SMC片狀模塑料。國內探索1、2兩家公司雖然專利被駁回，但要感謝他們為此做出的努力，感謝他們為此做的探索和嘗試。江蘇澳明威環保新材料有限公司從本企業實踐來看1、配方設計不飽和樹脂185kg乙烯基樹脂20kg低收縮樹脂25kg聚苯（低收縮劑）40kg增韌劑若干PE若干固化劑3.5kgBYK助劑3kg填料玻璃微珠325-375kg輕質CaCo325kg其他助劑脫模劑量共20kg阻聚劑增稠劑及其他小料玻纖含量28%歐曼公司的汽車樣件2280面罩普通SMC投料重量12.5公斤低密度SMC投料重量9.45公斤歐曼公司的汽車樣件H4保險杠普通SMC投料重量16.5公斤低密度SMC投料重量12.48公斤其壓制成制品的密度為1.38-1.43之間。如果將玻纖（2.7g/cm3）換成麻纖維或其他的織物纖維，比重降為1.28g/cm3以下，完全有可能。但這也出現一些問題主要問題123流動性下降制品強度下降表面光潔度下降補救措施12局部預浸織物補強玻璃微珠表面活性處理如果真的要實現1.22g/cm3:1、植物性纖維表面處理玻璃纖維表面處理劑一般稱為浸潤劑，植物性纖維表面處理一般稱之為漿料，這需要類似與東華大學,天津工業大學（復合材料研究所）聯系。如何開發適用SMC的植物性纖維的表面處理劑。2、樹脂用生物基樹脂替代石油基樹脂，根本上解決SMC的可降解與回收利用，且比重也減10%我在馬來西亞見過美國用大豆樹脂做的SMC材料，而國內尚無樹脂廠家做這方面的研發生產超低密度,可回收SMC從目前1.38-1.43g/cm3，降至1.22g/cm3，需要高校、科研院所、材料制造商、SMC材料組份供應商、汽車廠家、汽車配件供應商通力合作，加之政策扶持，這些美好目標才能在中國較快的實現。汽車技術發展的永恒主題安全節能環保用比重僅1.20-1.50的植物纖維替代比重2.7的玻璃纖維。用生物基樹脂替代石油基樹脂，根本上解決SMC的可降解與回收利用，且比重也減10%用納米粘土（1.40左右）或經表面改性的中空玻璃微珠（300g/L)替代碳酸鈣（2.6）或ATH考慮上述因素，SMC原材料降低比重的途徑：公司展示的LDSMC的配方公司展示的制品實例壓制傳統SMC成型的氣缸蓋1.83g/cm31395g生物基低密度SMC成型的氣缸蓋1.19g/cm3905g公司展示的制品實例注射傳統SMC成型的氣缸蓋1.74g/cm31884g生物基低密度SMC成型的氣缸蓋1.19g/cm31249gSMC生產工藝典型的SMC配方公司的SMC機組天然纖維0.3~0.8美元/磅1.3~1.5g/cm3玻璃纖維0.5~0.9美元/磅2.6g/cm3纖維分析SMC優勢介紹減輕重量設計自由度高耐化學腐蝕性好適合各種涂裝工藝部件集成化體統成本降低回收SMC/BMC設計自由度高SMC具有A級表面質量，線性熱膨脹系數與鋼鐵相似，SMC能與鋼鐵、鋁材料配合使用。耐化學腐蝕性好不同介質下的浸泡實驗顯示：強度沒有明顯的變化！集成化設計，使工藝簡單金屬件需要10-12付鋼模（沖壓及定型），SMC制件只需要2付模具。有案例證明，鋼鐵+塑料的設計由19個部件組成，而使用SMC的設計集成為1個部件適合各種涂裝工藝：SMC材料耐熱性能好，能達到200℃且與電泳涂料兼容性好能適合各種涂裝工藝系統成本降低：原材料成本、壓機、模具投資、制造成本熱固性復合材料的回收：ERCOM組織，回收系統運行3000噸/年回收材料的應用粒徑在直徑300um:替代填料，用量在3-15%取決于制品表面效果和機械性能要求纖維和大顆粒：30%有機物焚燒（水泥制造過程能量回收），70%回收至無機物。目前的交通部件應用。A級表面系統palapregpremiumPremiumA級表面，市場上VOC排放量最低；和鋁重量相近，比鋼輕45%；節約成本。Turane樹脂應用于車身結構生產時間減少，重量減少，排放量減少。碳纖維SMC復合材料方案最后可能專家會有疑問：對覆蓋件、表面件、半結構件，用低密度SMC加上局部補強能夠實現。

但對于結構件，只能通過碳纖維才能實現。通過實踐以及國外資料和應用實例,我認為：

用碳纖維增強制成SMC是一種制造結構件的途徑。但現在隨著SMC的設備、工藝和配方設置完全可以制造更高性價比的結構件。雪弗蘭和CSP聯合生產出低密度的汽車翼子板.

我單位生產的高強度SMC制品的原料有：連續纖維預浸料、織物預浸料、復合織物預浸料等。用其中一種或幾種復合織物加之短切纖維的SMC料模壓成型。可以生產出更高強度的SMC制品。

例如：石