CN102501505A

CN102501505A - 一种复合型汽车内装饰件及其制备方法

Info

Publication number: CN102501505A
Application number: CN2011103194912A
Authority: CN
Inventors: 于文杰; 孙嘉鹏; 朱小树; 董火成
Original assignee: LIMING CHEMICAL INST
Current assignee: LIMING CHEMICAL INST
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2011-10-10
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明公开了一种复合型汽车内装饰件及其制备方法，本发明提供的复合型汽车内装饰件由三层材料组成：表面为吸塑成型层、中间为喷涂型半硬质聚氨酯泡沫层、最下为聚氨酯反应注射成型材料层。表皮吸塑成型步骤可根据不同产品的要求，使用不同形状的模具，选择不同硬度的材料，根据模具设计可形成具有花纹的汽车内饰制品表皮。聚氨酯泡沫喷涂成型过程使用的聚氨酯喷涂泡沫组合物为双组份，在双组份喷涂机上进行喷涂。第二步完成以后，无需脱模、后熟化等步骤，可立即进行第三步增强型聚氨酯反应注射成型工艺的操作。本发明所得产品不易起包变形，表面具有弹性，手感较佳，产品档次高。

Description

一种复合型汽车内装饰件及其制备方法

技术领域

本发明属于聚氨酯及其复合材料领域，特别涉及由聚氨酯、PVC、ABS、玻璃纤维等多种材料复合而成的汽车内装饰件生产工艺。

背景技术

随着汽车工业的发展，对汽车安全、轻量化、环保节能的要求越来越高，因而高性能、低密度的材料一直是汽车工业的研究方向。高性能的高分子材料尤其是聚氨酯材料由于其具有性能好、密度低、可设计性强等特点，在汽车部件中的应用越来越广泛，其中在内饰件中可应用于汽车软质泡沫塑料座垫、头枕、靠枕，方向盘，仪表台、行李箱，车顶棚内衬，车门内护板等。而其中仪表台、门内板、行李箱、杂物箱、车内卫生间等内饰件对材料的外观纹理、承载性、刚度等方面有较高的要求，单一材料往往难以满足这些要求，因而多种材料复合型的汽车内装饰件的生产越来越受到汽车零部件生产者的青睐。

复合材料(Composite materials)是指由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料在汽车零部件中的应用极为广泛，包括外装饰件、内装饰件、功能与结构件等。

目前随着汽车工业迅猛发展，车用复合材料及生产工艺的发展迅速，主要有手糊玻璃钢工艺、片状模塑成型工艺(SMC)、长玻纤增强型反应注射成型(LFI-PUR)工艺。其中手糊玻璃钢工艺主要存在产品稳定性差、生产效率低、劳动强度大、工作环境恶劣、对环境和人有危害等问题；SMC工艺生产的产品强度高、刚度大、耐高温等特点，技术具有一定的先进性，但对设备和模具要求高、投资大，设备的操作较复杂，工艺控制要求严苛，使得该工艺难以适应灵活多变的市场要求；LFI-PUR工艺是目前先进的生产工艺之一，其材料性能高、轻量、环保，模具投资小、设计灵活，所需注射压力低、设备投资小，在汽车内饰件生产领域广受欢迎。

较早期的聚氨酯材料的汽车内饰生产技术，是采用带骨架结构的软质或半硬质聚氨酯泡沫塑料。这种工艺需要预先制作制品骨架，通常为钢板冲压骨架或玻璃钢骨架，然后在骨架内填充软质或半硬质聚氨酯泡沫，这种工艺由于制作骨架成本较高，且与填充泡沫工艺之间不能很好的衔接，必须在不同的工段上完成，出现问题调整比较困难，给连续生产带来了不便，且产品性能不高，后来已逐步被LFI工艺所取代。

专利资料CN 101357509A公开了一种车用塑料件或覆盖件的制造方法，包括片材吸塑成型和反应注射成型两个部分，生产的复合材料可用于汽车的覆盖件、内装饰件、功能件中。该复合材料生产方法具有一定先进性，但在实际生产中依然存在一些问题：1.使用聚氨酯反应注射成型工艺制造内芯的过程中，合模后聚氨酯双组份物料在模腔内发生聚合反应，由于聚氨酯聚合反应为放热反应，会产生一定的热量和压力，温度上升和压力增大对热塑性的表皮材料容易造成不良影响，会导致表皮变薄，花纹变浅或消失，严重时可能导致整个制品报废；2.玻璃纤维絮束与聚氨酯反应性物料混合浇注于吸塑成型表皮的表面时，若前两者混合稍有不匀，极易存留气泡，这些气泡在遇到高温时会使制品鼓包，导致产品报废，而在已应用的车辆上发生该问题时，更会导致对生产厂家不良影响，因而生产合格的产品对聚氨酯物料的流动性、与玻璃纤维的浸润性有着极其苛刻的要求；3.生产的汽车内饰件虽具有轻质、高性能的特点，但由于使用的内芯材料属于聚氨酯硬质泡沫和玻璃纤维的复合，产品硬度较高，缺乏弹性，表面手感欠佳，一般不被高档汽车所接受。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种复合型的汽车内装饰件。该产品不易起包变形，表面具有弹性，手感较佳，产品档次高。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种复合型的汽车内装饰件的制备方法，该方法产品废品率低。

为实现上述目的，本发明提供的复合型汽车内装饰件由三层材料组成：表面为吸塑成型层、中间为喷涂型半硬质聚氨酯泡沫层、最下为聚氨酯反应注射成型材料层。其中吸塑成型层为适于吸塑工艺的材料，如丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)片材或卷材、聚氯乙烯片材或卷材等；半硬质聚氨酯泡沫和聚氨酯反应注射成型材料均使用现有技术产品。

图1是本发明的产品结构示意图。图2是本发明的工艺流程图。

本发明制备工艺包括表皮吸塑成型、聚氨酯泡沫喷涂成型、增强型聚氨酯反应注射成型三个步骤：

1.表皮吸塑成型：

(1)对模具进行预热；(2根据产品要求选用片材或卷材，并将材料裁制成产品要求的尺寸，铺装于吸塑模具上并将材料压紧至服帖；(3)对整个表皮模具和制品进行加热；(4)对材料进行吸塑成型；(5)冷却至室温；(6)脱模。

2.聚氨酯泡沫喷涂成型：(1)将吸塑成型的表皮制品铺于阴模内，固定服帖；(2)通过聚氨酯泡沫喷涂设备将聚氨酯喷涂泡沫组合物混合后，均匀喷涂于阴模表皮的内表面上；(3)经反应形成半硬质聚氨酯泡沫皮下保护层。

3.增强型聚氨酯反应注射成型：(1)使用机械手将玻璃纤维絮束喷洒于阴模腔内或手工将玻璃纤维毡铺装于模腔内；(2)使用反应注射成型机将双组份聚氨酯组合物浇注于阴模模腔内；(3)合模待反应完全后取出制品；(4)对制品进行剪裁修边，即制成完整的复合型汽车内饰件。

表皮吸塑成型步骤可根据不同产品的要求，使用不同形状的模具，选择不同硬度的材料，根据模具设计可形成具有花纹的汽车内饰制品表皮。

聚氨酯泡沫喷涂成型过程使用的聚氨酯喷涂泡沫组合物为双组份，在双组份喷涂机上进行喷涂。根据产品要求，可选用不同硬度的产品，厚度5～20mm可对表皮起到较好的保护作用。常用的喷涂工艺为：A组份料温30～45℃，B组份料温30～45℃，喷涂压力为5～8MPa。第二步完成以后，无需脱模、后熟化等步骤，可立即进行第三步增强型聚氨酯反应注射成型工艺的操作。

本发明产品是在吸塑成型表皮与增强型聚氨酯反应注射成型材料之间喷涂了一层半硬质聚氨酯泡沫保护层，具有以下优点：

1.可有效减少在第三步的反应过程中放热和产生压力对热塑型表皮的伤害，生产出的制品花纹清晰，无损伤和缺陷，可大大提高制品合格率。

(2)现有技术玻璃纤维絮束与聚氨酯反应性物料混合浇注于吸塑成型表皮的表面时，若前两者混合稍有不匀，极易存留气泡，这些气泡在遇到高温时会使制品鼓包，导致产品报废。本发明在吸塑成型表皮与增强型聚氨酯反应注射成型材料之间喷涂了一层聚氨酯泡沫保护层，该保护层可有效减少气泡对表皮的影响，即使有少量空隙，也不会因为受热而造成制品表面鼓包，减少了废品率。

(3)与吸表皮为塑成型层、内芯为反应注射成型产品相比，本发明产品有弹性，手感好。

附图说明

图1是本发明的产品结构示意图。

1-表皮 2-喷涂泡沫层 3-增强型聚氨酯内芯

图2是本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。以下所述份数均为质量份。聚氨酯喷涂泡沫组合料是黎明化工研究院牌号LM-PT011PU原液；反应注射成型用双组份聚氨酯组合物是黎明化工研究院牌号LM-RIM011PU原液。

下面以复合型客车仪表台制品的生产为例来进行说明，具体包括以下步骤：

1.产品表皮吸塑成型：(1)根据仪表台的外形设计吸塑成型的模具；(2)将模具预热至50℃；(3)以厚度为2mm的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)皮纹型卷材为表皮材料，裁剪成2m×1.5m片；(4)将片材铺设到模具上，对整个模具和片材进行加热，升温至70℃保持30s；(5)吸塑成型仪表台表皮；(6)冷却至室温；(7)脱模待用。

2.聚氨酯泡沫喷涂成型(1)根据仪表台的设计要求制造聚氨酯反应注射成型用模具，模具具有阴模和阳模两部分，阴模在下、阳模在上固定于模架上；(2)将上一步骤制得表皮制品铺于阴模内，固定服帖；(3)设定喷涂设备的工艺参数：物料温度A：40℃，B：35℃，喷涂压力6.5MPa，通过聚氨酯泡沫喷涂设备将聚氨酯喷涂泡沫组合料，均匀喷涂于阴模表皮的内表面上；(4)经5min反应完全后，形成聚氨酯泡沫层。

3.增强型聚氨酯反应注射成型：(1)使用机械手将玻璃纤维絮束喷洒于阴模腔内或手工将玻璃纤维毡铺装于模腔内；(2)设定反应注射成型机的工艺参数：A组分：40℃，B组分：30℃，注射压力10MPa，经碰撞混合后将双组份聚氨酯组合物浇注于阴模模腔内；(3)合模5min后取出制品；(4)对制品进行剪裁修边，室温放置熟化1周，即制成完整的复合型汽车仪表台制品。

该产品表面具有弹性，手感较佳，制品花纹清晰，无损伤和缺陷。

Claims

1.一种复合型汽车内装饰件，其特征是由三层材料组成，表面为吸塑成型层、中间为半硬质聚氨酯泡沫层、最下为聚氨酯反应注射成型材料层。

2.一种权利要求1所述的复合型汽车内装饰件，其特征是其中吸塑成型层为丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物片材或卷材、聚氯乙烯片材或卷材。

3.一种权利要求1或2所述的复合型汽车内装饰件的制备方法，包括表皮吸塑成型、聚氨酯泡沫喷涂成型、增强型聚氨酯反应注射成型三个步骤：

A.表皮吸塑成型：

(1)对模具进行预热；(2根据产品要求选用片材或卷材，并将材料裁制成产品要求的尺寸，铺装于吸塑模具上并将材料压紧至服帖；(3)对整个表皮模具和制品进行加热；(4)对材料进行吸塑成型；(5)冷却至室温；(6)脱模；

B.聚氨酯泡沫喷涂成型：(1)将吸塑成型的表皮制品铺于阴模内，固定服帖；(2)通过聚氨酯泡沫喷涂设备将聚氨酯喷涂泡沫组合物混合后，均匀喷涂于阴模表皮的内表面上；(3)经反应形成半硬质聚氨酯泡沫皮下保护层；

C.增强型聚氨酯反应注射成型：(1)使用机械手将玻璃纤维絮束喷洒于阴模腔内或手工将玻璃纤维毡铺装于模腔内；(2)使用反应注射成型机将双组份聚氨酯组合物浇注于阴模模腔内；(3)合模待反应完全后取出制品；(4)对制品进行剪裁修边，即制成完整的复合型汽车内饰件。

4.根据权利要求3所述的制备方法，聚氨酯泡沫喷涂成型过程使用的聚氨酯喷涂泡沫组合物为双组份，在双组份喷涂机上进行喷涂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，聚氨酯泡沫喷涂成型工艺为：A组份料温30～45℃，B组份料温30～45℃，喷涂压力为5～8MPa。