CN103228417B - 利用连续挤出-注塑-发泡成型工艺制造防溅板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用连续的挤出‑注塑‑发泡工艺制造防溅板的方法，并且更具体地，涉及一种用于制造防溅板的方法，在此方法中，包括塑料、玻璃纤维、增容剂和橡胶的基部原材料经受熔化挤出，而与此同时执行注塑成型，然后，在不将注塑成型物体从注塑模具移除的情况下，在打开状态下旋转注塑模具，并且将注塑成型物体传送到发泡模具并且随后进行火焰处理与聚氨酯发泡成型步骤。在根据本发明的用于防溅板的制造方法中，单个工艺用于将材料分别复合与颗粒化的工序以及将注塑‑成型物体成型并且将发泡本体成型的工序，并且因此能够缩短材料和多个部件部分的传送以及减小成型尺寸误差以及在传送工序中的变质与污染的风险。

Description

利用连续挤出-注塑-发泡成型工艺制造防溅板的方法
技术领域
本发明涉及一种制造用于制造保护车体以及噪音减小的防溅板的方法，其中吸声泡沫结构通过连续挤出-注塑-发泡工艺附接到包括玻璃纤维的防溅板的基部。
背景技术
防溅板通常安装在发动机下方以阻挡发动机噪音。此防溅板具有这样的结构：其中诸如聚氨酯泡沫体的吸声材料在由诸如塑性材料的合成树脂形成的其基部的一侧上淀积到一定厚度。
制造防溅板的传统方法包括复合树脂、注塑-成型树脂以形成基部、发泡吸声材料、将吸声泡沫附接到基部、以及随后的后处理工艺。然而，由于该方法要求单独制造基部与吸声结构并且使用粘结剂附接，因此在工艺配置方面此方法不是高效的。
此外，尽管已经使用粘结剂执行基板与吸声结构的附接，但由于防溅板的结构变得复杂并且在防溅板的物理性能方面粘结剂是不利的，因此难以使用粘结剂。
为了解决这些问题，已经进行研究以制造其中基部与吸声结构一体形成的防溅板。当尝试实现所述目的时，使包含发泡树脂和吸声材料的基部材料顺序地堆叠在模具中并且将包含在基部材料中的发泡树脂热压同时同时使其发泡与固化。在另一种方法中，在基部上形成表面层，该表面层受到注塑成型或压制成型，真空成型，然后使发泡树脂在基部与表面层之间注塑并且发泡。然而，由于独立地执行相应的工艺，因此这些方法具有下述问题：工艺数量多、工艺复杂、以及制造防溅板要求长的工艺时间。此外，压制成型致使产品形状的自由度减小。
发明内容
技术问题
在对开发用于在单个成型工艺中制造防溅板的技术的持续研究以便满足期望的物理特性的情况下，本发明的发明人开发了一种防溅板，其中吸声泡沫结构通过连续的注塑-发泡成型工艺一体地附接到主要包括塑性材料和玻璃材料的混合物材料基部。因此，本发明的一个方面是提供一种通过简单的成型工艺制造具有卓越物理特性的防溅板的方法。
技术方案
根据本发明的一个方面，利用连续的挤出-注塑-发泡工艺制造防溅板的方法包括：将用于基部的包括塑性材料、玻璃纤维、增容剂和橡胶的原材料引入到挤出机并且通过熔化与混合原材料来挤出树脂混合物；传送处于熔化状态的挤出的树脂混合物并且使该挤出的树脂混合物注塑-成型；在不将注塑-成型的物体从注塑模具移除的情况下，在打开状态中旋转所述注塑模具并且将所述注塑-成型的物体传送到发泡模具；对发泡模具中的树脂混合物执行火焰处理；以及在发泡模具闭合的情形中使聚氨酯在经火焰处理的树脂混合物的表面上发泡。
有益效果
就制造根据本发明的防溅板的方法而言，通过单个工艺分别地执行复合并且微粒化材料的工序、注塑-成型物体以及形成发泡本体的工序，因此缩短了传送材料与多个部件的时间，由此减小了诸如成型产品的尺寸误差、在传送过程中变质与污染等。此外，制造好的防溅板不需要对防溅板的物理特性有害的单独的粘结剂，以使其具有比现有的防溅板更卓越的机械强度与吸声性能。
附图说明
图1是通过连续的挤出-注塑-发泡工艺制造吸声结构与玻璃纤维集成而加强的防溅板的工艺的示意图。
具体实施方式
现在，将详细地描述本发明的实施方式。
本发明涉及一种通过单个工艺制造防溅板的方法，其中用于基部的原材料经受熔化挤出和注塑成型，并且在不使注塑-成型物体从注塑模具移除的情况下将注塑-成型物体传送到发泡模具并且使吸声结构在发泡模具中经受发泡。
首先，将用于基部的包括塑性材料、玻璃纤维、增容剂和橡胶的原材料引入到挤出机并且受到熔化与混合以形成树脂混合物，然后挤出树脂混合物。塑性材料可以是任何材料，只要该材料可以用于防溅板的基部。优选地，塑性材料是聚丙烯。在用于基部的原材料中，塑性材料占到原材料的量的60wt％到80wt％。这里，如果塑性材料的量少于60wt％，则玻璃纤维的量相对地增加，以致使比重增加，反之如果塑性材料的量超过80wt％，则可能存在防溅板机械特性变差的问题。
玻璃纤维用于改进防溅板的基部的机械特性。在基部材料中，玻璃纤维的量可在从15wt％到30wt％的范围。这里，如果玻璃纤维的量少于15wt％，那么基部材料的比重可能更低，但是基部可能受到诸如强度或耐久度的机械特性的变差。如果玻璃纤维的量超过30wt％，那么就可能存在比重增加的问题。此外，使用增容剂以在混合过程中方便原材料的混合及其稳定。诸如CM-1120W(从Honam Petrochemical有限公司可获得)的聚丙烯增容剂可以用作增容剂。增容剂的量可在从1wt％到5wt％的范围。这里，如果增容剂的量少于1wt％，那么增容剂就不会有实质性影响，并且如果增容剂的量在5wt％以上，那么增容剂根据其量的增加不具有实际效果，同时使基部的物理特性变差。因此，理想的是增容剂存在于上面的范围中。此外，橡胶被用于提高基部的冲击强度。具体地说，橡胶可以包括聚烯烃弹性体(从陶氏化学公司可获得)。橡胶可以占到基部材料中的3wt％到8wt％的量。如果橡胶的量小于3wt％，则很难获得期望的冲击强度，并且如果橡胶的量超过8wt％，那么拉伸强度、弯曲强度、以及挠曲模量便均可能变差。如果需要，则基部材料还可以包括着色添加剂等。
挤出是熔化与混合材料的复合工艺。有利地，塑性材料、增容剂、橡胶和添加剂通过漏斗引入到挤出机中，并且以未切割细丝的形式在经过挤出机缸体的中部的点处将玻璃纤维直接引入到挤出机的缸体中。玻璃纤维的单独引入防止玻璃纤维被过度地切割，由此允许将玻璃纤维以2mm或更大的长度保持在基部中。
在缸体中，连续复合的树脂以熔化状态沿着喷嘴附近的传送路径传送到注塑模具。当注塑成型时，树脂混合物可以根据防溅板的基部的重量计量，然后引入到模具中。如果在计量树脂以后在注塑成型工艺中模具不能容纳熔化树脂，复合的树脂便临时存储在另一个缸体中并且在下一个计量阶段传送，由此允许连续地执行该工艺。
在完成注塑成型以后，通过在打开状态下旋转注塑模具，注塑-成型的树脂在不被从注塑模具移除的情形下传送到发泡模具。注塑模具构造为使得定位在注塑器与发泡喷嘴之间的称作下模具的可旋转核心部分可以围绕上模具旋转，所述上模具具有通过其注塑树脂混合物的门并且上模具具有通过其引入发泡材料的门，由此允许模具依次地打开或关闭。在基部通过注塑门注塑成型以后，下端模具朝向发泡门转动以将注塑成型的树脂混合物传送到发泡模具。
然后，在发泡模具中树脂混合物受到火焰处理。火焰处理使注塑成型的树脂混合物的表面张力降低，因此发泡部分，即吸声结构，可以在不使用粘结剂的情况下附接到基部。火焰处理以此种方式执行，当使其中布置有注塑成型的基部的下模具朝向发泡机的上模具转动时，利用例如在注塑器和发泡机的外部装配有火焰喷射器的机械手使吸声材料将要附接到的基部的一部分受到火焰处理。
接着，随着发泡模具闭合，经火焰处理的树脂混合物受到发泡工艺以在树脂混合物的表面上形成聚氨酯泡沫，由此制造防溅板。这里，聚氨酯泡沫形成吸声结构，其转而附接到经注塑成型的树脂混合物的基部。发泡压力的范围可以从150巴到200巴。如果发泡压力小于150巴，那么由于多元醇与异氰酸酯(即发泡材料)的不平衡的混合，可能发生诸如发泡性能变差的问题，并且如果发泡压力超过200巴，便可能存在诸如工艺效率减小和制造成本增加的问题。
根据本发明，可以通过单个连续的挤出-注塑-发泡工艺制造防溅板，由此提高工艺效率，并且制造好的防溅板不含有粘合剂，由此与通过传统方法制造的产品相比提供了更卓越的物理特性。
发明模式
现在，将参照实施例更加详细地描述本发明。然而，应该理解的是本发明不限于下面的实施例。
工业实用性
[实施例]
实施例1
通过漏斗将72wt％的聚丙烯、3wt％的增容剂(CM-1120W，HonamPetrochemical有限公司)、以及5wt％的聚烯烃弹性体(陶氏化学公司)被引入到挤出机中，并且沿着挤出方向在超过缸体长度60％的点处将玻璃纤维引入到挤出机的缸体中。在用于熔化基部材料的210℃的缸体温度下并且在150rpm的螺杆转速下挤出树脂混合物。
通过经由注塑门将熔化的树脂混合物以50mm/s的注塑速率注塑到注塑模具中而使挤出的树脂混合物经受注塑成型，并且在不将注塑成型的树脂混合物从注塑模具移除的情况下，在打开状态下降注塑模具朝向发泡门旋转。
接着，利用装配有火焰喷射器的机械手使注塑成型的树脂混合物受到火焰处理，然后在发泡模具关闭的情况下，以160巴注塑聚氨酯，由此制造防溅板，其中聚氨酯泡沫，即吸声结构，被应用到注塑成型的基部。
实施例2
除了使用67wt％的聚丙烯与25wt％的玻璃纤维以外，以与实施例1相同的方式制造防溅板。
物理特性评估
1)挠曲模量
根据ASTM D790执行此测试。这里，样本具有127mm×12.7mm×6.4mm的尺寸，并且注塑速度是5mm/min。
2)冲击强度
根据*ASTM D256执行此测试。这里，样本是具有63.5mm×12.7mm×6.4mm的尺寸的有凹口的样本。冲击测试相应地在室温(25℃)与低温(-30℃)下进行。
3)运行噪音测试
根据ISO-362测试方法，在具有四缸直喷式柴油发动机(实施例1的防溅板附接到该柴油发动机)的1991cc，1995kg的中型车辆上执行此测试。
4)气味测试
根据MS300-34标准在80℃下执行此测试。
表1
表1示出了在实施例1和实施例2中制造的防溅板的物理特性的测试结果。如表1中所示，在其基部中含有相对较大量玻璃纤维的实施例2中的防溅板，在挠曲模量和冲击强度方面示出了卓越的结果。然而，实施例1和实施例2都具有大于2.63GPa的高挠曲模量，其与现有技术中的防溅板的挠曲模量类似或者比之略高。此外，实施例1和实施例2还具有大于19KJ/m2的高冲击强度。该实施例的防溅板具有与现有技术中的防溅板的低温冲击强度类似的低温冲击强度。此外，由于运行噪音与气味测试结果满足用于车辆的期望的物理特性，因此可以看出，根据本发明的方法可以通过单个工艺提供比通过传统方法制造的产品具有更卓越的机械强度和吸声性能的防溅板。

Claims (5)

1.一种利用连续的挤出-注塑-发泡工艺制造防溅板的方法，该方法包括：
将用于基部的包括塑性材料、玻璃纤维、增容剂和橡胶的原材料引入到挤出机中并且通过熔化和混和所述原材料来挤出树脂混合物；
传送处于熔化状态的所述挤出的树脂混合物并且使所述挤出的树脂混合物注塑-成型；
在不将注塑-成型的树脂混合物从注塑模具移除的情况下，在打开状态中旋转所述注塑模具，并且将所述注塑-成型的树脂混合物传送到发泡模具，其中，所述注塑模具构造为使得定位在注塑器与发泡喷嘴之间的称作下模具的可旋转核心部分围绕上模具旋转；
对所述发泡模具中的所述树脂混合物执行火焰处理；以及
在所述发泡模具闭合的情形中，使聚氨酯在所述经火焰处理的树脂混合物的表面上发泡，其中
用于基部的所述原材料包括60～80wt％的塑性材料、15～30wt％的玻璃纤维、1～5wt％的增容剂以及3～8wt％的橡胶。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述塑性材料包括聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述橡胶包括聚烯烃弹性体。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在经过挤出机的缸体的中部的点处将所述玻璃纤维引入到所述挤出机的缸体中。
5.一种通过根据权利要求1-4中任一项所述的方法制造的防溅板。
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