CN106273209B - 车用空调dcpd复合材料盖板的制备方法 - Google Patents

车用空调dcpd复合材料盖板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车用空调附件，具体涉及车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法，包括如下步骤：(1)将A料里的组分在保护气氛围下混合均匀；将B料的组分也在保护气氛围下混合均匀；保持A料和B料的温度都为15～25℃；(2)将A料和B料经高压泵计量送入混合室，其中A料和B料按质量比A：B＝0.5～1.5的比例进入混合室；(3)A、B料进入混合室混合2～5秒；(4)然后将混合料充入成型模具的模腔里成型；(5)成型后脱模即可。本发明所制备的车用空调DCPD复合材料盖板，具有耐热、耐酸碱、抗摩擦等优良性能，并且具有良好的绝缘性，可应用于制作车用空调的盖板，包括汽车空调用盖板、列车空调用盖板、地铁空调用盖板等。

Description

车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法
技术领域
本发明涉及车用空调附件，具体涉及一种车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法。
背景技术
目前市场上车用空调的盖板采用玻璃钢材料。玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料，俗称FRP(Fiber Reinforced Plastics)，即纤维增强复合塑料。纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成。根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料(GFRP)，碳纤维增强复合塑料(CFRP)，硼纤维增强复合塑料等。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。纤维(或晶须)的直径很小，一般在10μm以下，断裂应变约为千分之三十以内，是脆性材料，易损伤、断裂和受到腐蚀。基体相对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。所以其复合材料是一种广泛应用的工业材料，常用于取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等材料。玻璃钢是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力，并且还是一种优良的绝缘材料，用来制造绝缘体，同时，它的热导率低，室温下为1.25～1.67kJ/(m·h·K)，只有金属的1/100～1/1000，是优良的绝热材料。基于这些优点，所以汽车空调的盖板和基座现在都首选采用玻璃钢做为制造材料，替代以往的金属盖板和金属基座，但由于汽车结构的特殊性，汽车尤其大客车空调的压缩机往往安装在汽车的顶部，玻璃钢容易破损，并且玻璃钢的密度较大，以一台45座的大巴车为例，其车用空调的盖板和基座的重量一共有120～150Kg左右，再加上压缩机装置，整个空调系统的总重量基本上都在300Kg以上，有的甚至达到400Kg左右，高达三四百公斤的负荷，无形中增加了汽车的能耗，不利于节能环保。另外，利用玻璃钢来制造车用空调的盖板和底座，由于盖板和底座都属于不规则形状的部件，其制作时需要用人工将一层基料，一层增强纤维，再一层基料，一层增强纤维，这样反复以涂覆，最后得到所需形状的玻璃钢部件胚体，然后还需要在阳光下爆晒4～6小时，或者在100℃的烤箱中烘烤2～4小时，这种玻璃钢材料在车用空调盖板和基座的制造中，效率低下，一台汽车空调的盖板和基座基本上需要4小时以上，其生产效率低，并且大部分工作使用人力来完成，成本高。
发明内容
为克服现有玻璃钢材料在制备车用空调盖板和基座中的上述缺点，本发明提供一种新型的车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法,其方案包括如下步骤：
(1)将A料里的组分在保护气氛围下混合均匀；将B料的组分也在保护气氛围下混合均匀；保持A料和B料的温度都为15～25℃；
(2)将A料和B料经高压泵计量送入混合室，其中A料和B料按质量比A：B＝0.5～1.5的比例进入混合室；
(3)A、B料进入混合室混合2～5秒；
(4)然后将混合料充入成型模具的模腔里成型；
(5)成型后脱模即可。
优选地，在上述方案基础上，所述的成型模具为立模。
优选地，在上述方案基础上，步骤(1)中A料和B料的温度都为18～22℃。
优选地，在上述方案基础上，步骤(2)A料和B料按质量比A：B＝0.8～1.2的比例进入混合室。
优选地，在上述方案基础上，步骤(2)A料和B料按质量比A：B＝1：1的比例进入混合室。
优选地，在上述方案基础上，步骤(3)混合室混合时间为3～4秒。
优选地，在上述方案基础上，所述步骤(4)将混合料充入成型模具的时间为控制8～12秒充满模腔。
优选地，在上述方案基础上，所述步骤(4)将混合料充入成型模具的时间为控制9～11秒充满模腔。
优选地，在上述方案基础上，所述A料包括如下重量份配比的组分：DCPD85～98份、催化剂1～8份。其中催化剂优选六氯化钨、单质钨或亚锰酸锂。
优选地，在上述方案基础上，所述B料包括如下重量份配比的组分：DCPD85～98份、活化剂2～10份。活化剂更优选为烷基铝、甲苯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种或几种的混合物。
优选地，在上述方案基础上，
A料还包括如下重量份配比的组分：DCPD 85～98份、催化剂1～8份、稳定剂0.1～4份、添加剂0.1～4份；
B料还包括如下重量份配比的组分：DCPD 85～98份、活化剂5～10份、调节剂0.5～5份。
优选地，在上述方案基础上，所述稳定剂为烯土稳定剂。
优选地，在上述方案基础上，所述添加剂为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或几种的混合物。
优选地，在上述方案基础上，所述活化剂为烷基铝、甲苯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种或几种的混合物。
优选地，在上述方案基础上，所述调节剂为二苯甲酮、石油醚中的一种或几种的混合物。
本发明所提供的车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法所制备出来的车用空调盖板，具有耐热、耐酸碱、抗摩擦等优良性能，并且具有良好的绝缘性，该制备方案可应用于制作车用空调的盖板，包括汽车空调用盖板、列车空调用盖板、地铁空调用盖板等。
DCPD即双环戊二烯(Dicyclopentadiene)的简称，分子式为C10H12，分子量132，熔点32℃，沸点170℃，常温下为无色或淡黄色液体。DCPD具有优良的物理性能，是一种优良的工程塑料，目前在汽车工业中已经广泛用于生产汽车保险杠、挡泥板、阻流板、方向盘、仪表盘箱、行李湘盖、灯座、轮胎罩等。但是因为车用空调部位温度较高，并且对绝缘性能有要求，同时因为裸露在车顶，对受力和耐晒，耐酸碱均有较高要求，因而，行业人士一直认为DCPD并不适合用于车用空调的盖板，普遍认为玻璃钢才是最适合的材料。
本发明采用新的方案，利用DCPD复合材料来做为车用空调盖板，采用本发明的方案，可以一次性成型制得车用空调盖板，现有技术采用玻璃钢材料制备车用空调盖板，每一块盖板，至少需要4小时以上，而本发明的方案，从进料到产品成型，耗时不到10分钟，以公共运输的45座大巴车为例，现有技术装载这样一台车用空调，一般需要一整天的时间，从而耽误运输，造成资源浪费。而采用本发明的方案，一台这样的大巴车，从开进安装地到安装完毕，全程仅需30分钟，大大提高了效率，节约了社会资源。其次，本发明方案所制得的盖板，材料轻质耐用，一台45座大巴车的车用空调盖板仅为6～10公斤，而玻璃钢盖板重达20～25公斤，本发明的盖板减轻了车的负荷，从而可以节约车的油耗，节约了能源。另外，本发明的配方材料可以采用立模来制作车用空调盖板，由于DCPD复合材料在制备过程中反应较快，因此，现有的DCPD复合材料工业制备都是采用横模的形式，因为立模在充模过程中容易导致边远的角落里有充模不满的现象，本发明的配方可以有效地完全充模，克服了现有立模制造过程中充模不满的缺陷。
本发明在实施过程中，先将A、B料按质量比配好，然后混合充模，固化定型后脱模即得。A、B料中的DCPD在催化剂的催化下，发生聚合反应，通过开环易位聚合得到聚双环戊二烯，还可加入添加剂如玻璃纤维、碳纤维等，这些纤维可以加入改变聚合材料的性能，增加材料的强度。更优选地，为保证产品具有更优性能，在进料时，控制料温为20士2℃，A、B料流量控制为A：B＝0.5～1.5，混合时间为3士2秒；充模时，阴模模温为70士3℃，阳模模温为50士3℃，充模时注射压力为50士5bar，充模时间为10士2秒。
本发明反应注射成型充模的特点是料液的充模速度很快,为此要求原液的粘度不能很高,过高粘度的混合料难于高速流动。但粘度过低的混合料也会给充模带来一系列麻烦:一是混合料容易沿模具分型面泄露和进入排气槽,从而给模具排气造成困难；二是料流可能夹带空气进入模腔,严重时会造成不稳定充模；三是会使化学反应加剧,在很短时间内产生大量的反应热,反应热引起温升,轻者增大制品的收缩率,重者会导致材料热降解；四是会造成混合料中固体粒子在流动中沉析,不利于保持制品质量；所以通过研究，料液的粘度优选为A料330士50MPas，B料330士50MPas。
具体实施方式
以下列举本发明一些优选的实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
车用空调盖板复合材料的原料重量配比如下：
A料 DCPD 94％ 六氯化钨6％
B料 DCPD 92％ 三乙基铝8％
车用空调盖板的制备：
(1)将A料里的组分在氮气氛围下混合均匀；将B料的组分也在氮气氛围下混合均匀；保持A料和B料的温度都为20士2℃；
(2)将A料和B料经高压泵计量送入混合室，其中A料和B料按质量比A：B＝1：1的比例进入混合室；
(3)A、B料进入混合室混合3秒；
(4)然后将混合料充入成型模具的模腔里成型；
(5)成型后脱模即可。
实施例2
车用空调盖板复合材料的原料重量配比如下：
A料 DCPD 95％ 六氯化钨4％ 烯土稳定剂1％
B料 DCPD 93％ 三乙基铝6％ 二苯甲酮1％
车用空调盖板的制备：
(1)将A料里的组分在氩气气氛围下混合均匀；将B料的组分也在氩气氛围下混合均匀；保持A料和B料的温度都为20士2℃；
(2)将A料和B料经高压泵计量送入混合室，其中A料和B料按质量比A：B＝1：1的比例进入混合室；
(3)A、B料进入混合室混合4秒；
(4)然后将混合料充入成型模具的模腔里成型；
(5)成型后脱模即可。
实施例3
车用空调盖板复合材料的原料重量配比如下：
A料 DCPD 94％ 六氯化钨5.6％ 烯土稳定剂0.2％ 玻璃纤维0.2％
B料 DCPD 92％ 三乙基铝7.4％ 二苯甲酮0.6％
车用空调盖板的制备：
先将A、B料按质量比配好，控制料温为20士2℃，A、B料流量控制为A：B＝1：1，混合时间为5士2秒，然后充模，阴模模温为70士3℃，阳模模温为50士3℃，充模时注射压力为50士5bar，充模时间为10士2秒，固化定型25秒后脱模即得。如果制件有飞边则对制件进一步修饰。
实施例4
车用空调盖板复合材料的原料重量配比如下：
A料 DCPD 88％ 单质钨8％ 烯土稳定剂1％ 玻璃纤维3％
B料 DCPD 90％ 三乙基铝5％ 二苯甲酮5％
车用空调盖板的制备：
先将A、B料按质量比配好，控制料温为20士2℃，A、B料流量控制为A：B＝1：1.2，混合时间为5士2秒，然后充模，阴模模温为70士3℃，阳模模温为50士3℃，充模时注射压力为50士5bar，控制充模时间为10士2秒充满模具，固化定型30秒后脱模即得。如果制件有飞边则对制件进一步修饰。本发明制备的车用空调盖板美观性及一致性方面比玻璃钢成型好，生产时间大大缩短。
实施例5
车用空调盖板复合材料的原料重量份配比如下：
A料 DCPD 85份 亚锰酸锂8份 烯土稳定剂2份 玻璃纤维3份
B料 DCPD 87份 三乙基铝8份 二苯甲酮3份
车用空调盖板的制备：
先将A、B料按质量比配好，控制料温为20士2℃，A、B料流量控制为A：B＝1：1.2，混合时间为5士2秒，然后充模，阴模模温为70士3℃，阳模模温为50士3℃，充模时注射压力为50士5bar，控制充模时间为10士2秒充满模具，固化定型30秒后脱模即得。如果制件有飞边则对制件进一步修饰。本发明制备的车用空调盖板美观性及一致性方面比玻璃钢成型好，生产时间大大缩短。
实施例6
车用空调盖板，由原料A料和B料按质量比A：B＝1：1的比例混合制成，其中，
A料为重量份配比的如下组分：DCPD 98份、六氯化钨1份、稳定剂0.5份、添加剂0.5份；
B料为重量份配比的如下组分：DCPD 93份、活化剂5份、调节剂2份。
制备车用空调盖板：
1)贮存
A料、B料分别储存在两个储料罐中，储料罐采用全密封模式，内部充99.99％氮气以保护原材料；
2)计量
两种组分原液的按所需比例计量,为减少误差，要求计量精度至少为士1.5％,最好控制在士1％；
3)混合
高压注入混合室进行混合。
4)充模
混合后迅速充模；
5)固化
两种原料的混合液在注入模腔后,可以在很短的时间内发生反应并完成固化定型。由于塑料的导热性差,大量的反应热由于无法快速传导到外层从而使得成型物内部温度高于表层温度,致使成型物的固化是从内向外进行。在这种情况下,要对模具进行冷却,以保证将模腔内的最高温度控制在树脂的热分解温度以下,并且使得制件的温度可以快速的下降到一定程度以进行脱模。
6)脱模
当制件的温度下降到一定程度而具有足够强度时就可以进行脱模了。对于盖板类较简单的产品脱模不需要特定的脱模机构，在零件冷却后即可脱出，对于形状复杂零部件如底座类脱模可以采用特定的脱模机构来实现；
7)修饰
修饰就是制件在脱模出来以后进行一些相应的后处理步骤。对于本产品出来后有较多的飞边，针对产品形状制定了特定的工装，保证能加工出不同圆弧，不同高度的盖板，其美观性及一致性较玻璃钢成型好；
制备过程工艺参数如下：
实施例7
车用空调盖板，由原料A料和B料按质量比A：B＝1：0.8的比例混合制成，其中，
A料为重量份配比的如下组分：DCPD 85份、六氯化钨2份、稳定剂2份、添加剂3份；
B料为重量份配比的如下组分：DCPD 89份、活化剂8份、调节剂4份。
用于制备车用空调盖板：
1)贮存
A料、B料分别储存在两个储料罐中，储料罐采用全密封模式，内部充99.99％氮气以保护原材料；
2)计量
两种组分原液的按所需比例计量,为减少误差，要求计量精度至少为士1.5％,最好控制在士1％；
3)混合
高压注入混合室进行混合。
4)充模
混合后迅速充模；
5)固化
两种原料的混合液在注入模腔后,可以在很短的时间内发生反应并完成固化定型。由于塑料的导热性差,大量的反应热由于无法快速传导到外层从而使得成型物内部温度高于表层温度,致使成型物的固化是从内向外进行。在这种情况下,要对模具进行冷却,以保证将模腔内的最高温度控制在树脂的热分解温度以下,并且使得制件的温度可以快速的下降到一定程度以进行脱模。
6)脱模
当制件的温度下降到一定程度而具有足够强度时就可以进行脱模了。对于盖板类较简单的产品脱模不需要特定的脱模机构，在零件冷却后即可脱出，对于形状复杂零部件如底座类脱模可以采用特定的脱模机构来实现；
7)修饰
修饰就是制件在脱模出来以后进行一些相应的后处理步骤。对于本产品出来后有较多的飞边，针对产品形状制定了特定的工装，保证能加工出不同圆弧，不同高度的盖板，其美观性及一致性较玻璃钢成型好；
制备过程工艺参数如下：
实施例8
车用空调盖板复合材料的原料重量份配比如下：
A料 DCPD 95份 亚锰酸锂6份 烯土稳定剂3份 碳纤维5份
B料 DCPD 91份 三乙基铝7份 二苯甲酮4份
车用空调盖板的制备：
1)贮存
A料、B料分别储存在两个储料罐中，储料罐采用全密封模式，内部充99.99％氮气以保护原材料；
2)计量
两种组分原液的按所需比例计量,为减少误差，要求计量精度至少为士1.5％,最好控制在士1％；
3)混合
高压注入混合室进行混合。
4)充模
混合后迅速充模；
5)固化
两种原料的混合液在注入模腔后,可以在很短的时间内发生反应并完成固化定型。
6)脱模
当制件的温度下降到一定程度而具有足够强度时就可以进行脱模了。对于盖板类较简单的产品脱模不需要特定的脱模机构，在零件冷却后即可脱出，对于形状复杂零部件如底座类脱模可以采用特定的脱模机构来实现；
7)修饰
修饰就是制件在脱模出来以后进行一些相应的后处理步骤。对于本产品出来后有较多的飞边，针对产品形状制定了特定的工装，保证能加工出不同圆弧，不同高度的盖板，其美观性及一致性较玻璃钢成型好；
制备过程工艺参数如下：
各实施例中的原料均应保持与空气隔绝，充模时采用立模，从下往上充模。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)将A料里的组分在保护气氛围下混合均匀；将B料的组分也在保护气氛围下混合均匀；保持A料和B料的温度都为15～25℃；
(2)将A料和B料经高压泵计量送入混合室，其中A料和B料按质量比A：B＝0.5～1.5的比例进入混合室；
(3)A、B料进入混合室混合2～5秒；
(4)然后将混合料充入成型模具的模腔里成型；
(5)成型后脱模即可；
其中，所述A料和B料按重量配比的组成为：
A料 DCPD 88％ 单质钨8％ 烯土稳定剂1％ 玻璃纤维3％ B料 DCPD 90％ 三乙基铝5％ 二苯甲酮5％
并且，A料和B料的粘度为：A料330士50MPas，B料330士50MPas。
2.根据权利要求1所述车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法，其特征是，所述的成型模具为立模。
3.根据权利要求1所述车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法，其特征是，步骤(1)中A料和B料的温度都为18～22℃。
4.根据权利要求1所述车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法，其特征是，步骤(2)A料和B料按质量比A：B＝0.8～1.2的比例进入混合室。
5.根据权利要求4所述车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法，其特征是，步骤(2)A料和B料按质量比A：B＝1：1的比例进入混合室。
6.根据权利要求1所述车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法，其特征是，步骤(3)混合室混合时间为3～4秒。
7.根据权利要求1所述车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法，其特征是，所述步骤(4)将混合料充入成型模具的时间为控制8～12秒充满模腔。
8.根据权利要求7所述车用空调DCPD复合材料盖板的制备方法，其特征是，所述步骤(4)将混合料充入成型模具的时间为控制9～11秒充满模腔。
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Denomination of invention: Preparation method of DCPD composite material cover plate for automotive air conditioning

Effective date of registration: 20230412

Granted publication date: 20190108

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hunan Xiangjiang New Area Branch

Pledgor: HUNAN VAQOUNG ELECTRIC Co.,Ltd.

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