CN111204294B - 一体成型的汽车epp顶棚及其制备方法 - Google Patents

一体成型的汽车epp顶棚及其制备方法 Download PDF

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Abstract

发明公开了一种一体成型的汽车EPP顶棚，所述EPP顶棚由EPP材料一体成型；具有重量轻、隔热性好、低气味、低VOC产生的特点，且成型后的顶棚厚度均匀性好，顶棚的折弯边界强度高，顶棚的整体强度高，有优良的力学性能，使用寿命长，能够与车身顶盖金属件很好的装配接触，在行车过程中不会产生异响，且顶棚装配后表面更规整，能够与包覆织布等更贴合，减少褶皱，平整性好，既能节省油耗，又能提高行车安全系数，且增强乘坐舒适性。且成型工艺，易于操作，仅需要一套成型模具及其配套设施即可完成，降低了生产成本，采用一次成型的方式提高了优质品率。

Description

一体成型的汽车EPP顶棚及其制备方法
技术领域
发明涉及汽车领域，具体涉及一种轻质环保且一体成型的汽车EPP顶棚及其制备方法。
背景技术
顶棚是汽车整车内饰的重要组成部分，它的主要作用是提高车内的装饰性，同时顶棚还可提高与车外的隔热、绝热效果；降低车内噪声，提高吸音效果；提高乘员乘坐的舒适性和安全性。顶棚的成型一般采用模压成型，较常用的是PP板材，将PP板材放入金属(或树脂)阴阳模具中，经过加热、加压固化成型。而顶棚轮廓和开孔的成型则采用高压水切割或模切(模具带有铳头)，但由于存在切割精度差的问题，容易导致尺寸控制差、容易产生毛边等问题。且由于采用板材加热压制成型，板材的折弯处变薄，因此导致汽车顶棚的强度不均匀，折弯边界处强度相对较弱，在行车过程中，折弯边界处强度容易受到不良影响，也容易产生应力损坏，进而影响顶棚的使用寿命。且现有技术中的汽车顶棚还无法满足轻质型要求，无法达到减重的目的。现有技术中也有采用EPP替代PP作为汽车顶棚以满足轻质型要求，但是由于同样采用的是板材直接加热挤压成型，同样存在上述问题。另外，现有的汽车顶棚内饰安装支架和天窗加强框一般是采用热熔胶与顶棚基材粘接，这种粘接方式在长期使用中会老化导致粘接强度下降，会导致脱落或损坏；使得顶棚灯发生损坏或者从顶棚上掉落下来，容易对人身安全造成损坏。且过多的使用胶粘的方式不但影响顶棚的整体受力，还会导致气味、VOC产生，过多的粘接固定结构影响顶棚的表面平整性，影响织物的包覆贴合性，过多的连接结构也会导致异响。且内饰安装支架还存在韧性不好的问题，在车辆行驶过程中发生强烈震动或者发生冲击的情况下不能起到很好的缓冲作用，容易发生断裂。
发明内容
有鉴于此，发明的目的在于提供一种一体成型的汽车EPP顶棚，通过EPP材料一体成型，具有重量轻、隔热性好、低气味、低VOC产生的特点，且成型后的顶棚厚度均匀性好，顶棚的折弯边界处强度高，顶棚的整体强度高，力学性能优良，使用寿命长，能够与车身顶盖金属件很好的装配接触，在行车过程中不会产生异响，且顶棚装配后表面更规整，能够与包覆织布等更贴合，减少褶皱，平整性好，既能节省油耗，又能提高行车安全系数，且增强乘坐舒适性。
发明的一种一体成型的汽车EPP顶棚，所述EPP顶棚由EPP材料一体成型；
进一步，与所述EPP顶棚一体成型设有加强筋，所述加强筋沿EPP顶棚横向或/和纵向分布；
进一步，所述EPP顶棚由EPP粒子通过模具挤压直接成型；
进一步，所述EPP粒子通过加热并由模具挤压使得EPP粒子之间熔接直接形成整体所述EPP顶棚；
进一步，所述EPP顶棚由EPP粒子在高温蒸汽作用下通过模具挤压使得EPP粒子之间形成熔接，EPP顶棚挤压熔接成型后在EPP顶棚表面的相邻的所述EPP粒子之间形成粒子边界纹路，所述粒子边界纹路为不规则封闭纹路；
进一步，所述EPP顶棚表面分布有多个区域，所述区域由点状凸起排列形成，所述区域规则分布于EPP顶棚表面；
进一步，与所述EPP顶棚一体成型设有内饰件安装支架或/和天窗加强框，所述天窗加强框由多个条形凸起构成，所述条形凸起包括横向肋条和纵向肋条，所述横向肋条和纵向肋条交叉连接呈网格状结构，所述天窗加强框通过蘑菇搭扣与天窗固定连接，所述EPP顶棚上开设有用于排水管的管路槽以及用于布线的线束卡槽，所述管路槽和线束卡槽均在EPP顶棚成型时通过压印形成。
本发明还公开一种一体成型的汽车EPP顶棚的制备方法，包括以下步骤：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理使粒子内部产生内应力；
b.型腔预热后进料：将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的模腔中；
c.蒸汽双面穿透加热成型：通过固模和移模同时向型腔通入蒸汽进行双面穿透加热使EPP原材料粒子熔接成型；
进一步，步骤a中，采用六段式分段加压方式，分别为：预压过程0，压力为0.2～0.4bar,时间为25～35min；预压过程1，压力为3.5～4.5bar,时间为7～9h；预压过程2，压力为3.5～4.5bar,时间为25～35min；预压过程3，压力为2.5～3.5bar,时间为25～35min；预压过程4，压力为1.5～2.0bar,时间为25～35min；预压过程5，压力为1.5～2.0bar,时间为80～100h；步骤b中，模腔预热温度为110-130℃，入料风的风压为2.5～3.5，流动风的风压为1.5～2.5；步骤c中，双面穿透加热的蒸汽温度为120～140℃，蒸汽压力为1～2bar；
进一步，还包括以下步骤：
d.基材表面覆合：在模具内将覆合面料通过高温高压作用粘接覆合于粒子熔接形成的EPP顶棚表面后进行冷却、脱模和烘烤定型处理。
发明的目的在于提供一种一体成型的汽车EPP顶棚及其制备方法，通过EPP材料一体成型，具有重量轻、隔热性好、低气味、低VOC产生的特点，且成型后的顶棚厚度均匀性好，顶棚的折弯边界处强度高，顶棚的整体强度高，力学性能好，使用寿命长，能够与车身顶盖金属件很好的装配接触，在行车过程中不会产生异响，且顶棚装配后表面更规整，能够与包覆织布等更贴合，减少褶皱，平整性好，既能节省油耗，又能提高行车安全系数，且增强乘坐舒适性。且成型工艺，易于操作，仅需要一套成型模具及其配套设施即可完成，降低了生产成本，采用一次成型的方式提高了优质品率。
附图说明
下面结合附图和实施例对发明作进一步描述：
图1为发明的一体成型的汽车EPP顶棚板材局部放大结构示意图；
图2为带有天窗加强框的一体成型的汽车EPP顶棚结构示意图；
图3为图2的天窗加强框放大结构示意图。
具体实施方式
图1为发明的一体成型的汽车EPP顶棚板材结构示意图；图2为带有天窗加强框的一体成型的汽车EPP顶棚结构示意图；图3为图2的天窗加强框放大结构示意图；如图所示，本实施例中的一体成型的汽车EPP顶棚，所述EPP顶棚1由EPP材料一体成型；采用EPP材料直接成型为顶棚结构，减少胶粘剂的使用，具有重量轻、隔热性好、低气味、低VOC产生的特点。且EPP顶棚1在弯折转角部位与其他部位厚度均匀好，不存在采用板材加热压制成型的汽车顶棚板材因折弯处变薄强度容易受到不良影响的问题。
本实施例中，与所述EPP顶棚1一体成型设有加强筋，所述加强筋沿EPP顶棚1横向或/和纵向分布；现有的汽车顶棚一般不设置加强筋，顶棚的结构强度无法提升，或者需另外设置加强筋，加强筋并非与顶棚一体成型，这样影响顶棚的整体性和美观度，且加强筋的作用也得不到充分发挥。本实施例中，EPP顶棚1的加强筋在EPP顶棚成型过程中形成，由EPP顶棚材料直接形成顶棚加强筋，更能发挥加强筋的作用，使EPP顶棚1的结构强度更高，且不影响EPP顶棚1的整体性。加强筋的设置可根据实际强度需求进行设计和布置，可以只沿EPP顶棚横向或纵向分布，也可纵向和横向分布或交错分布，这里的“纵向”和“横向”是相对于EPP顶棚的长度方向和宽度方向。为了加强顶棚安装后车顶内表面的表观性，加强筋一般位于顶棚安装后的外表面，既起到加强顶棚强度的作用，又不影响内饰的美观性。因此，该EPP顶棚可以不用包覆面料直接使用，减少了顶棚制作工序，也节约经济成本。
本实施例中，所述EPP顶棚1由EPP粒子通过模具挤压直接成型；采用EPP粒子在模具中直接成型(与传统的板材压制成型不同)，相当于原料直接成型，EPP粒子在模具型腔中直接形成具有顶棚形状和构造的EPP顶棚1，且能确保EPP顶棚1各部位的厚度均匀性，尤其在EPP顶棚1的折弯边界处，通过EPP粒子在模具中挤压成型，更能确保折弯边界处的成型精度和结构强度，且比传统的板材压制成型更容易成型，顶棚折弯边界处的强度更容易把控，确保边角弯折处的强度不受影响，确保EPP顶棚1各部分的结构强度，保证EPP顶棚1的受力整体性，延长汽车顶棚的使用寿命。
本实施例中，所述EPP粒子通过加热并由模具挤压使得EPP粒子之间熔接直接形成整体所述EPP顶棚1；EPP粒子之间相互挤压熔接形成顶棚的构造和形状，由于是粒子之间挤压熔接成型，因此顶棚边角弯折部位的厚度均匀性好，粒子挤压熔接后形成密实的结构，粒子与粒子之间的熔接强度更高，因此，顶棚边角弯折部位的厚度不会变薄，顶棚边角弯折部位的结构强度不受影响。因此，EPP粒子之间熔接挤压熔接形成的顶棚结构具有较高的整体结构强度，能够延长顶棚的使用寿命，同时具有较好的减震隔音效果，产品表面无褶皱、无脱层、鼓包等产品缺陷，且具有较好的抗剥离强度，由EPP粒子热压成型的汽车顶棚不仅起到了很好的减重作用，而且能直接替代目前汽车顶棚结构中常用的PU、PP板材、玻璃纤维、无纺布、滚胶胶水等材料，不仅节约经济成本，而且环保。
本实施例中，所述EPP顶棚1由EPP粒子在高温蒸汽作用下通过模具挤压使得EPP粒子之间形成熔接，EPP顶棚1挤压熔接成型后在EPP顶棚1表面的相邻的所述EPP粒子之间形成粒子边界纹路12；EPP粒子在模具中成型，模具具有汽车顶棚的构造，将预压处理后的EPP粒子充入模具中，EPP粒子在模具中的高温蒸汽作用下相互挤压熔接成型，高温蒸汽作用能更好的使EPP粒子成型并满足成型后的强度要求，且高温蒸汽的流通作用，使EPP粒子受热更均匀，能够确保EPP顶棚的成型均匀性，EPP顶棚1各部分结构强度的一致性，也利于汽车顶棚边角转弯处EPP粒子在模具型腔中成型，确保汽车顶棚边角弯折处的结构强度。成型后的EPP顶棚1表面具有粒子边界纹路12，即该纹路是围绕挤压后粒子边界形成的纹路，也体现了EPP粒子挤压熔接后的粒子表观形状，EPP粒子熔接后形成的表面平整性好，纹路和粒子形状清晰可见，增强EPP顶棚的表观性。成型后的EPP顶棚可不再包覆面料用于汽车顶棚，EPP顶棚1表面EPP粒子之间形成粒子边界纹路12可起到装饰作用。
本实施例中，所述粒子边界纹路12为不规则封闭纹路；粒子边界纹路12为熔接后粒子的外轮廓线形成的线条形边界纹路，体现的是粒子经挤压熔接后再表面的表观形状，根据挤压熔接的状态和力度呈现不同的形状。封闭纹路意味着粒子之间是紧密连接，所形成的是密实结构，粒子之间的熔接强度高，使EPP顶棚1的结构强度更高，隔热隔音以及减震性更好。
本实施例中，所述EPP顶棚1表面分布有多个区域14，所述区域14由点状凸起13排列形成，所述区域规则分布于EPP顶棚表面；多个区域14等间距分布于EPP顶棚1表面；点状凸起13是EPP粒子成型工艺过程中形成的，在EPP粒子成型的模具中需通入蒸汽，因此会在模腔中增加针孔状或条形状的汽塞，因此EPP顶棚表面会形成细小的点状凸起，点状凸起的形状取决于汽塞的形状结构。本实施例中的毛刺其形状和构造为点状结构，点状凸起13密集分布成圆形或类似圆形的团状区域14，然后以团状区域14的方式在EPP顶棚表面(EPP粒子成型后的表面)等间距分布。多个区域14的分布取决于模腔中汽塞的分布。
本实施例中，与所述EPP顶棚1一体成型设有内饰件安装支架2；内饰件安装支架2通过预埋的方式与EPP顶棚一体成型或由EPP顶棚成型工艺中直接成型；内饰件安装支架2用于内饰件的安装，例如用于顶棚灯的安装。即在顶棚在模具中成型以前，将安装支架预埋于顶棚的材料内，在顶棚材料发泡成型的过程中，将安装支架紧密包覆固定形成安装支架与顶棚一体的结构。例如，后侧顶灯支架和前顶灯支架为镀锌铁材料，则可通过预埋的方式与EPP顶棚1成型为一体。所述内饰件安装支架2也可由EPP顶棚1发泡成型；即，在顶棚1材料发泡成型的过程中，在顶棚1上生成安装支架，成型后安装支架是顶棚1整体的一部分，也就是说，用于制造顶棚基材的模具本身就具有安装支架结构，将EPP(聚丙烯塑料发泡材料)倒入模具中发泡成型。例如，内饰件安装支架2为EPP材料，则可与EPP顶棚一起发泡成型，内饰件安装支架2的结构由模具控制。内饰件安装支架2与EPP顶棚1一体成型的结构减少了安装工序和粘接工序，提高内饰件安装支架2与顶棚的连接牢固性和稳定性，提高顶棚的整体强度，同时减少气味、VOC产生，提高包覆织物的贴合性，减少褶皱，从而配合效果更好，避免异响，能更好的降低噪音。EPP(聚丙烯泡沫)顶棚是一种轻质材料，声学性能好，所以与车身顶盖金属件装配接触，当车在行驶过程中，不会有摩擦异响发出，对整车的NVH声学性能及异响具有很好的改善作用，同时具有很好的隔热性。
本实施例中，还包括与EPP顶棚1一体成型的天窗加强框3，所述天窗加强框3由EPP顶棚1上的多个条形凸起11构成，所述条形凸起11包括横向肋条11a和纵向肋条11b，所述横向肋条11a和纵向肋条11b交叉连接形成网格状凸起；条形凸起112与EPP顶棚骨架材料相同，即，在EPP顶棚骨架通过模具成型的同时，条形凸起112也成型于EPP顶棚骨架，这种一体成型的结构减少了天窗加强框3通过热熔胶粘接的步骤，不仅节约了工序，减轻了重量，还增加了汽车顶棚的强度，条形凸起112形成的天窗加强框3也作为顶棚的加强筋使用，而且天窗加强框3自身的结构强度以及与天窗的连接稳定性也相应提高。EPP顶棚是指顶棚骨架为聚丙烯塑料发泡材料(EPP)。在需要开设天窗的一体成型的汽车EPP顶棚上设置天窗加强框用于天窗的安装，天窗加强框3与EPP顶棚1一体成型的结构减少了安装工序和粘接工序，提高天窗加强框3与顶棚的连接牢固性和稳定性，提高顶棚的整体强度，同时减少气味、VOC产生，提高包覆织物的贴合性，减少褶皱，从而配合效果更好，避免异响，能更好的降低噪音。
本实施例中，所述天窗加强框3通过蘑菇搭扣与天窗固定连接；所述条形凸起11上设置有用于与天窗连接的蘑菇搭扣6；所述蘑菇搭扣6沿环形天窗加强框3结构等间距均匀分布；通过分别粘在天窗加强框3和天窗骨架上的蘑菇搭扣6之间的咬合，将天窗加强框3和天窗骨架联接在一起，从而将顶棚天窗口周边部位固定在车身上，其制造和装配方便简捷，效率高，效果好；蘑菇搭扣6还可为子母扣、尼龙搭扣或魔术扣。在所述EPP顶棚1的缘设置有泡沫垫块7；便于与金属骨架安装，同时起到减震的作用，并提高贴合的紧密性。
本实施例中，所述EPP顶棚1上开设有用于排水管的管路槽4以及用于布线的线束卡槽5，所述管路槽和线束卡槽均在EPP顶棚1成型时通过压印形成。所述管路槽4和线束卡槽5均在EPP顶棚1发泡成型时通过压印形成；也就是说，在EPP顶棚1在模具中发泡成型的同时，管路槽4和线束卡槽5可通过在EPP顶棚1上压印生成；所述线束卡槽5沿线束走向等间距分布；便于线束的安装和固定，同时又不影响EPP顶棚1的强度，提高表面规整性。
本实施例的一种一体成型的汽车EPP顶棚的制备方法，包括以下步骤：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理使粒子内部产生内应力，采用六段式分段加压方式，分别为：预压过程0，压力为0.2～0.4bar,时间为25～35min；预压过程1，压力为3.5～4.5bar,时间为7～9h；预压过程2，压力为3.5～4.5bar,时间为25～35min；预压过程3，压力为2.5～3.5bar,时间为25～35min；预压过程4，压力为1.5～2.0bar,时间为25～35min；预压过程5，压力为1.5～2.0bar,时间为80～100h；通过分段压力的设定以及每段压力所对应的压制时间上的设定，使EPP粒子在粒子预压罐内进行充分的膨胀发泡，以便于在后续的成型过程中，EPP粒子之间能够有效的进行结合，提高后续的成型效果，提高产品的表观质量。
b.型腔预热后进料：将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，模腔预热温度为110-130℃，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔入料风的风压为2.5～3.5，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的模腔中，流动风的风压为1.5～2.5；入料风的设置为了提高了EPP粒子在进行加料过程中的流动性，通过在模具的型腔内加压来提高加料速度，通过流动风使EPP粒子均匀的分布在模具的型腔内，当一次进料不足时进行二次进料，二次进料的入料的风压为3～3.5bar，入料时间为1～10s；采用两步加料为了提高模具的型腔内EPP粒子的密实度，提高产品的成型品质；流动风是通过模具上的一个气塞上通入空气，从模具上的另一个气塞排入成型机的气室中，从成型机的气室上的排气阀排走而形成的。
c.蒸汽双面穿透加热成型：通过固模和移模同时向型腔通入蒸汽进行双面穿透加热使EPP原材料粒子熔接成型；双面穿透加热的蒸汽温度为120～140℃，蒸汽压力为1～2bar；使模具的型腔内的温度进行快速升温，EPP粒子在模具的型腔内充分加热后熔接成型。
本实施例中，还包括以下步骤：
d.基材表面覆合：在模具内将覆合面料通过高温高压作用粘接覆合于粒子熔接形成的EPP顶棚表面后进行冷却、脱模和烘烤定型处理；该工序将表面覆合材料放置于模具内，再次合模，然后通过对模具进行温度控制，使模具内的温度为120～140℃，压力为1.5-2.5bar下，让表面复合材料在高温高压作用下覆合于基材表面，将面料背胶熔化后与EPP产品表面进行粘接；成型后内部及表面温度较高，超时高温会导致产品成型效果不理想、表面质量下降，同时不利于产品脱模；水冷及气冷能及时排除产品内部及表面热量，保证产品外观质量，冷却时间为160～200s；EPP成型后在模具内一次完成基材的包覆处理，不但改善了现有汽车顶棚成型工艺中存在的气味及VOC问题，而且采用该工艺制备的汽车顶棚的包覆面料不容易脱落，包覆层和基材层结合良好，产品表面无褶皱、无脱层、鼓包等产品缺陷的出现，同时大大简化了汽车顶棚生产过程。
脱模后烘烤定型；烘烤后逐渐冷却定型，夏季烘烤的温度为60～65℃，时间为210～270min；冬季烘烤的温度为70～75℃，时间为270～330min。成型后利用真空及机械推力将产品从模具型腔内推出，真空脱模在保证脱模的同时还能保证产品良好的外观质量；EPP产品在成型脱模后，需立即进入高温烘房烘烤定型，常温空间中不能放置过长时间(夏季不超过4H，冬季不超过2H)，防止产品定型不良。在高温烘房内烘烤到时后将产品转至低温烘房逐渐冷却定型。当室外平均气温≤25℃时，高温烘房需升温至40℃后方能将待烘烤产品放置烘房，当平均气温≥25℃时，产品可直接放入烘房烘烤。
而现有技术中，对于汽车顶棚的成型工艺，一般采用干法成型和湿法成型，其中干法成型的具体工艺为：PU/PP玻纤板烘烤软化，其中软化温度因材料而不同，此时胶粉、胶片等低熔点材料熔化成液态并均匀附在基材表面→复合面料(加热后的材料进入冷模压制成型(压制过程中材料快速冷却并固化))。而湿法成型包括一步法成型和两步法成型，一步法湿法工艺具体方法如下：将胶滚涂至PU板表面并喷洒固化剂和水，使之与玻毡、无纺布、胶片及面料等材料叠合后送入高温模具压制成型(此时胶水与水及催化剂快速反应并固化)，模具温度取决于胶水固化温度。两步法湿法工艺具体方法如下：(1)先将胶滚涂至PU板表面并喷洒固化剂和水，使之与玻毡、无纺布、胶片等材料叠合后送入高温模具压制成顶棚基材(同一步法(2)再在顶棚基材表面喷洒胶，将基材与面料送入高温模具压制顶棚。上述工艺中，皆因由于目前顶棚结构中常用的材料包括PU板材、聚氨酯胶水等大量的聚氨酯类的材料，因此造成汽车顶棚的气味以及VOC非常难得到控制。且汽车顶棚的包覆面料容易脱落，包覆层和基材层结合不够好，产品表面容易出现褶皱、脱层、鼓包等产品缺陷。而采用本发明的制备方法，EPP基材成型后在模具内一次完成基材的包覆处理，不但改善了现有汽车顶棚成型工艺中存在的气味及VOC问题，而且采用该工艺制备的汽车顶棚的包覆面料不容易脱落，包覆层和基材层结合良好，产品表面无褶皱、无脱层、鼓包等产品缺陷的出现，同时大大简化了汽车顶棚生产过程。
实施例一
本实施例的EPP表面包覆成型制备汽车顶棚的方法，包括以下步骤：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理；预压过程0，压力为0.2bar,时间为25min；预压过程1，压力为3.5bar,时间为7h；预压过程2，压力为3.5bar,时间为25min；预压过程3，压力为2.5bar,时间为25～35min；预压过程4，压力为1.5bar,时间为25min；预压过程5，压力为1.5bar,时间为80h；
b.将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的模腔中；流动风的风压为1.5bar，入料风压为3bar，入料时间为1s；当一次进料不足时进行二次进料，二次进料的入料的风压为3bar，入料时间为1s；
c.蒸汽双面穿透加热成型：通过固模和移模同时向型腔通入蒸汽进行双面穿透加热使EPP原材料粒子熔接成型；双面加热的温度为120℃，时间为6s，压力为1bar；
d.基材表面覆合：在模具内将覆合材料通过高温高压作用粘接覆合于成型的EPP基材表面后进行水冷气冷处理；将表面覆合材料放置于模具内，再次合模，然后通过对模具进行温度控制，使模具内的温度为120℃，压力为1.5bar下，让表面复合材料在高温高压作用下覆合于基材表面，将面料背胶熔化后与EPP产品表面进行粘接，然后进行水冷气冷处理，冷却时间为160s；
e.脱模后烘烤定型烘烤后逐渐冷却定型，夏季烘烤的温度为60～65℃，时间为210～270min；冬季烘烤的温度为70～75℃，时间为270～330min。
实施例二
本实施例的EPP表面包覆成型制备汽车顶棚的方法，包括以下步骤：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理；预压过程0，压力为0.4bar,时间为35min；预压过程1，压力为4.5bar,时间为9h；预压过程2，压力为4.5bar,时间为35min；预压过程3，压力为3.5bar,时间为35min；预压过程4，压力为2.0bar,时间为35min；预压过程5，压力为2.0bar,时间为100h；
b.将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的模腔中；流动风的风压为2.5bar，入料风压为3.5，入料时间为10s；当一次进料不足时进行二次进料，二次进料的入料的风压为3.5，入料时间为10s；
c.加热：将汽车顶棚成型模具型腔中的EPP粒子通过蒸汽加热至EPP粒子熔接；采用蒸汽单面加热和双面加热相结合的方式先从模具的移模开始加热，单面加热的温度为130℃，时间为12s，压力为2.5bar；双面加热的温度为140℃，时间为10s，压力为2bar；
d.基材表面覆合：将表面覆合材料放置于模具内，再次合模，然后通过对模具进行温度控制，使模具内的温度为140℃，压力为2.5bar下，让表面覆合材料在高温高压作用下覆合于基材表面，将面料背胶熔化后与EPP产品表面进行粘接，然后进行冷却处理，冷却时间为200s；
e.脱模后烘烤定型烘烤后逐渐冷却定型，夏季烘烤的温度为60～65℃，时间为210～270min；冬季烘烤的温度为70～75℃，时间为270～330min。
实施例三
本实施例的EPP表面包覆成型制备汽车顶棚的方法，包括以下步骤：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理；预压过程0，压力为0.2bar,时间为35min；预压过程1，压力为3.5bar,时间为9h；预压过程2，压力为3.5bar,时间为35min；预压过程3，压力为2.5bar,时间为35min；预压过程4，压力为1.5bar,时间为35min；预压过程5，压力为1.5bar,时间为100h；
b.将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的模腔中；流动风的风压为1.5bar，入料风压为3.5，入料时间为1s；当一次进料不足时进行二次进料，二次进料的入料的风压为3.5，入料时间为1s；
c.蒸汽双面穿透加热成型：通过固模和移模同时向型腔通入蒸汽进行双面穿透加热使EPP原材料粒子熔接成型；双面加热的温度为120℃，时间为10s，压力为1bar；
d.基材表面覆合：将表面覆合材料放置于模具内，再次合模，然后通过对模具进行温度控制，使模具内的温度为130℃，压力为2bar下，让表面复合材料在高温高压作用下覆合于基材表面，将面料背胶熔化后与EPP产品表面进行粘接，然后进行冷却处理，冷却时间为170s；
e.脱模后烘烤定型烘烤后逐渐冷却定型，夏季烘烤的温度为60～65℃，时间为210～270min；冬季烘烤的温度为70～75℃，时间为270～330min。
实施例四
本实施例的EPP表面包覆成型制备汽车顶棚的方法，包括以下步骤：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理；预压过程0，压力为0.4bar,时间为25min；预压过程1，压力为4.5bar,时间为7h；预压过程2，压力为4.5bar,时间为25min；预压过程3，压力为3.5bar,时间为25min；预压过程4，压力为2.0bar,时间为25min；预压过程5，压力为2.0bar,时间为80h；
b.将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的模腔中；流动风的风压为2.5bar，入料风压为3，入料时间为10s；当一次进料不足时进行二次进料，二次进料的入料的风压为3bar，入料时间为10s；
c.蒸汽双面穿透加热成型：通过固模和移模同时向型腔通入蒸汽进行双面穿透加热使EPP原材料粒子熔接成型；双面加热的温度为120℃，时间为10S，压力为2bar；
d.基材表面覆合：将表面覆合材料放置于模具内，再次合模，然后通过对模具进行温度控制，使模具内的温度为130℃，压力为1.8bar下，让表面复合材料在高温高压作用下覆合于基材表面，将面料背胶熔化后与EPP产品表面进行粘接，然后进行水冷或气冷处理，冷却时间为170s；
e.脱模后烘烤定型烘烤后逐渐冷却定型，夏季烘烤的温度为60～65℃，时间为210～270min；冬季烘烤的温度为70～75℃，时间为270～330min。
实施例五
本实施例的EPP表面包覆成型制备汽车顶棚的方法，包括以下步骤：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理；预压过程0，压力为0.3bar,时间为30min；预压过程1，压力为3.5bar,时间为9h；预压过程2，压力为3.5bar,时间为35min；预压过程3，压力为3bar,时间为30min；预压过程4，压力为1.5bar,时间为35min；预压过程5，压力为1.5bar,时间为99h；
b.将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的模腔中；流动风的风压为2.5bar，入料风压为3，入料时间为1s；当一次进料不足时进行二次进料，二次进料的入料的风压为3，入料时间为1～10s；
c.蒸汽双面穿透加热成型：通过固模和移模同时向型腔通入蒸汽进行双面穿透加热使EPP原材料粒子熔接成型；双面加热的温度为120℃，时间为6S，压力为2bar；
d.基材表面覆合：将表面覆合材料放置于模具内，再次合模，然后通过对模具进行温度控制，使模具内的温度为130℃，压力为1.8bar下，让表面复合材料在高温高压作用下覆合于基材表面，将面料背胶熔化后与EPP产品表面进行粘接，然后进行水冷气或冷处理，冷却时间为190s；
e.脱模后烘烤定型烘烤后逐渐冷却定型，夏季烘烤的温度为60～65℃，时间为210～270min；冬季烘烤的温度为70～75℃，时间为270～330min。
实施例六
本实施例的EPP表面包覆成型制备汽车顶棚的方法，包括以下步骤：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理；预压过程0，压力为0.2bar,时间为30min；预压过程1，压力为4.5bar,时间为8h；预压过程2，压力为3.5bar,时间为30min；预压过程3，压力为3.5bar,时间为25min；预压过程4，压力为2.0bar,时间为30min；预压过程5，压力为2.0bar,时间为99h；
b.将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的模腔中；流动风的风压为1.5bar，入料风压为3.5，入料时间为5s；当一次进料不足时进行二次进料，二次进料的入料的风压为3.5，入料时间为1s；
c.蒸汽双面穿透加热成型：通过固模和移模同时向型腔通入蒸汽进行双面穿透加热使EPP原材料粒子熔接成型；双面加热的温度为130℃，时间为6S，压力为2bar；
d.基材表面覆合：将表面覆合材料放置于模具内，再次合模，然后通过对模具进行温度控制，使模具内的温度为135℃，压力为2.5bar下，让表面复合材料在高温高压作用下覆合于基材表面，将面料背胶熔化后与EPP产品表面进行粘接，然后进行水冷或气冷处理，冷却时间为160s；
e.脱模后烘烤定型烘烤后逐渐冷却定型，夏季烘烤的温度为60～65℃，时间为210～270min；冬季烘烤的温度为70～75℃，时间为270～330min。
实施例七
本实施例的EPP表面包覆成型制备汽车顶棚的方法，包括以下步骤：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理：预压过程0，压力为0.3bar,时间为30min；预压过程1，压力为4.0bar,时间为8h；预压过程2，压力为4.0bar,时间为30min；预压过程3，压力为3.0bar,时间为30min；预压过程4，压力为1.8bar,时间为30min；预压过程5，压力为1.8bar,时间为99h；
b.将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的模腔中；流动风的风压为2.5bar，入料风压为3，入料时间为10s；当一次进料不足时进行二次进料，二次进料的入料的风压为3bar，入料时间为10s；
c.蒸汽双面穿透加热成型：通过固模和移模同时向型腔通入蒸汽进行双面穿透加热使EPP原材料粒子熔接成型；双面加热的温度为130℃，时间为8S，压力为1bar；
d.基材表面覆合：将表面覆合材料放置于模具内，再次合模，然后通过对模具进行温度控制，使模具内的温度为130℃，压力为2.3bar下，让表面复合材料在高温高压作用下覆合于基材表面，将面料背胶熔化后与EPP产品表面进行粘接，然后进行冷却处理，冷却时间为160s；
e.脱模后烘烤定型烘烤后逐渐冷却定型，夏季烘烤的温度为60～65℃，时间为210～270min；冬季烘烤的温度为70～75℃，时间为270～330min。
将本发明的方法制备的汽车顶棚进行性能测试，测试方法和结果如下表：
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最后说明的是，以上实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种一体成型的汽车EPP顶棚，其特征在于：所述EPP顶棚由EPP材料一体成型；与所述EPP顶棚一体成型设有加强筋，所述加强筋沿EPP顶棚横向或/和纵向分布，所述顶棚通过下述方式制备：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理使粒子内部产生内应力；采用六段式分段加压方式，分别为：预压过程0，压力为0.2～0.4bar,时间为25～35min；预压过程1，压力为3.5～4.5bar,时间为7～9h；预压过程2，压力为3.5～4.5bar,时间为25～35min；预压过程3，压力为2.5～3.5bar,时间为25～35min；预压过程4，压力为1.5～2.0bar,时间为25～35min；预压过程5，压力为1.5～2.0bar,时间为80～100h；
b.型腔预热后进料：将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的型腔中；其中，型腔预热温度为110-130℃，入料风的风压为2.5～3.5bar，流动风的风压为1.5～2.5bar；
c.蒸汽双面穿透加热成型：通过固模和移模同时向型腔通入蒸汽进行双面穿透加热使EPP原材料粒子熔接成型，双面穿透加热的蒸汽温度为120～140℃，蒸汽压力为1～2bar。
2.根据权利要求1所述的一体成型的汽车EPP顶棚，其特征在于：所述EPP顶棚由EPP粒子通过模具挤压直接成型。
3.根据权利要求2所述的一体成型的汽车EPP顶棚，其特征在于：所述EPP粒子通过加热并由模具挤压使得EPP粒子之间熔接直接形成整体所述EPP顶棚。
4.根据权利要求3所述的一体成型的汽车EPP顶棚，其特征在于：所述EPP顶棚由EPP粒子在高温蒸汽作用下通过模具挤压使得EPP粒子之间形成熔接，EPP顶棚挤压熔接成型后在EPP顶棚表面的相邻的所述EPP粒子之间形成粒子边界纹路，所述粒子边界纹路为不规则封闭纹路。
5.根据权利要求4所述的一体成型的汽车EPP顶棚，其特征在于：所述EPP顶棚表面分布有多个区域，所述区域由点状凸起排列形成，所述区域规则分布于EPP顶棚表面。
6.根据权利要求1所述的一体成型的汽车EPP顶棚，其特征在于：与所述EPP顶棚一体成型设有内饰件安装支架或/和天窗加强框，所述天窗加强框由多个条形凸起构成，所述条形凸起包括横向肋条和纵向肋条，所述横向肋条和纵向肋条交叉连接呈网格状结构，所述天窗加强框通过蘑菇搭扣与天窗固定连接，所述EPP顶棚上开设有用于排水管的管路槽以及用于布线的线束卡槽，所述管路槽和线束卡槽均在EPP顶棚成型时通过压印形成。
7.根据权利要求1所述的一体成型的汽车EPP顶棚的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.预压：采用分段加压的方式对EPP原材料粒子进行预压处理使粒子内部产生内应力；
b.型腔预热后进料：将模具的固模和移模合模后锁紧固定，然后向模具型腔中通入蒸汽对模具型腔进行预热，然后通过带压的入料风将EPP原材料粒子从料筒送入模具型腔，并向模具型腔中通入带压的流动风使EPP原材料粒子均匀填充于预热后模具的型腔中；
c.蒸汽双面穿透加热成型：通过固模和移模同时向型腔通入蒸汽进行双面穿透加热使EPP原材料粒子熔接成型。
8.根据权利要求7所述的一体成型的汽车EPP顶棚的制备方法，其特征在于：步骤a中，采用六段式分段加压方式，分别为：预压过程0，压力为0.2～0.4bar,时间为25～35min；预压过程1，压力为3.5～4.5bar,时间为7～9h；预压过程2，压力为3.5～4.5bar,时间为25～35min；预压过程3，压力为2.5～3.5bar,时间为25～35min；预压过程4，压力为1.5～2.0bar,时间为25～35min；预压过程5，压力为1.5～2.0bar,时间为80～100h；步骤b中，型腔预热温度为110-130℃，入料风的风压为2.5～3.5bar，流动风的风压为1.5～2.5bar；步骤c中，双面穿透加热的蒸汽温度为120～140℃，蒸汽压力为1～2bar。
9.根据权利要求8所述的一体成型的汽车EPP顶棚的制备方法，其特征在于：还包括以下步骤：
d.基材表面覆合：在模具内将覆合面料通过高温高压作用粘接覆合于粒子熔接形成的EPP顶棚表面后进行冷却、脱模和烘烤定型处理。
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