摘 要：裝有專用設備，具備專用功能，用于承擔專門運輸任務或專項作業(yè)的汽車稱為專用汽車，保溫車和冷藏車就屬于專用汽車中的一種。以硬質聚氨酯泡沫塑料為芯材，玻璃鋼為面板復合而成的“三明治”結構的聚氨酯復合板材在保溫、冷藏車領域中顯示出了卓越的使用性能。該文介紹了保溫（冷藏）專用汽車的行業(yè)現狀，分析了用于汽車廂體的聚氨酯硬泡復合板材的組成材料及特點，研究了箱板各結構層復合工藝，闡述了聚氨酯硬泡復合板材的應用特點，預估了發(fā)展前景。

關鍵詞：保溫（冷藏）汽車 聚氨酯復合板材 復合工藝 應用特點

中圖分類號：TU551 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0059-02

1 保溫（冷藏）專用汽車行業(yè)現狀

據有關資料介紹，就廂式汽車中的一個品種——保溫（冷藏）汽車在我國貨運汽車中占的比例僅為0.33%左右，而美國為0.8%～1%，英國、德國等發(fā)達國家均為2%～3%。近年來我國聚氨酯工業(yè)以接近20 %的速度快速發(fā)展，其應用正在日益擴展。目前我國聚氨酯泡沫塑料的應用消費仍以軟質泡沫塑料為主；硬質泡沫塑料的應用主要在冰箱、冷柜、石油化工管道等方面，在保溫（冷藏）專用汽車的應用尚處于起步階段。此外，目前聚氨酯材料在國內汽車領域的應用主要集中在坐墊、內飾材料、緩沖抗震吸能材料等，在貨運汽車保溫（冷藏）箱體方面的應用尚待發(fā)展。

2 聚氨酯硬泡復合板材各組成材料及特點

聚氨酯硬泡復合板材的組成材料包括聚氨酯硬泡、玻璃鋼、玻璃纖維網格布、膠黏劑。

聚氨酯硬泡，亦稱硬質聚氨酯泡沫塑料，是聚氨酯的一種，屬于憎水性材料。硬質聚氨酯泡沫塑料具有超低的熱導率（其導熱系數γ僅為0.018～0.024W/m*k），軟化系數在250℃以上，保溫隔熱效果在目前市場上所有的保溫隔熱材料中是最好的。與其他隔熱保溫材料相比，50 mm厚的硬質聚氨酯泡沫塑料隔熱保溫效果相當于80 mm厚的可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）泡沫塑料，90 mm的巖（礦）棉，100 mm厚的軟木，280 mm厚的木板和760 mm厚的混凝土。聚氨酯硬泡的密度有多種，用于保溫（冷藏）專用汽車箱體制造的聚氨酯硬泡密度一般為35～50千克/立方米，當聚氨酯硬泡密度為40～43千克/立方米時表現出最好的性價比。

玻璃鋼，亦稱玻璃纖維增強塑料（簡稱FRP），它是以玻璃纖維及其制品（玻璃布、帶、氈、紗等）作為增強材料，以合成樹脂作基體材料合成的一種復合材料。玻璃鋼有著強度高、耐疲勞性能好、減震性好、耐化學腐蝕、熱導率低等優(yōu)點，表1對比了玻璃鋼與其他幾種常用材料的部分性能。玻璃鋼應用領域十分廣闊，就汽車領域而言，目前已采用玻璃鋼制造的汽車部件有發(fā)動機機罩、車門板、前燈罩、車頂、保險杠等等，其應用的最大優(yōu)點就是減輕重量，據稱與鋼相比，玻璃鋼能使很多部件減重35%左右。

玻璃纖維網格布是玻璃纖維的一種。玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，熔點680℃，沸點1000℃，密度 2.4～2.7g/cm3。其優(yōu)點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，通常用作復合材料中的增強材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，表2列舉了玻璃纖維和其他常用材料抗拉性能的對比。玻璃纖維網格布以耐堿玻纖網布為主，它采用中無堿玻纖紗（主要成份是硅酸鹽、化學穩(wěn)定性好）經特殊的組織結構——紗羅組織絞織而成，后經抗堿液、增強劑等高溫熱定型處理，從而具有良好的抗堿性、柔韌性 以及經緯向高度抗拉力，可被廣泛用于建筑物內外墻體 保溫、防水、抗裂等。

生產復合板材的膠黏劑為不飽和聚酯樹脂膠黏劑（以下簡稱UPR膠黏劑），該膠黏劑是由不飽和聚酯樹脂、交聯劑、引發(fā)劑、促進劑、填料等組成。其原理是引發(fā)劑在促進劑的氧化還原作用下形成高度活性的游離基，游離基促使UPR和已經預先加入的交聯劑發(fā)生交聯反應，使膠黏劑從流態(tài)變?yōu)槟z凝態(tài)，最終固化，從而產生膠接作用。該反應體系稱為氧化—還原體系，可在室溫下進行。市場上銷售的UPR一般已經加入交聯劑（一般為苯乙烯），有的也可能同時加入促進劑，形成預促進不飽和聚酯樹脂；引發(fā)劑通常為過氧化甲乙酮和50%鄰苯二甲酸二甲酯配制的溶液；促進劑通常為環(huán)烷酸鈷的苯乙烯溶液，含有0.48%～5.0%的二價鈷離子。

在我們實習調研的迪科公司所采用的是分別購買廠家配制好的UPR混合溶液（已經加入交聯劑以及其他部分次要助劑）、過氧化甲乙酮引發(fā)劑混合溶液和環(huán)烷酸鈷促進劑混合溶液，然后根據施工現場實際環(huán)境采用相應的配比進行配置，配制時各成分用量見表3。

其中，引發(fā)劑和促進劑的用量根據施工現場的溫度和相對濕度具體確定，當溫度高或者相對濕度大時，用量大；相反，則用量較少。通過調節(jié)用量，從而控制其膠凝時間保持在60～90分鐘，以滿足施工要求。

3 聚氨酯硬泡復合板材結構層及其復合工藝

聚氨酯硬泡復合板材為“三明治”式結構，分外層、中間層和內層，外層為玻璃鋼面板，中間層為玻璃纖維網格布和粘接劑（膠黏劑）的組合體，內層為聚氨酯芯材。此外，復合板材內部還會根據使用要求相應的預埋少部分鐵件。復合板材中，玻璃鋼面板厚度為1.5～2mm，膠黏劑層（含玻璃纖維網格布）厚度為1mm左右。芯材聚氨酯的厚度因貨車功能要求（即溫度要求）、箱體大小以及廂體部位而異，芯材厚度不同，形成的復合板材厚度也各不相同。表4列舉了不同車型及不同箱體長度所采用的聚氨酯復合板材的不同厚度。

備注：廂體底部復合板材結構一面采用鋼板，另一面采用玻璃鋼，使用時面板為鋼板一側與貨車底盤鋼架接觸并固定，其余部位的復合板材兩面面板均為玻璃鋼。

聚氨酯硬泡復合板材的復合工藝有垂直復合法、塊料切割粘結法（亦稱真空粘結法）等。迪科公司采用的方法為塊料切割粘結法，其具體工藝流程如下：1）清理真空臺，量好粘接所需尺寸并貼好塑料膜；2）把粘接時所需的玻璃鋼單板（外層面板）撕掉保護膜，并清理板上雜務、灰塵等（使用減壓吸除粉塵的方法較為有效），放置在已經貼好的尺寸內；3）把玻璃鋼外層面板貼附在模具上，有毛氈的一面鋪設一層玻璃纖維方格布，并保證方格布的平整；4）把已經調好的粘接樹脂用料槽均勻的淋灑在玻璃鋼單板上，用壓輥把氣泡清除；5）把拼接好的板材放置在已經涂好粘接樹脂的玻璃鋼單板上，按相應圖紙要求放好預埋鐵之后，在上面鋪設一層玻璃纖維方格布，并再次淋灑粘接樹脂；6）鋪上玻璃鋼內層單板，蓋上連接片和真空毯；7）開啟真空泵進行真空加壓，使各層材料粘接形成一個整體，即得到聚氨酯硬泡復合板材。這種復合方法的優(yōu)點有生產裝置及手續(xù)簡單、改變板材形狀與尺寸均較為方便與經濟，缺點是有廢料生成，從而浪費塑料坯料。

4 聚氨酯復合板材在專用車領域的應用特點及前景

通過復合工藝的聚氨酯復合板材在專用車領域具有如下特點。

（1）重量輕：廂板內外蒙皮玻璃鋼及聚氨酯隔熱層均為輕質材料，有效的減輕了車體自重，利于用戶節(jié)能降耗，降低運營成本。

（2）強度高：全塑全封閉的復合廂板使廂體整體具有極高的強度。

（3）保溫性好：采用硬質聚氨酯泡沫為隔熱材料，保溫材料穩(wěn)定性高、在廂板內部不產生二次熟化、廂體不變形。

（4）達到相同保溫效果所需的材料厚度小：聚氨酯硬泡有著極低的導熱系數，這使得它達到與同行材料（如聚苯乙烯）相同保溫效果時所需的厚度降低。

據外媒報道，2015年全球聚氨酯泡沫市場需求將達到約9.6億噸。與國外聚氨酯應用領域相比，我國聚氨酯應用蘊藏著巨大的發(fā)展?jié)摿?。建筑和汽車行業(yè)是國外聚氨酯應用的兩大主要領域，而我國聚氨酯在這兩個領域的應用還處于發(fā)展初期。根據IAL調研機構的數據，建材和汽車在全球聚氨酯應用領域中分別占據了17%和15%的份額，而我國則都不足5%。隨著人們生活水平的提高，對于保溫（冷藏）運輸的認可度越來越高，聚氨酯硬泡作為該應用領域中最有效的常規(guī)保溫隔熱材料，將發(fā)揮更大的作用，前景將會更加光明。

參考文獻

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