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        提高發(fā)泡儀表板氣囊框與泡沫粘結(jié)力方法探究

        2016-05-30 14:46:01郭榮
        時(shí)代汽車 2016年9期
        關(guān)鍵詞:粘結(jié)力

        郭榮

        摘 要:針對儀表板總成發(fā)泡后 TPE材料氣囊框與發(fā)泡層不粘,氣囊爆破后儀表板氣囊區(qū)域泡沫整塊分離問題,提出如何提高氣囊框與泡沫粘結(jié)力的方法。通過試驗(yàn)驗(yàn)證,改善及解決此類問題,可以從氣囊框表面粗糙度、

        火焰處理方法、脫模劑方面入手。關(guān)鍵詞:火焰處理;氣囊框;聚氨酯發(fā)泡;粘結(jié)力

        1 前言

        為適應(yīng)人們對汽車安全性廣泛關(guān)注的需要,越來越多的車型在乘客側(cè)配備了安全氣囊,安全氣囊安裝在儀表板下面,由氣囊框蓋住,因此氣囊框是汽車儀表板上重要的安全零件,隨著我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展,市場的需求越來越大,儀表板也日趨多樣化,人們一直追求高檔次和高質(zhì)量的汽車內(nèi)飾,軟質(zhì)儀表板已成為中高檔汽車的主流配置,軟質(zhì)儀表板中搪塑-發(fā)泡儀表板因其優(yōu)良的安全性、外觀、觸感、及紋理清晰一致更得到人們的喜愛,安全作為最基本的功能,是必須要保障的。本文通過針對儀表板總成發(fā)泡后TPE材料氣囊框與發(fā)泡層不粘,氣囊爆破后儀表板氣囊區(qū)域泡沫整塊分離,若泡沫塊飛向乘員會(huì)直接傷害乘員,這一案例分析提出如何提高氣囊框與泡沫粘結(jié)力的方法。

        2 分析

        2.1 火焰處理工藝

        火焰處理工藝,是指用強(qiáng)氧化焰使塑料表面氧化的過程,火焰處理可用來調(diào)整塑料的表面性質(zhì),在高溫下使塑料表面的大分子發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生極性基團(tuán),主要用于提高塑料表面張力,表面張力的大小可在液體表面上畫出一個(gè)任意的面積元。設(shè)此面積元每個(gè)邊長都是l,表面其他部分垂直作用在每一邊上的張力為F,于是表面張力σ為:Σ=F/l0表面張力垂直于此面積的周邊,其大小以每厘米多少達(dá)因來表示(1達(dá)因/厘米=10-3牛頓/米)因此,表面張力的量綱是MT-2。

        為了便于發(fā)泡工藝復(fù)合,一般要求表面的張力值達(dá)到41達(dá)因左右,而TPE、聚丙烯這種材料本身的表面張力值僅為31達(dá)因,遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到生產(chǎn)要求,通過火焰處理技術(shù),可以改變其表面張力,使其表面張力達(dá)到生產(chǎn)要求。圖1為火焰處理的圖片。

        2.2 儀表板發(fā)泡工藝

        儀表板發(fā)泡是將骨架(PP、SMA、PC/ ABS等)、聚氨酯半硬泡沫、表皮( PVC、 TPO、TPU等)三者進(jìn)行復(fù)合成型的過程。其中聚氨酯半硬泡沫同時(shí)也作為復(fù)合過程中骨架和表皮的連接劑。

        和注塑儀表板相比,發(fā)泡儀表板具有彈性舒適的手感,同時(shí)能夠增強(qiáng)儀表板在碰撞時(shí)緩沖吸能的效果。

        聚氨酯:聚氨酯(Polyurethane)是聚氨基甲酸酯的簡稱。是指主鏈中含有- NH(CO)O-特征單元的一類高分子。這種高分子材料廣泛用于黏合劑,涂層,低速輪胎,墊圈,車墊等工業(yè)領(lǐng)域。在日常生活領(lǐng)域聚氨酯被用來制造各種泡沫和塑料海綿。聚氨酯泡沫塑料具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、聲學(xué)性能、電學(xué)性能和耐化學(xué)性能,加上成型方便,是其他塑料品種無法比擬的。

        在泡沫系統(tǒng)中,在泡沫上升的過程中聚合物維持一個(gè)很低的粘度,當(dāng)泡沫達(dá)到最大高度的時(shí)候粘度迅速上升。通過控制聚合物的粘度增長可以來控制泡沫的開孔情況。在上升的泡沫體系中測定動(dòng)態(tài)的粘度是非常困難的。當(dāng)泡沫開始凝膠的時(shí)候粘度就會(huì)迅速的上升。開始凝膠就預(yù)示這開孔的開始。反應(yīng)起初,混合物的粘度很低,使泡沫成長。當(dāng)氣泡占有泡沫空間的74%左右的時(shí)候,形成多面形的泡孔,同時(shí)泡孔開始排氣。當(dāng)氣泡占有泡沫空間的95-98%時(shí)候,隨著多聚物的凝膠粘度會(huì)快速的上升。當(dāng)氣孔內(nèi)部的壓力繼續(xù)上升,氣孔壁將會(huì)破裂。假設(shè)氣泡開孔是從泡沫的外界開始然后到內(nèi)部。在開孔后泡沫將會(huì)迅速的熟化使產(chǎn)品可以快速脫模。圖2為儀表板發(fā)泡圖片。

        儀表板骨架總成發(fā)泡后 TPE材料氣囊框區(qū)域與發(fā)泡層不粘,TPE材料是一種熱塑性彈性體,因不含極性基團(tuán)CN和C=O,屬于非極性材料,;在發(fā)泡前需要進(jìn)行火焰處理,可以改變其表面張力,使其表面張力達(dá)到生產(chǎn)要求。圖 3為氣囊框表面與發(fā)泡層不粘圖片。

        2.3 火焰處理工藝調(diào)試

        通常設(shè)備走火焰運(yùn)行一遍程序能達(dá)到的效果,通過火焰處理反復(fù)工藝調(diào)試,在TPE氣囊框區(qū)域火焰處理程序運(yùn)行三遍,用達(dá)因值 42的藥水檢測,TPE氣囊門區(qū)域達(dá)標(biāo)。分析表面TPE材質(zhì)的零件對火焰處理的條件要求更高。與PP材質(zhì)相比,通常正規(guī)設(shè)備走一遍程序能達(dá)到的效果,對TPE材質(zhì)不行。圖4為氣囊區(qū)域運(yùn)行三遍火焰處理程序后發(fā)泡后的粘結(jié)效果,無法測量粘結(jié)值,呈現(xiàn)內(nèi)聚失效狀態(tài)。

        2.3 增加氣囊框表明粗糙度

        在試驗(yàn)過程中,發(fā)泡現(xiàn)場用砂紙?zhí)幚須饽铱蚝螅菽辰Y(jié)性能狀態(tài)滿足要求,提高表明粗糙度能有效提高粘結(jié)力,將氣囊框表面做噴砂處理。圖 5為氣囊框表明打磨與不打磨效果對比結(jié)果。

        2.4 脫模劑影響

        在試驗(yàn)過程持續(xù)跟蹤過程中,還偶爾出現(xiàn)了不粘問題,經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)不粘樣件表面明顯比其它樣件油,由于氣囊框注塑時(shí)表面噴脫模劑所致,需嚴(yán)格控制氣囊框表明不噴脫模劑。

        3 結(jié)論

        通過試驗(yàn)驗(yàn)證、工藝調(diào)試發(fā)現(xiàn)提高發(fā)泡

        儀表板氣囊框與泡沫粘結(jié)力方法有: TPE氣囊框表面做噴砂處理; TPE氣囊框火焰處理較PP骨架,需要

        火焰處理程序運(yùn)行三遍(速度通過工藝調(diào)試)。 TPE氣囊框注塑時(shí),不允許在定模面噴脫模劑,氣囊框表面不能有殘留脫模劑。三個(gè)方面結(jié)合使用,確保發(fā)泡儀表板氣囊框與泡沫粘結(jié)力保持穩(wěn)定狀態(tài)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]朱紹男:《聚丙烯塑料的應(yīng)用與改性》,北京,輕工出版社,1989,154.

        [2] 庚晉,等 .塑料在汽車上的應(yīng)用 [J].工程塑料應(yīng)用,2001(9),29.

        [3] Technology Application 《聚氨酯》2008年6月,總第 73期 /69.

        [4] 王斌,戴芳,張振英.T程塑料應(yīng)用IJJ.汽車用塑料的研究進(jìn)展,2006,(4).

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