汽車門內(nèi)飾產(chǎn)品上的新型材料探究

韓宇++吳雪++劉輝

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的穩(wěn)步提升，汽車行業(yè)對(duì)其貢獻(xiàn)巨大，這與汽車行業(yè)生產(chǎn)過程中的各環(huán)節(jié)技術(shù)的革新有著密不可分的聯(lián)系。在人們環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的背景下，環(huán)保的新型材料得到了廣泛的關(guān)注，并逐漸代替了聚氨酯膠黏劑，本文就汽車門內(nèi)飾產(chǎn)品上的新型材料進(jìn)行了研究和分析。

關(guān)鍵詞：汽車車門；內(nèi)飾材料；聚氨酯膠

隨著塑料在汽車行業(yè)的廣泛應(yīng)用，汽車的內(nèi)外飾件已基本實(shí)現(xiàn)塑料化，為汽車減輕重量、節(jié)約成本發(fā)揮著重要作用。但生產(chǎn)汽車塑料飾件的傳統(tǒng)模具開發(fā)多受限于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果無法準(zhǔn)確預(yù)測，需要通過模具制造出來后反復(fù)試模和修改才能達(dá)到產(chǎn)品成型要求，無法有效地縮短開發(fā)周期和降低開發(fā)成本。塑料成型CAE技術(shù)的應(yīng)用，使得設(shè)計(jì)師能夠在模具制造之前，預(yù)測設(shè)計(jì)中潛在的缺陷，為合理地修改設(shè)計(jì)方案提供科學(xué)依據(jù)。本文就聚氨酯膠粘劑及其在汽車內(nèi)飾產(chǎn)品生產(chǎn)上的工藝控制進(jìn)行具體闡釋。

一、聚氨酯材料在汽車上的使用現(xiàn)狀

聚氨酯材料在汽車上的應(yīng)用非常廣泛，按其聚氨酯品種來分有軟質(zhì)泡沫塑料，如汽車上的隔音墊、空氣濾清器、頂棚內(nèi)襯、地毯背襯、坐墊、靠背、頭枕等；模塑泡沫塑料，如坐墊、靠背、頭枕；半硬質(zhì)泡沫塑料，如汽車儀表板、扶手芯、頭枕、遮陽板、變速箱頂蓋、雜志箱蓋、喇叭蓋（層）、車頂內(nèi)襯、門內(nèi)飾板、保險(xiǎn)杠內(nèi)芯等；硬質(zhì)泡沫塑料，如車門內(nèi)襯、內(nèi)裝板、座椅靠背蓋殼、墊、頂棚內(nèi)椅襯、加工內(nèi)飾件；自結(jié)皮泡沫塑料，如方向盤、變速桿手柄、扶手、頭枕、喇叭蓋等；RIM微孔彈性體，如保險(xiǎn)杠、擋泥板、側(cè)防護(hù)條、擾流板、汽車窗包邊等；增強(qiáng)RIM微孔彈性體，如保險(xiǎn)杠、緩沖件、阻流板、檔泥板、行李箱底板及蓋等；澆注彈性體如減震緩沖塊、手柄軸密封圈、萬向節(jié)、輪胎等；熱塑性彈性體（TPU），如彈簧護(hù)套、保險(xiǎn)杠護(hù)板、軟管等；復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，如座椅緩沖層、隔音阻尼密封墊及條、車門內(nèi)襯、保險(xiǎn)杠、頂襯等；合成革、氨綸材料，如汽車坐、靠墊套、頭枕套、內(nèi)裝飾材料等；粘接密封材料，如用來粘接不飽和樹脂玻璃纖維增強(qiáng)片狀模塑料（SMC）材料、風(fēng)擋玻璃粘接與密封、點(diǎn)火線圈灌封等；涂料，如外裝飾件、零部件、車體及修補(bǔ)等。

二、聚氨酯材料汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用

車門內(nèi)板的構(gòu)造基本上類似于儀表板，由骨架、泡沫和表皮革構(gòu)成。目前國外許多企業(yè)在尋找便于回收的汽車材料，如Bayer公司正在開發(fā)一種以劍麻、亞麻和聚氨酯為原料代替玻璃纖維增強(qiáng)的RIM聚氨酯制品，這種材料除具有金屬和玻璃纖維的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)價(jià)格更便宜、質(zhì)量更輕、韌度更強(qiáng)、消音，而且可以生物降解，被稱作“綠色”產(chǎn)品。由聚氨酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%、亞麻及劍麻各一半作為增強(qiáng)材料的模塑薄壁汽車部件，其密度為700～750kg/m3（低密度僅550kg/m3）、壁厚1.7～2.0mm、彎曲模量3400MPa、彎曲強(qiáng)度約30MPa、沖擊強(qiáng)度15kJ/m2，它還具有低煙霧值優(yōu)點(diǎn)，受到汽車工業(yè)界的關(guān)注。Mercedes-Benz車門板內(nèi)襯已采用這種天然纖維增強(qiáng)材料。制作時(shí)，先由機(jī)器手把天然纖維放在模具內(nèi)，然后注入聚氨酯原料，再關(guān)閉模具。門板厚2mm，纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)占65%，聚氨酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)占35%。有可能進(jìn)一步擴(kuò)大到用于車頂襯、箱柜蓋板、行李隔板等。

（一）側(cè)護(hù)板上的應(yīng)用

側(cè)護(hù)板安裝于車門兩側(cè)，保險(xiǎn)杠安裝于車前、車后，碰撞時(shí)起到緩沖、減少損傷的作用，所用材料要求既具有剛性又具有彈性。近年來，開始出現(xiàn)采用微孔聚氨酯彈性體制作的新型懸架結(jié)構(gòu)保險(xiǎn)杠，由于微孔彈性體硬度低、壓縮率高，通過變形能夠吸收80%的沖擊能量，其余的沖擊能量可轉(zhuǎn)移到底架上，這種保險(xiǎn)杠具有質(zhì)輕、安全、平穩(wěn)、消音的功效。由于使用聚氨酯材料制造價(jià)格較貴，因此，在歐洲只將它用作高級(jí)轎車的保險(xiǎn)杠。而美國則較為普遍地使用RIM-PUR或RRIM-PUR制作汽車側(cè)護(hù)板和保險(xiǎn)杠，其中前保險(xiǎn)杠用RRIM-PUR，而后保險(xiǎn)杠用RIM-PUR，這種材料全部通過了五英里試驗(yàn)。目前，國內(nèi)除了側(cè)護(hù)板有些車型使用聚氨酯材料之外，其它還未使用聚氨酯材料。

（二）各種板塊的應(yīng)用

現(xiàn)代轎車時(shí)速已達(dá)100km以上，最高時(shí)速更達(dá)200km以上，因此轎車的車身設(shè)計(jì)既要服從空氣動(dòng)力學(xué)原理，要有盡量低的空阻系數(shù)，又要采取措施，在車身的前后端安裝導(dǎo)流板和擾流板，以保證轎車的行駛安全。導(dǎo)流板和擾流板通常具有輕量、高剛性、設(shè)計(jì)新穎并呈流線型等特點(diǎn)。根據(jù)不同車型的要求，采用RIM-PUR或RRIM-PUR工藝制作。據(jù)了解國內(nèi)一汽生產(chǎn)的高爾夫轎車就采用RIM-PUR擾流板。腳踏板是中、重型汽車或客車的重要外飾功能件，因?qū)ζ鋸?qiáng)度要求較高，且需具有耐磨、抗沖擊的特性，所以有些車選用PC/ABS注塑而成，有些車用玻璃纖維增強(qiáng)塑料FRP、PUR或SMC制作，如斯太爾王的腳踏板就用聚氨酯制作。

（三）玻璃包邊的應(yīng)用

反應(yīng)注射成型（RIM）工藝，生產(chǎn)汽車玻璃PU包邊制品。國內(nèi)黎明化工研究院聚氨酯發(fā)展公司向市場提供5個(gè)牌號(hào)玻璃包邊用料，其中MDI體系有3個(gè)牌號(hào)，IPDI體系有2個(gè)牌號(hào)。聚氨酯微孔彈性體主要用于制造空氣濾清器芯的端面密封部位。汽車空氣濾清器是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)必不可少的附件。傳統(tǒng)的汽車空氣濾清器是在濾紙濾芯的二端用膠粘劑粘結(jié)金屬蓋，然后再在金屬端蓋上面粘上橡膠圈制成。而現(xiàn)在都使用聚氨酯封端空氣濾芯，具有質(zhì)量輕、加工工藝簡單、生產(chǎn)效率高、能耗低、密封好等優(yōu)點(diǎn)。微孔聚氨酯彈性體制件可應(yīng)用于車輛的彈簧系統(tǒng)中的輔助件，作為緩沖止位塊具有優(yōu)異的抗沖擊性能。對(duì)提高車輛的性能有特別明顯的效果，并大大提高減振器的使用壽命。

（四）結(jié)束語

更舒適和更安全是汽車工業(yè)永恒的主題，聚氨酯能夠滿足汽車工業(yè)對(duì)材料提出的各種要求，因此，預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi)隨著技術(shù)的進(jìn)一步提高，聚氨酯材料在汽車中的應(yīng)用將會(huì)加速增長。

參考文獻(xiàn)：

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