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汽车工业发展对聚氨酯材料的新要求

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发表于 2-2-2008 14:42:51 | 显示全部楼层 |阅读模式

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聚氨脂材料的正确使用,可以满足汽车在动力性、舒适性、外观、内饰软化、轻量化、使用寿命等方面的高性能要求,是现代汽车制造中不可缺少的重要材料。汽车上除了使用长剑的发泡聚氨脂材料制作零件外,还大量使用非发泡聚氨脂材料,如热塑性聚氨脂弹性体、聚氨脂灌封材料、聚氨脂涂料和聚氨脂胶粘剂等。这些新型材料的应用,使汽车的行驶安全性和乘坐舒适性都得到了很大程度的提高。
    聚氨脂材料在汽车工业中的应用越来越广泛,已经成为汽车上用量最大的塑料品种之一。全球汽车制造业每年聚氨脂的使用量超过100万吨,2006年,我国汽车工业产量超过720万辆。一般聚氨脂占车用塑胶的15%,平均每辆车的使用量为15kg,总用量将达到10万吨以上,多数采用MDI系列产品。
    根据汽车构件的不同,聚氨脂以泡沫塑料、弹性体、胶粘剂等不同形态和性能来适应汽车的要求,比如聚氨脂泡沫塑料随着配方的改变,具有质量轻、隔热、回弹性好、舒适性好、低温性能好、耐用、安全性和吸振性较高等特点,其优越性是其他材料不能相比的。
汽车和家电产品的废泡沫塑料回收已越来越受到人们的重视。最近,国外汽车生产商已经能够回收使用30%的回收废泡沫塑料。其生产过程是将废泡沫塑料进行清洗、粉碎、干燥,最后用粘合剂将这些废泡沫塑料粘在一起,即可用于生产地毯衬背及其他垫材。
汽车内饰件的应用
1、仪表板
(1)表皮材料
    目前,汽车制造商在汽车内饰方面追求进一步提高内部空间的舒适、安全和美观,可以说,汽车内饰越来越向高级化方面发展。这种高级化首先体现在采用了多种性能各异的材料(纤维织物、真皮革、植毛),使车内所有表面软饰化并力求美化(花纹深粗、木纹、颜色匹配)。软饰表面材料与内部吸音、吸振材料和骨架材料复合成车内顶棚、豪华仪表板、方向盘、座椅等。但这种发展实际上与材料再生利用、降低成本自相矛盾,因此,开发既能满足内饰高级化、软饰化、个性化,又能满足轻量化、低成本、材料再生利用要求的内饰用新材料是当务之急。
    BASF公司开发了一种用于汽车内部装饰的聚氨脂弹性体蒙皮材料(TPU)Elastoskin用于仪表板和门板内饰件面层,其性能优于目前采用的聚氯乙烯(PVC)及其他蒙皮材料,成本比用PVC等蒙皮材料还低,是PVC理想的替代品。该材料具有优异的机械性能、非常好的皮革粒面感、柔韧性和豪华感,可用于双色制品;优异的耐久性(耐气候、耐高低温、耐擦伤)使其成为高品质C级以上轿车内饰件表皮材料的首选。目前该材料已用于Buick Park Avenue、Oldsmobile Aurora及Cadillac CTS等轿车的仪表板和门内板,还将用于Cadillac Seville和Cadillac Deville等新车型,此材料在汽车内饰件方面的应用才刚刚开始。使用芳香族聚氨脂喷涂成型表皮的更大意义在于为生产聚氨脂一体化(聚氨脂喷涂表皮+低密度聚氨脂缓冲泡沫+聚氨脂短切纤维骨架)的可回收仪表提供了一条有效途径。
    另外,Bayer的热塑性聚氨脂采用吹塑成型工艺用于汽车仪表板和门板。据称,该工艺比浇注成型可节省70%的时间。
(2)仪表板缓冲层
    仪表板外表皮采用真空成形后,中间填充半硬质聚氨脂泡沫塑料,并与金属或塑料骨架固定。半硬质聚氨脂泡沫塑料的特点是具有较高的压缩负荷、突出的减震性能,非常适于制造汽车仪表板以及扶手、门柱等部件的防护垫层材料。
(3)骨架材料
    一种聚氨脂结构反映模塑(SRIM)技术在欧美已有广泛使用,可以有效减轻零部件的质量。其工艺过程是:先预成型表皮,将玻纤毡放入模具,然后再注入聚氨脂树脂,熟化成型(微发泡)。用这种工艺可生产多种汽车饰件,如门内饰板、衣帽架、仪表板骨架和顶棚骨等。SRIM的优点饰可以根据零部件力学性能的不同,灵活设计壁厚、弧度或加强筋。与注塑等产品相比,SRIM具有较低的车内噪声,还能提高产品的物理性能,如密度更低、延伸率更高、不容易产生臭味及发霉问题等,创造出舒适的车内环境。
     国内现有的车门板生产技术是,事先在模具中铺入玻璃纤维,然后注入组合料,合模后熟化模塑出所需的汽车仪表板、门板、空调罩等内饰件。另一种是短切玻璃纤维喷射成型。
RIM、RPIM技术成型的聚氨脂制品在汽车上主要用于方向盘、保险杠、车身壁板、发动机罩、行李箱盖、散热器格栅、档泥板、扰流板等。RPIM质量只有钢材的55%,但零件表面质量合尺寸稳定性需要进一步改进,总体来讲用量不是很大。
2、汽车的座垫、靠背、头枕
    汽车上座垫、靠背、头枕是聚氨脂泡沫塑料在汽车上用量很大的部位,也是人们乘坐舒适性最敏感的地方,因而对产品的性能要求也很严格。
    目前,国内汽车用的聚氨脂泡沫座垫大多为均一密度的冷熟化产品。近几年发展起来的新型汽车座垫采用的是双硬度或多硬度泡沫,这种双硬度座垫的生产既可以采用聚醚多元醇和异氰酸酯经由双头或多头混合头注入模具来实现,也可以采用全MDI冷模塑工艺,通过改变异氰酸酯指数来准确控制座垫不同部位的硬度——座垫中部柔软、两侧较硬。软泡沫给人以舒适感,两侧坚硬部分提供支撑性能,当汽车高速行驶或转弯时,有助于保持驾驶员和乘客的身体稳定,提高乘坐的安全性。一汽集团富奥公司已采用3组分混合技术生产出双硬度和多硬度泡沫,技术水平在国内居于领先地位。
3、车用扶手
    扶手的结构中间有钢骨架于门板固定、外层覆盖自结皮半硬质聚氨脂泡沫塑料,表面具有装饰性花纹,使人们在乘坐时有舒适感和安全感。在轿车的左、右门内护板上也有搁手,其材质有自结皮半硬质聚氨脂泡沫塑料、也有搪塑表皮中填泡沫塑料结构。使用在该部位的材质应耐汗、无气味、硬度指标和高、低温性能等都好。
4、方向盘总成
    我国乘用车的方向盘基本上都是以半硬质自结皮聚氨脂泡沫塑料作为外覆盖层、内部由钢骨架经焊接而成,现已逐渐转向镁铝合金整体压铸。覆盖层的硬度一般在Shore A 60~80。
5、隔音、隔热用途的泡沫塑料
(1)汽车顶棚、门内板
     车内顶棚是采用各种材料复合加工成型的制品,要求具有隔热、吸音、隔音、吸振等多种功能。软质顶棚采用聚氨脂泡沫塑料复合纤维织物、无纺布及人造革等材料制成,硬质顶棚是采用织物纤维、玻璃纤维、纸板和聚氨脂泡沫经过层合压制得到的。
    汽车上使用聚氨脂泡沫塑料片材的地方也较多,如座椅的面料目前采用较多的是纺织物+PU+针织合成纤维。顶内饰采用PVC薄膜+PU复合后,在其表面冲有个小孔,再用粘接剂贴于驾驶室顶内。
    门立柱装饰板材料采用PP和PPO。考虑刀材料成本,将来高流动、高刚性、抗冲击性狼嚎的PP材料具有一定的优势。门立柱装饰板表面色泽必须与车内整体颜色匹配,要求防静电、耐擦伤、美观,因此发展丙烯板材与表面装饰材料一体真空成型或热压成型的生产技术能够满足批量不是很大的轿车生产的需求。
(2)密封用聚氨脂泡沫塑料
在汽车的暖风空调系统、仪表板总成、电器部分或其它部位都有一些矩形软质聚氨脂泡沫塑料的密封块。车身A、B柱空腔泡沫浇注,有的用减震膨胀胶片,以减少车身的震动和噪声。
(3)微孔聚氨脂用作车底板减震垫
    微孔聚氨脂泡沫塑料有望在大多数车体中替代橡胶材料用作车身底板减震垫。北美汽车制造厂正在努力使汽车更加安静和舒适。减震垫安装在车的底盘上,用于隔离车体与框架,以改善乘车及驾驶质量。微孔聚氨脂是独特的隔音、消振(NVH)的革新材料。
    微孔聚氨脂作为橡胶车体装配的替代品,具有竞争性的价格,能有效地改善减震性能、延长材料性能保持时间、减轻质量,并且改善了组装工艺。使用微孔聚氨脂的另一个优点是,通过改变材料密度,可方便地使车身底盘防震胶垫最佳化,而不是像传统工艺那样必须通过改变材料生产配方或产品几何形状来调整。后者需制作原型,成本高且费时。
    低发泡PVC材料+PU发泡材料+多孔材料这种复合结构多用于轻型客车上,将低发泡PVC材料采用真空吸塑后定形,在局部填充发泡PU材料,并在背面局部粘贴多孔材料。该结构既富有弹性又比较挺刮而且脚感性、隔音、隔热性能较好。

二、冷藏车保温层
    为了有效保证车身内饰隔音、隔热的效果,除了冷藏车中间的保温层使用硬质聚氨脂泡沫塑料外,厢式面包车还采用现场喷泡的方式来扩大硬质聚氨脂泡沫塑料的应用——在车身顶部及两侧内部采用现场喷涂硬质聚氨脂泡沫塑料,并与车身内、外蒙皮粘结乘一个有机整体,从而有效地提高车体的隔热、保温和密封性能,防止车身腐蚀、减小车体震动、降低车内噪声。每台车估计用量在20kg左右。
    硬质聚氨脂泡沫塑料制成的发动机隔热罩由聚氨脂泡沫、玻璃纤维毡、尼龙织物层或铝薄膜复合压制而成,具有质轻、隔热性好的特点。
    玻纤增强聚氨脂泡沫塑料在汽车制造上的应用也在逐步扩大,如汽车整体顶内饰制件,车顶内饰采用纺织物加玻璃纤维增强PU制成。再如轮罩档泥板、油底壳档泥板等制件轻薄、形状复杂,对工艺要求较高,而且要求防石溅、耐冲击并能承受高、低温性能。

三、热塑性聚氨脂弹性体
1、热塑性聚氨脂弹性体及其特点
    聚氨脂弹性体在整个聚氨脂工业中所占比重虽然不大,但其品牌之多,应用领域之广,却是其他聚氨脂所必能比拟的。在混聚、浇注、热塑性3类聚氨脂弹性体中,热塑性聚氨脂弹性体(TPU)发展最快。目前国内TPU产业的现状和发展趋势是:高端产品市场基本被欧美、日韩等国家和中国台湾所控制,国内TPU生产厂仅能供应一些低端产品和通用性的品种,但国内TPU产业正展现出蓬勃的发展势头,未来有着巨大的发展空间。浇注型聚氨酯弹性体(CPU)品种最多,是一种应用范围很光的液体橡胶,约占聚氨酯弹性体总产量的60%,但在汽车上使用不多。混炼型聚氨酯弹性体(HPU)的产量最小,仅占聚氨酯弹性体总产量的10%左右,其最大的优点是能采用橡胶机械加工成型,添加碳黑等填充剂也很容易,近年的用量以10%左右的速度逐年增长。但从总体看,其物理机械性能不如CPU,硬度调节范围也较窄。
    热塑性聚氨酯弹性体在性能及加工工艺上有以下主要特点:
优点:a、耐磨耗性在各类TPE中是最大的;b、具有高强度、高韧性、高透明的特性;c、抗疲劳性、耐寒性和耐油性好;d、环保无毒可回收,可用于医疗器材;
缺点:a、耐热性一般;b、耐候(紫外线)不足(可添加紫外线安定剂补强);c、成品残留应力大、易粘模具。
2、热塑性聚氨酯弹性体在汽车工业中的应用
    聚氨酯弹性体具有优异的性能(如弹性好、耐磨、耐疲劳、耐油脂、低温柔性好、耐辐射)及优良的加工性能,已在迅速发展的汽车工业得到了广泛应用,如保险杠、仪表板、车内电缆包覆层、车后窗、门窗封条、变速换挡旋钮、油封、减振垫、汽车薄壁油箱及汽车雪地轮胎防滑产品等。
    在汽车零部件上最常使用的是那氏硬度为A65~A90的TPU,且市场前景十分广阔。国产邵氏A65的TPU很少见到,一般是有牌号无现货(产品介绍中有,但不生产),国内相关企业只能生产硬度较高的产品。
    国外仅有美国GLS公司采用德国巴斯夫公司的原料生产和开发一系列高性能的热塑性聚氨酯母料及合金,产品的邵氏硬度范围是A45~A65。热塑性聚氨酯母料及合金适于挤出、注塑、涂覆。通过母料改性可以提高合金的硬度、弹性、延伸性和熔点,使产品兼具热塑性橡胶(TRP)、热塑性硫化橡胶(TPV)和纯热塑性聚氨酯的性能,具有液晶、导电、耐油和耐化学品等性能。与常规热塑性聚氨酯相比,更易加工、原料运输方便,而价格与常规热塑性聚氨酯差不多。
    汽车车厢用TPU耐磨防护涂层、车内减振涂层、汽车扇平电线电缆绝缘和保护层已在欧洲得到应用。我国轿车产量的快速增加,将带动TPU在汽车工业中的使用量以@)%的速度增长。
3、汽车点火线圈用聚氨酯灌封材料
    干式点火线圈是汽车点火线圈的发展方向。线圈的灌封工艺分为硬灌封和软灌封两种。其中软灌封是采用具有弹性的聚氨酯作为灌封材料,封装的点火线圈环境适应能力强、抗振性能和耐冷热循环性能特别优异,能较好地适应汽车点火线圈高性能化发展的要求。在20世纪90年代初期,美国等发达国家就已经将弹性聚氨酯用于封装汽车点火线圈。如美国EPIC公司的聚氨酯灌封材料是一种性能优良的灌封材料,它黏度小、使用时间长、固化物富有弹性、具有优良的电气性能和耐冷热循环性能,特别是耐高温性能优异。
4、聚氨酯轮胎的研究与应用现状
    早在20世纪60年代,人们就开始了将聚氨酯弹性体用于轮胎的研究。与橡胶相比,聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性、耐介质性和较高的抗撕裂强度。加之生产工艺简单、投资少、废旧轮胎容易实现回收利用,所以是制造轮胎的理想材料。轮胎采用浇注工艺制造,其结构和目前生产的橡胶轮胎有很大的区别,聚氨酯轮胎一般均匀性更好,而且不会出现胎面剥离现象。国外用聚氨酯硬泡做轮辋中心部件、聚氨酯弹性体做轮辐制成的轮胎已开始实用化实验,这种轮胎不需要充气,滚动阻力减少5%。
    高耐温性能不好曾是影响聚氨酯轮胎实用化的主要原因。在制动过程中,由于轮胎胎面与路面摩擦时热量累积快、升温高,致使轮胎性能迅速下降(100°C时的耐磨性和抗撕裂强度只相当于常温下的20%左右)。聚氨酯中氮基甲酸酯基含量高可能是导致聚氨酯轮胎高温性能较差的主要原因,一种较好的解决方案是,采用三聚异氰酸酯为原料,这样制得的聚氨酯弹性体耐高温性能非常好,通常可耐170°C的高温,最高可达210°C,而且其他物理机械性能如撕裂强度、耐磨性能等都有所提高,因此这一问题已基本得到解决。
    美国固特异轮胎橡胶公司在这方面已取得一定成果。随着聚氨酯材料性能及其轮胎制造工艺的改善,大规模生产聚氨酯轮胎在不久的将来会成为现实。

四、聚氨酯涂料
    聚氨酯涂料具有低温下快速固化、物理性能好以及施工方便的特点。聚氨酯涂料在颜色和保光性方面的性能尤为突出,具有优异的耐化学品性、出色的耐候性以及物理机械性能,漆膜颜色丰满,、流平性和鲜映性好;柔韧性和硬度适中,有碰横的综合性能指标。不论是溶剂型还是水性的聚氨酯,都是一种很优越的涂料体系。正式由于聚氨酯涂料的这种耐久性,使其成为对提了产品保护性能要求极高的终端市场的理想选择。双组分聚氨酯涂料不仅用于客车,也广泛用于豪华轿车。
    聚氨酯防擦伤抗石击涂料已用于汽车车体的防护。美国MOVAY公司开发了一种新型汽车面涂,这种面漆为高固体分单组分聚氨酯改性聚合物,可用于刚性和柔性汽车底材上,并且有优异的耐酸性、硬度以及颜料的容合性。
    近年来,由于汽车上大量使用塑料配件,故要求开发一种能与车身相匹配的塑料件用涂料。由此诞生了一个新的技术领域——柔感涂料,其在汽车领域的应用已经开始增长。目前新一代双组分聚氨酯涂料已经问世,它可低温快速固化而且具有活性期长(10d以上)、固体份高(近50%)的优点。
    汽车保护膜材料的性能要求是:韧性好、耐久性好,不受气候和温度变化影响,即使曝露在户外阳光下,数年之后也不泛黄开裂;具有极好的光学透明度,光透过率高达94%,而雾浊水平低于1%,透过保护膜能显示出油漆的本色。
    聚氨酯薄膜用于包覆汽车发动机罩前缘、汽车前后保险杠、车门下围板、钥匙锁装置、门锁把手、轮罩边缘、面漆以及其他需要保护(免受石片击打、磨损等)的部位。如美国Avery Dennison工业公司推出的0.2 mm厚的透明脂肪族热塑性聚氨酯薄膜,有非常高的光泽,与汽车的亮涂层匹配,可以保持车的外观良好。据称美国3M公司也有类似产品。

五、汽车减振辅助弹簧
    某轿车的前、后独立悬挂减振器用辅助弹簧,由圆柱状塔形微孔聚氨酯弹性体(微发泡型)制成,采用此种弹簧系统对提高车辆性能有特别明显的效果。弹簧的拉伸强度≥20N/mm2、伸长率≥300%、撕裂强度≥8N/ mm2。弹簧压缩应力上升很少,直到形变达到35%左右时应力才明显上升,此时形变则迅速增加接近最大值,满足了汽车形式平稳性和乘坐舒适性的要求,大大提高了减振器的使用寿命。有的车辆采用空气弹簧与微孔聚氨酯弹性体弹簧配合使用,以缩小设计体积、提高车辆的行驶稳定性。车用微孔聚氨酯弹性体按其所用二异氰酸酯的类型有NDI型和MDI型两种,都是国外公司的专利产品,两者的主要区别在于它们的动态性能和静态性能。目前超过90%的高级豪华轿车都采用微孔聚氨酯减振缓冲块,与橡胶减振缓冲块相比,它具有非常高的可压缩性、变形能力和优良的力学性能以及突出的耐动态疲劳性。

六、汽车用聚氨酯粘胶剂
1、挡风玻璃胶和结构胶
    目前,我国轿车每辆用胶越20kg、中型16kg、重型车约22kg。预计到2010年,我国汽车工业对各种类型粘胶剂和密封胶的总需求量将达到10万t,其中聚氨酯胶为1480t。在汽车上应用最为广泛的聚氨酯粘胶剂主要有装配挡风玻璃(前挡风玻璃、侧挡风玻璃和后窗)用单组分湿固化工聚氨酯密封胶、汽车内饰件用胶粘剂和FRP面板材料用聚氨酯结构胶粘剂韧性优良、室温固化、粘接强度高、耐冲击和耐化学品性能好、粘接材料范围广,在汽车等运动工具上的适应性更好。因此聚氨酯粘胶剂已在美、日等国的汽车制造中获得了广泛的应用,成为汽车用主要胶种之一。
    传统的单组分湿气固化聚氨酯挡风玻璃胶除具有良好的粘接强度和冲击强度外,还具有耐老化、耐低湿、耐疲劳、耐水、耐油等特点,其中耐低温性和耐油性能尤为突出。此外,还具有使用方便、粘接强度高、堆积性能好等特性,是目前车窗玻璃、车身板件等装配中采用粘接工艺简便,不仅增强了密封性、减少了振动,还能提高车身的整体刚性。使用时通常要与清洗剂、玻璃底剂、漆面底剂配合使用。新型的聚氨酯挡风玻璃胶可以免去玻璃底剂。国外95%以上的汽车厂商采用车窗玻璃直接粘接工艺,我国汽车生产中采用此种工艺的不仅在中、高档轿车和豪华客车,在普及型乘用车上也得到了广泛使用,如哈飞、吉轻生产的微型面包车。
    目前聚氨酯粘接剂的原料主要从国外进口。国外生产风挡玻璃用聚氨酯密封胶的厂家较多,主要有:美国的Essex公司和3M公司、日本的Sunstar公司、积水化学公司的横滨橡胶公司、德国的Bostik公司和Teroson公司、瑞士的Sika公司等等。
新型的高模量玻璃用聚氨酯密封胶的强度比原来提高2倍,高初始粘度玻璃用聚氨酯密封胶避免了玻璃的滑动偏移,低导电性玻璃用聚氨酯密封胶可以提高窗式收音天线的接受效果,预涂型玻璃用聚氨酯密封胶可以简化安装工艺等。
    聚氨酯类结构粘接剂用于粘接豪华客车车身板件、行李舱板件、前后蒙皮及其它车身部件,消除了车身蒙皮表面的焊点,使车身结构平整光滑。
汽车工业的发展要求汽车构件轻量化,仅年来,用轻质高强度的工程塑料代替钢板的技术发展很快,如玻璃纤维增强塑料(FRP)和片状模塑复合材料(SMC)制造的车身面板和外装件(如车身顶篷、座舱顶盖等)已在美国、欧洲和日本相继得到广泛采用。但FRP和SMC不能使用传统的焊接技术与车身构架组装,必须采用粘接技术,因此,聚氨酯粘接工艺今后将获得更广泛的应用。
2、水性聚氨酯胶
    汽车内饰用泡沫背衬乙烯基塑料、织物与纤维板和其他硬质基材的粘接,过去一直使用溶剂型胶粘剂。但随着环保法规的日趋严格,世界各国大力开发了水性胶粘剂升级产品。成本和能耗高是水性聚氨酯胶扩大使用的障碍,近几年内还不能取代溶剂型聚氨酯胶。目前发达国家正进一步致力于水性聚氨酯胶降低成本,提高性能的研究工作。
    水性聚氨酯粘合剂不含溶剂,不会释放甲醛和苯,因此在使用时不会危害工人的身体健康,也不会危害乘车人的健康。水性聚氨酯胶性能优越,具有耐水性、耐介质性、粘接强度高、贮存稳定、低温度环境下成膜性能好、不可燃等特点,加上安全环保的优势,使之成为水性粘胶剂的主要发展方向之一。目前世界上超过过/3的汽车顶蓬内衬用粘胶剂都属于该类产品,国内轿车生产也正相继采用这一技术。目前,这种新型环保粘合剂已经相继在一汽、上汽等国内汽车制造商生产的轿车上采用。
    在汽车内饰用水性聚氨酯粘合剂的研制方面,美国、日本和欧洲走在世界前列。美国Leung、Pak T等开发的、适用于热成型层压工艺的水性聚氨酯胶,其粘接强度和耐热性能远高于目前使用的溶剂型胶或其他水基胶,可用于制造汽车仪表板、门板以及其他内饰件。美国Erode-Tanner公司开发了EVO-Tech385系列水性聚氨酯胶粘剂,能粘接的硬质基材为ABS、聚丙烯纤维板等,能粘接的软质基材包括织物、乙烯基塑料等,该胶粘剂具有耐高温、耐水、粘接强度高等性能,可用于汽车的仪表板、前车门、后车门和杂物箱等部位。日本针对水性聚氨酯初粘力小的问题,在聚氨酯中引入环氧树脂,成为地研制出具有良好初粘性的产品。日本Sunstar公司和Sunnex公司最新研制的单组分和双组分水性聚氨酯胶粘剂已用于汽车内饰。日本三洋化学工业公司开发的、用于汽车内饰的、离子型水性聚氨酯粘合剂,具有良好的粘接性和贮存稳定性,特别适用于PVV基材的粘接。

七、应用技术展望和用量预测
    近来许多汽车内饰件呈现出以聚烯烃(PO)泡沫塑料取代聚氨酯(PUR)材料的发展趋势,几种聚烯烃泡沫塑料正在不断挑战聚氨酯泡沫塑料在许多方面的应用,包括汽车内装饰件表层、泡沫、涂复纤维、织物和隔音系统。发泡聚烯烃替代聚氨酯泡沫塑料的推动力在于产品成本,还有制品的回收性和是否能够减少毒气的排放,因为在PUR泡沫加热层压织物过程中会产生有毒气体。
    汽车仪表板的功能多、零件多、结构复杂,汽车内饰件材料的回收利用首先应该考虑仪表板。目前的仪表板大多由PVC表皮+半硬发泡PU+骨架构成,因此材料的回收利用非常困难。仪表板的发展趋势是,设计上容易拆卸且容易装配,选材上符合设计要求并考虑回收可能性,尽量做到美观和低成本。这就有可能促进热塑性塑料仪表板和单一品种塑料仪表板的发展,但应满足安全、美观的要求。
    轿车的车内顶蓬一般由玻璃县委+发泡聚氨酯+表面装饰织物等成型,货车一般采用表面附有人造革或纤维织物的泡沫片粘贴性顶棚。考虑功能和回收利用要求,将来的发展趋势是骨架、吸音、隔热和表皮材料尽量为同种材料,或者使用不需分离、可直接一次性回收使用的增强复合材料。
    PU革逐渐替代PVC人造革。PVC人造革作为第一代人工皮革产品,以其近似天然皮革,外观鲜艳,知底柔软、耐磨、耐折、耐酸碱等特点,从20世纪70年代发展至今,已经有了相当大的规模,但由于透气性和吸湿性较差,近几年的发展已经受到一定的限制。目前,凡是使用PVC的场合,PU均能成为其替代品。PU不仅有卓越的高强度、韧性、耐老化、透气、透湿、不透水、耐油,而且是种成熟的环保材料。
    一汽集团富奥江森公司是汽车内饰制品行业的骨干厂,每年座椅、仪表板等软化制品耗用的聚氨酯远材料达1万多t,仅长春就需用4000t。为捷达、奥迪、马自达、解放汽车配套供应的座椅、仪表板等软化制品的品种多达100多种,每年耗用聚氨酯原材料3000多t。聚氨酯泡沫和制品存在的技术问题:如MDI、TDI和添加剂混合料的存放稳定性,产品性能的耐湿热老化性、发泡工艺不稳定形成的产品空泡、开裂等缺陷。聚氨酯泡沫和制品发展需求将逐渐向:轻量化、多硬度、低气味、低雾度、耐老化、存放稳定性以及更加环保发展。

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