提高發(fā)泡儀表板氣囊框與泡沫粘結(jié)力方法探究

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。通過試驗驗證，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任意的面積元。設(shè)此面積元每個邊長都是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，同時能夠增強儀表板在碰撞時緩沖吸能的效果。

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很低的粘度，當(dāng)泡沫達(dá)到最大高度的時候粘度迅速上升。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態(tài)的粘度是非常困難的。當(dāng)泡沫開始凝膠的時候粘度就會迅速的上升。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%左右的時候，形成多面形的泡孔，同時泡孔開始排氣。當(dāng)氣泡占有泡沫空間的95-98%時候，隨著多聚物的凝膠粘度會快速的上升。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

在試驗過程中，發(fā)泡現(xiàn)場用砂紙?zhí)幚須饽铱蚝?，泡沫粘結(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

通過試驗驗證、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

火焰處理程序運行三遍（速度通過工藝調(diào)試）。 TPE氣囊框注塑時，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）.