本发明涉及汽车材料领域，特别涉及一种汽车翼子板泡沫材料及其制备方法。
背景技术：
：翼子板是遮盖车轮的车身外板，因旧式车身上该部件形状及位置似鸟翼而得名。按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板，前翼子板安装在前轮处，必须要保证前轮转动及跳动时的最大极限空间。后翼子板没有车轮转动碰擦的问题，故后翼子板略显拱形弧线并且向外凸出。翼子板的作用是，在汽车行驶过程中，防止被车轮卷起的砂石、泥浆溅到车厢的底部。目前，在翼子板内部填充泡沫材料是常见的做法，泡沫材料可增加汽车的隔音、密封、减震三个性能：隔音：隔音性能越好，越能隔绝车身内外的声音效果，防止车内人员受到噪音的影响。密封：密封是指将车内与外界的气体、液体进行隔绝，汽车的密封性能越好，车体的保温能力和防水能力越好，同时，密封性能的也会影响隔音效果。减震：减少汽车行驶时的震动，有利于改善汽车行驶的平顺性和舒适性。现有的翼子板泡沫生产材料分为发泡材料和聚氨酯(下文简称：pu)薄膜两部分，其生产方式为：1)打开发泡材料模具的上下模腔；2)在上下模腔内铺设pu薄膜并开启真空吸附，使pu薄膜吸附在模具中；3)在模具内浇注聚氨酯发泡材料；4)将上下模腔闭合，使发泡材料发泡成型并熟化；5)开模、取件；6)最后对pu膜分型面残边修整。在翼子板泡沫表层铺设pu膜是由于泡沫材料自身的韧性较差，加工、安装、使用过程中均有可能导致泡沫材料撕裂，从而报废；因此需要在表面铺设pu膜；此外，pu膜的的表面摩擦系数也较低，减少汽车异响的出现概率。现有的生产方法存在以下几个缺点：1)pu膜需要人工铺设，且成型后对产品pu薄膜分型线处进行二次加工处理，工序较多，工作人员工作强度大，耗时较长；工序越多则越难控制，容易使产品内部暗泡、塌泡等缺陷，导致报废率增高。2)产品方面，产品的表面性能依赖于pu膜本身的性能和真空吸附的完整程度，同时还需要对残边进行修正，所以最终成品的表面摩擦系数较高，容易出现皱褶，进而影响密封和隔音的性能。技术实现要素：本发明的第一个目的是提供一种汽车翼子板泡沫材料，此材料既可改善发泡质量，又能降低翼子板泡沫表面摩擦系数，从而综合提高汽车翼子板产品的隔音、密封、减震的效果。本发明的第二个目的是提供上述汽车翼子板泡沫材料制备方法，此制备方法采用模内转印材料取代pu薄膜，模内转印材料与泡沫主体材料的结合更为紧密，工艺更为简便，可有效降低产品的不良率，提高生产效率。本发明第一个目的可以通过以下的技术方案来实现:一种汽车翼子板泡沫材料，以重量份计包括以下组分：泡沫主体成分a和模内转印材料b，所述泡沫主体成分a包括聚酯纤维(下文简称：poly)组分和异氰酸酯(isocyanate下文简称：iso)组分；所述poly组分包括：所述iso组分包括：tdi20.25-22.27mdi20.25-22.27所述poly组分和iso组分的混合比例为100：40-45；所述模内转印材料b包括：pu预聚体4.79-10.60丁酮10.65-19.35所述pu预聚体与丁酮的比例为30-40：100-110；所述泡沫主体成分a和模内转印材料b的混合比例为500-533：65-70。在本发明poly组分中：高活性聚醚pg-330n和接枝聚醚pg-3628g是本发明的聚氨酯泡沫主体材料；二乙醇胺和三乙醇胺在本发明中作为交联剂；三乙烯二胺a33作为交联催化剂；硅油作为泡沫稳定剂，用于控制本发明发泡后的泡孔结构和均匀度；蒸馏水作为发泡剂；双胺醚a-1作为催化剂。在本发明中，iso组分中的tdi即甲苯二异氰酸酯和mdi即二苯基甲烷二异氰酸酯是本发明的发泡材料，主要用于与水反应先生成不稳定的氨基甲酸，然后很快分解成胺和二氧化碳。放出的二氧化碳气体可以起发泡作用，生成泡沫体。一般而言，汽车的内饰部件的阻燃性能都是需要经过国家强制标准测试才能使用、销售的，而在本发明中，由于交联反应生成的聚氨酯本身已经具有一定的阻燃性能，在不需要额外添加阻燃剂即可通过国家的强制性检测。本发明可以做以下进一步的改进：本发明为了使得成品外观颜色分布均匀，尽量不产生色差，经本发明人试验研究，在所述模内转印材料b中加入色膏，色膏的含量为1.8-2.1份。本发明为了泡沫主体材料具有良好的泡沫稳定性和较高的回弹性能，硅油选用德国高施米特化工有限公司生产的牌号为8715的硅油。本发明为了提高发泡的效果和减少发泡所需要的时间，经本发明人试验研究发现，所述tdi优选为甲苯-2,4-二异氰酸酯和甲苯-2,6-二异氰酸酯以80:20的比例混合。本发明为了保证在发泡过程中原材料具有较好的流动性，mdi选用44v20号mdi。本发明第二个目的可以通过以下的技术方案来实现:汽车翼子板泡沫材料制备方法，包括以下步骤：1)开模：将汽车翼子板泡沫材料发泡模具的上模腔和下模腔分开，下模腔保持静止，上模腔上升并翻转；2)喷涂：分别在模具的上模腔、下模腔的内表面上喷涂模内转印材料b；3)浇筑：在高压环境下将泡沫主体成分a的poly组分和iso组分混合；混合后撤去高压，浇注至模具的下模腔内；4)发泡：将上模腔复位至与下模腔闭合，并保持闭合30-50s，使汽车翼子板泡沫材料充分反应熟化；5)取件：将上模腔、下模腔打开，取出反应后的汽车翼子板泡沫材料。本发明的制备过程中，需要用到设备包括但不限于摇模工装、高压发泡机、发泡模具、料罐、混合头以及管道。摇模工装是本发明的主要设备；高压发泡机用于发泡阶段；发泡模具包括上模腔和下模腔，是在制备过程中直接接触各种原材料的设备，喷涂、浇筑、发泡等步骤都在模具内进行；料罐用于独立的储存各种原材料；混合头用于材料的混合；管道用于原材料在各种设备之间的输送。本发明可以做以下进一步的改进：在步骤1)开模工序中,所述的上模腔的翻转为顺时针翻转90°，这是为了使上、下模腔之间形成一个合适的夹角，以便保证设备能完整并快速地在上、下模腔内喷涂模内转印材料b；在步骤4)发泡工序中，将上模腔、下模腔闭合成整体的发泡模具后的反应熟化过程是，先将其逆时针翻转90°，再顺时针翻转20°，略为停后，再继续顺时针时针翻转70°复位至步骤4)初始闭合状态时的位置。步骤4)在反应熟化过程中进行翻转的处理为的是利用发泡材料的流动性使其能充分填满发泡模的内腔，以使产品的表面光滑完整，从而能有效的降低表面摩擦系数。上模腔的上升行程没有特殊要求，只要能够保证上下模腔的距离足以在模腔内喷涂和浇筑即可。所述步骤3)浇筑工序中，高压的压力范围为105-120mpa；在混合前将poly组分和iso组分保持在30-45℃，高压和加热是为了ploy组分a和iso组分能充分混合并发生化学反应，并保证化学反应顺利进行。所述步骤4)发泡工序中，汽车翼子板泡沫材料在模腔内反应熟化的时间为35-38秒，熟化后进行排气，排出气体的时间在3-5秒的范围内。因为汽车翼子板泡沫材料在反应熟化过程中形成泡沫体，有可能会产生多余的气体需要排出，如果不将多余的气体排出，是会影响发泡的效果的，容易出现废品。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:1)本发明调整泡沫主体材料的配方及采用模内转印材料替代pu膜附加在泡沫主体材料的表面，既提高了泡沫主体的发泡质量，又降低了翼子板泡沫材料的表面摩擦系数，有利于降低产品表面的褶皱，从而综合提高了汽车翼子板产品的隔音、透气、硬度、强度等性能指标。2)本发明使用模内转印材料取代了pu膜，使模内转印材料在泡沫主体材料表面形成结实的表层；相比于使用pu膜，模内转印材料与泡沫主体材料的结合更为紧密，有效降低产品的不良率。3)本发明由于不使用pu膜，故省去原生产工艺需要对pu膜分型线处残边修整；且模内转印材料的喷涂厚度容易控制，能有效保持涂层厚薄的一致性，降低产品表面褶皱、内部暗泡、塌泡等缺陷风险；使整个产品外观平整，无褶皱，外观一致性高。容易出现皱褶，进而影响密封和隔音的性能4)本发明省去了原工艺使用人工铺置加真空吸附的贴膜方式，降低员工作业强度的同时提供生产效率，能有效提高生产效率并提高良品率。具体实施方式下面实施例对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。对比例一本对比例的汽车翼子板泡沫材料以质量份计算，包括poly组分、iso组分和pu膜，其中：poly组分包括：tdi为甲苯-2,4-二异氰酸酯和甲苯-2,6-二异氰酸酯以80:20的比例混合；由于pu膜厚度十分小，质量难以计算，因此pu膜的体积用量为以能完全覆盖发泡模具的内壁为准。其制备需要用到的设备包括：高压发泡机、真空泵、发泡模具、残边修整设备、料罐、混合头以及管道；制备步骤包括：1)开模：将发泡模具的上模腔和下模腔分开，下模腔保持静止，上模腔上升并翻转；2)铺设：在上发泡模具的上模腔、下模腔的内壁上铺设有pu膜；铺设后启动真空泵使pu膜和模腔内壁紧密结合，保持压力范围在1.01-1.33x10-2pa；3)浇筑：在高压环境下将poly组分和iso组分由料罐经管道运输至混合头内混合,混合后撤去高压浇注至模具的上模腔和下模腔内；poly组分压力保持在115-120mpa；iso组分压力保持在105-110mpa；浇筑过程大致为10秒；；4)发泡：将发泡模具的上模腔、下模腔闭合保持约35秒使各原材料充分反应熟化，熟化后排气约4秒。5)取件：将发泡模具的上模腔、下模腔打开，取出反应后的汽车翼子板泡沫材料；6)对反应后的汽车翼子板泡沫材料使用残边修整设备修整pu膜的凸边。实施例一一种汽车翼子板泡沫材料，以重量份计包括以下组分：泡沫主体成分a和模内转印材料b，泡沫主体成分a包括poly组分和iso组分；poly组分包括：iso组分包括：tdi巴斯夫22.27mdi44v20巴斯夫22.27poly组分和iso组分的混合比例为100：45；模内转印材料b包括：pu预聚体山东雷利5.68丁酮山东雷利13.27色膏黑色陶氏2tdi为甲苯-2,4-二异氰酸酯和甲苯-2,6-二异氰酸酯以80:20的比例混合。其制备需要用到的设备包括：高压发泡机、pu预聚体喷涂设备、发泡模具、料罐、混合头以及管道；制备步骤包括：1)开模：将汽车翼子板泡沫材料发泡模具的上模腔和下模腔分开，下模腔保持静止，上模腔上升至与下模腔分开足够距离并顺时针翻转90°；2)喷涂：使用pu预聚体喷涂设备在发泡模具的上模腔、下模腔的内表面上喷涂模内转印材料b，喷涂5秒；3)浇筑：混合前将泡沫poly组分和iso组分温度保持在35℃左右，将分别独立储存泡沫主体成分a的poly组分和iso组分的料罐利用管道将poly组分和iso组分运送至混合头混合后，通过发泡模具的浇口浇筑至上模腔、下模腔内；运送、混合保持高压，浇筑时撤去高压；运送和混合时poly组分压力保持在115-120mpa；iso组分压力保持在105-110mpa；浇筑过程大致为10秒；4)发泡：将上模腔逆时针翻转90°与下模腔闭合，锁紧，上、下模腔整体逆时针翻转90°，停滞10秒，再顺时针翻转20°，停滞10秒，再顺时针翻转70°，使汽车翼子板泡沫材料充分反应熟化15秒；熟化后排气3秒；5)取件：将上模腔、下模腔打开，取出反应后的汽车翼子板泡沫材料。实施例二一种汽车翼子板泡沫材料，以重量份计包括以下组分：泡沫主体成分a和模内转印材料b，泡沫主体成分a包括poly组分和iso组分；poly组分包括：iso组分包括：tdi巴斯夫20.25mdi44v20巴斯夫20.25poly组分和iso组分的混合比例为100：40；模内转印材料b包括：pu预聚体山东雷利5.98丁酮山东雷利13.47色膏黑色陶氏2.1tdi为甲苯-2,4-二异氰酸酯和甲苯-2,6-二异氰酸酯以80:20的比例混合。其制备需要用到的设备包括：高压发泡机、pu预聚体喷涂设备、发泡模具、料罐、混合头以及管道；制备步骤包括：1)开模：将汽车翼子板泡沫材料发泡模具的上模腔和下模腔分开，下模腔保持静止，上模腔上升至与下模腔分开足够距离并顺时针翻转90°；2)喷涂：使用pu预聚体喷涂设备在发泡模具的上模腔、下模腔的内表面上喷涂模内转印材料b，喷涂10秒即可；喷涂后上模腔逆时针翻转20°3)浇筑：混合前将泡沫poly组分和iso组分温度保持在30℃左右，将分别独立储存泡沫主体成分a的poly组分和iso组分的料罐利用管道将poly组分和iso组分运送至混合头混合后，通过发泡模具的浇口浇筑至下模腔内；运送、混合保持高压，浇筑时撤去高压，poly组分压力保持在115-120mpa；iso组分压力保持在105-110mpa；浇筑过程大致为12秒；4)发泡：将上模腔逆时针翻转90°与下模腔闭合，锁紧，上、下模腔整体逆时针翻转90°，停滞10秒，再顺时针翻转20°，停滞10秒，再顺时针翻转70°，使汽车翼子板泡沫材料充分反应熟化15秒；熟化后排气3秒；5)取件：将上模腔、下模腔打开，取出反应后的汽车翼子板泡沫材料。实施例三一种汽车翼子板泡沫材料，以重量份计包括以下组分：泡沫主体成分a和模内转印材料b，泡沫主体成分a包括poly组分和iso组分；poly组分包括：iso组分包括：tdi巴斯夫21.44mdi44v20巴斯夫21.44poly组分和iso组分的混合比例为100：45；模内转印材料b包括：pu预聚体山东雷利4.80丁酮山东雷利14.41色膏黑色陶氏1.8tdi为甲苯-2,4-二异氰酸酯和甲苯-2,6-二异氰酸酯以80:20的比例混合。其制备需要用到的设备包括但不限于：高压发泡机、pu预聚体喷涂设备、发泡模具、料罐、混合头以及管道；制备步骤包括：1)开模：将汽车翼子板泡沫材料发泡模具的上模腔和下模腔分开，下模腔保持静止，上模腔上升至与下模腔分开足够距离并顺时针翻转90°；2)喷涂：使用pu预聚体喷涂设备在发泡模具的上模腔、下模腔的内表面上喷涂模内转印材料b，喷涂8秒左右；喷涂后上模腔逆时针翻转20°3)浇筑：混合前将泡沫poly组分和iso组分温度保持在45℃左右，将分别独立储存泡沫主体成分a的poly组分和iso组分的料罐利用管道将poly组分和iso组分运送至混合头混合后，通过发泡模具的浇口浇筑至下模腔内；运送、混合保持高压，浇筑时撤去高压，poly组分压力保持在115-120mpa；iso组分压力保持在105-110mpa；浇筑过程大致为11秒；4)发泡：将上模腔逆时针翻转90°与下模腔闭合，锁紧，上、下模腔整体逆时针翻转90°，停滞10秒，再逆时针翻转70°，停滞10秒，再逆时针翻转20°，保持一段时间使汽车翼子板泡沫材料充分反应并熟化18秒；熟化后排气4秒；5)取件：将上模腔、下模腔打开，取出反应后的汽车翼子板泡沫材料。对对比例和实施例一至三制备成的产品进行性能测试，如表1中所示：表1：表1中的实验条件如表2所示：表2：注：表2中，t表示厚度，如t2表示厚度为2mm,t10表示厚度为10mm。环境劣化的实验条件如表3所示。表3：处理条件热劣化80℃x2000hr湿热劣化80℃/95％rhx2000hr药品劣化各种药品(酸、强碱)全面涂抹、80℃x24hr耐候性疝气63℃(有雨)x140hr由表1中的实验数据可见，本发明的隔音性能、透气性(常态、环境劣化)、变化率(常态、环境劣化)、硬度、摩擦系数(静、动)、强度等性能指标均优于现有的pu膜包覆方式制备的翼子板泡沫材料。唯一与现有材料性能相近的指标为色差，然而由于翼子板泡沫在实际使用时是处于翼子板内部，被翼子板所包覆不能无法直接观察，同时色差对翼子板泡沫材料的力学性能没有影响，因此色差属于次要的性能标准，并不影响实际使用。而在制备方法方面，本发明采用的制备方法不使用pu膜，因此也不需要人工铺设pu膜以及使用真空泵对pu膜进行吸附和后续发泡完成后对残边进行修整，降低了工作人员的作业强度的同时，整体工序变短可节约工时约25秒。本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。当前第1页12