一种复合涂层表皮成型方法
【专利摘要】本发明涉及一种复合涂层表皮成型方法，包括：步骤一、将搪塑模设于烘箱内预热；步骤二、将所述搪塑模与粉盒合拢并旋转，所述粉盒内的材料在所述搪塑模的内表面搪塑成型；步骤三、将所述搪塑模设于凝胶烘箱内加热，从而在所述搪塑模上形成表皮；步骤四、冷却该搪塑模；以及步骤五、所述表皮脱模；其中，在所述步骤四中，将热固性的复合涂层在50-130℃喷涂到所述表皮上。本发明的复合涂层表皮成型方法将复合涂层喷涂工位集成在搪塑表皮生产流水线的冷却段，在搪塑模进入冷却工位并冷却到要求的温度范围后，随后进行复合涂层的喷涂操作，喷涂结束后继续进行冷却，最后进行表皮脱模，对整个搪塑生产节拍和布局不产生影响。
【专利说明】一种复合涂层表皮成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车内饰件的成型方法，更具体地涉及一种复合涂层表皮成型方法。【背景技术】
[0002]汽车仪表板表皮搪塑成型工艺，其方法是将聚氯乙烯粉末树脂配以增塑剂、稳定剂等等各种助剂制成粉末塑料，将粉末塑料倾倒入预先加热至一定温度的模具(凹模或阴模)中，接近模腔内壁的粉末料即会因受热而胶凝，然后将没有胶凝的粉末塑料倒出，并将附在模腔内壁上的粉末塑料进行热处理(烘熔)，再经冷却即可从模具中取得制品，也被称为搪塑表皮。
[0003]为了改善搪塑表皮的性能，例如低温特性，目前通常选择在表皮上喷涂聚氨酯来实现该目的。但是，由于PVC表皮与聚氨酯的粘结较困难，粘结力较低，同时PVC表皮与聚氨酯结合后，会出现长周期老化后增塑剂迁移等方面问题，导致机械性能大幅下降，并且PVC表皮的玻璃化温度较高，材料在低温环境下发脆，综合这些因素，所形成的汽车内饰件的低温特性通常都不理想。具体对气囊仪表板来说，如此形成的气囊仪表板在低温状态爆破时，气囊区域的PVC表皮容易碎裂而飞出，对乘客产生安全隐患。因此，随着人们对汽车内饰件的安全要求的不断提高，PVC表皮存在的这些缺陷逐渐制约了 PVC搪塑工艺的应用。
[0004]US8101111B2公开了一种在搪塑表皮成型后应用涂层的成型工艺，其工艺过程是第一层表皮搪塑成型后，进行第二层的喷涂，喷涂后进行再加热保温，其中，第一层表皮搪塑工艺的加热温度是材料附着的初始温度，但尚未达到完全熔融的温度；而第二层喷涂后的再加热温度要达到完全熔融凝固的温度，从而使第一层材料和第二层材料发生化学反应形成均一的基层。显然，该成型工艺的缺点在于喷涂后的再加热保温步骤，对表皮生产线的生产节拍产生了影响。
【发明内容】
[0005]为了解决上述现有技术存在的影响常规搪塑线整体布局的问题，本发明旨在提供一种复合涂层表皮成型方法。
[0006]本发明所述的复合涂层表皮成型方法，包括:步骤一、将搪塑模设于烘箱内预热；步骤二、将所述搪塑模与粉盒合拢并旋转，所述粉盒内的材料在所述搪塑模的内表面搪塑成型；步骤三、将所述搪塑模设于凝胶烘箱内加热，从而在所述搪塑模上形成表皮；步骤四、冷却该搪塑模；以及步骤五、所述表皮脱模；其中，在所述步骤四中，将热固性的复合涂层在50-130°C喷涂到所述表皮上。
[0007]优选地，所述热固性的复合涂层为水性聚氨酯。
[0008]优选地，所述热固性的复合涂层为脂肪族PUD涂层，芳香族PUD涂层，脂肪族双组份聚氨酯反应型涂层或芳香族双组份聚氨酯反应型涂层。
[0009]优选地，所述脂肪族PUD涂层或芳香族PUD涂层在80-130°C被喷涂到所述表皮上。
[0010]优选地，所述脂肪族双组份聚氨酯反应型涂层或芳香族双组份聚氨酯反应型涂层在50-90°C被喷涂到所述表皮上。
[0011]优选地，所述步骤四的初始温度为200-280°C。
[0012]优选地，所述步骤四的终温度为40_50°C。
[0013]优选地，搪塑模在所述步骤四中依次通过前冷却工位，喷涂工位和后冷却工位，所述热固性的复合涂层在所述喷涂工位被喷涂到表皮上。
[0014]优选地，所述前冷却工位和所述后冷却工位分别包括至少一个冷却段。
[0015]优选地，所述搪塑模在所述喷涂工位的停留时间与在每段所述冷却段的冷却时间相同。
[0016]优选地,所述热固性的复合涂层的厚度为0.lmm-1.5mm。
[0017]本发明的复合涂层表皮成型方法将复合涂层喷涂工位集成在搪塑表皮生产流水线的冷却段，在搪塑模进入冷却工位并冷却到要求的温度范围后，随后进行复合涂层的喷涂操作，喷涂结束后继续进行冷却，最后进行表皮脱模。本方法将复合涂层的喷涂工位集成在搪塑模冷却段，在不影响常规搪塑线整体布局的情况下实现了复合表皮的生产。根据本发明的成型方法得到的汽车内饰件能够满足相应的外观和总成性能要求。
【具体实施方式】
[0018]为了更清楚地说明本发明的内容，首先将现有的搪塑工艺进行简要描述。现有的搪塑工艺包括:在步骤一中将搪塑模设于烘箱内预热；在步骤二中将搪塑模与粉盒合拢并旋转，粉盒内的材料在搪塑模的内表面搪塑成型；在步骤三中将搪塑模设于凝胶烘箱内加热，从而在搪塑模上形成表皮；在步骤四中冷却该搪塑模和表皮；在步骤五中表皮脱模。
[0019]本发明提供的复合涂层表皮成型方法同样包括上述步骤一-步骤五，其与现有技术的差别主要集中在步骤四中，以下将集中针对该步骤以及与该步骤相关的其他步骤和参数进行详细说明。
[0020]现有的搪塑工艺在步骤三中的终温度约为200-280°C，然后进入步骤四中的冷却工位，即步骤四的初始温度为200-280°C。该冷却工位通常采用分段式冷却来控制搪塑模的冷却效率，一般采用4-8段冷却段，冷却方式可以是但不局限于风冷或水雾冷却。
[0021]本发明的复合涂层表皮成型方法的搪塑模在冷却步骤四中依次通过前冷却工位，喷涂工位和后冷却工位。其中，前冷却工位可以包括多个冷却段，例如三个冷却段。后冷却工位同样可以包括多个冷却段，例如两个冷却段。通过该多个冷却段的前冷却工位的设置，搪塑模在进入喷涂工位的初始温度控制在50-130°C的范围内，此时，热固性的复合涂层在该喷涂工位被喷涂到搪塑模上的表皮上。该热固性的复合涂层为水性聚氨酯。所谓水性聚氨酯，指的是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。在此作为示例而非限制，该复合涂层为脂肪族PUD涂层，芳香族PUD涂层，脂肪族双组份聚氨酯反应型涂层，芳香族双组份聚氨酯反应型涂层。在一个实施例中，脂肪族PM)涂层或芳香族PUD涂层在80-130°C被喷涂到所述表皮上。在另一个实施例中，脂肪族双组份聚氨酯反应型涂层或芳香族双组份聚氨酯反应型涂层在50-9(TC被喷涂到所述表皮上。
[0022]为了更好地说明本发明的创造性，以US8101111B2专利为例，其明确地指出所使用的材料为热塑性材料。本领域的技术人员公知，热固性材料和热塑性材料是按其加工性能来分类的。通常材料在室温下都是固体或者弹性体，为了能够对其进行加工和成型，通常都要对材料进行加热，使材料成为具有流动性的粘流态，进而对其进行加工成型。顾名思义，热塑性材料是指材料加工固化冷却以后，再次加热仍然能够达到流动性，并可以再次对其进行加工成型，也就是说具有良好的再加工性和再回收利用性。而热固性材料经过一次加热成型固化以后，其形状就因为分子链内部进行铰链而使形状达到稳定，再次对其加热也不能让其再次达到粘流态，而对其进行再次加工成型，也就是说热固性材料不具有再次加工性和再回收利用性。正是由于US8101111B2专利选用的是热塑性材料，所以才会涉及到喷涂后的再加热保温步骤。与该现有技术相比，本发明通过选用热固性材料，创新性地将复合涂层的喷涂工位集成在搪塑模冷却步骤四中，利用搪塑模冷却过程中的合适的温度下降区间实现复合涂层的喷涂，使得本发明的成型方法的喷涂过程对整个搪塑生产节拍和布局不产生影响。
[0023]搪塑模的表皮上喷涂成型的涂层的厚度范围为0.lmm-1.5mm。如果喷涂的厚度过小，将无法改善搪塑表皮的性能(例如低温特性)，如果喷涂的厚度过大，将延长工时并造成涂料的浪费。在复合涂层喷涂结束后，搪塑模在喷涂工位停留并利用搪塑模的温度进行固化，喷涂操作和搪塑模停留总时间与每段冷却段的冷却时间相同，这样就不会对整个搪塑生产节拍产生影响。随后搪塑模进入后段冷却工位继续冷却至40-50°C后按照步骤五进行表皮脱模操作，即步骤四的终温度为40-50°C。
[0024]实施例1
[0025]步骤一、将搪塑模设于烘箱内预热；
[0026]步骤二、将所述搪塑模与粉盒合拢并旋转，所述粉盒内的材料在所述搪塑模的内表面搪塑成型；
[0027]步骤三、将所述搪塑模设于凝胶烘箱内加热，从而在所述搪塑模上形成表皮；
[0028]步骤四、冷却该搪塑模，其中，将路博润Lubrizol公司的Sancure系列SC2026的涂层在90°C喷涂到所述表皮上；
[0029]步骤五、所述表皮脱模。
[0030]实施例2
[0031]步骤一、将搪塑模设于烘箱内预热；
[0032]步骤二、将所述搪塑模与粉盒合拢并旋转，所述粉盒内的材料在所述搪塑模的内表面搪塑成型；
[0033]步骤三、将所述搪塑模设于凝胶烘箱内加热，从而在所述搪塑模上形成表皮；
[0034]步骤四、冷却该搪塑模，其中，将路博润Lubrizol公司的Sancure系列SC2710的涂层在110°c喷涂到所述表皮上；
[0035]步骤五、所述表皮脱模。
[0036]实施例3
[0037]步骤一、将搪塑模设于烘箱内预热；
[0038]步骤二、将所述搪塑模与粉盒合拢并旋转，所述粉盒内的材料在所述搪塑模的内表面搪塑成型；
[0039]步骤三、将所述搪塑模设于凝胶烘箱内加热，从而在所述搪塑模上形成表皮；
[0040]步骤四、冷却该搪塑模，其中，将双组份聚氨酯反应型涂层在70°C喷涂到所述表皮上，其中，双组份聚氨酯反应型涂层组成包括:A组份:多元醇、催化剂、交联剂、稳定剂、流平剂、阻燃剂组份:异氰酸酯；
[0041 ] 步骤五、所述表皮脱模。
[0042]本发明将复合涂层的喷涂工位集成在搪塑模冷却段，在不影响常规搪塑线整体布局的情况下实现了复合表皮的生产。另一方面，本发明通过高性能复合涂层与表皮的结合，提高了表皮与复合涂层的粘结力，有效改善了表皮的低温脆性。具体在气囊门的应用中，其解决了仪表板气囊区域表皮发泡材料在爆破过程中存在的气囊门打开时的碎片飞溅问题。
[0043]以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。
【权利要求】
1.一种复合涂层表皮成型方法，包括: 步骤一、将搪塑模设于烘箱内预热； 步骤二、将所述搪塑模与粉盒合拢并旋转，所述粉盒内的材料在所述搪塑模的内表面搪塑成型； 步骤三、将所述搪塑模设于凝胶烘箱内加热，从而在所述搪塑模上形成表皮； 步骤四、冷却该搪塑模；以及 步骤五、所述表皮脱模； 其特征在于，在所述步骤四中，将热固性的复合涂层在50-130°C喷涂到所述表皮上。
2.根据权利要求1所述的复合涂层表皮成型方法，其特征在于，所述热固性的复合涂层为水性聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的复合涂层表皮成型方法，其特征在于，所述热固性的复合涂层为脂肪族PUD涂层，芳香族PUD涂层，脂肪族双组份聚氨酯反应型涂层或芳香族双组份聚氨酯反应型涂层。
4.根据权利要求3所述的复合涂层表皮成型方法，其特征在于，所述脂肪族PUD涂层或芳香族PUD涂层在80-130°C被喷涂到所述表皮上。
5.根据权利要求3所述的复合涂层表皮成型方法，其特征在于，所述脂肪族双组份聚氨酯反应型涂层或芳香族双组份聚氨酯反应型涂层在50-90°C被喷涂到所述表皮上。
6.根据权利要求1所述的复合涂层表皮成型方法，其特征在于，所述步骤四的初始温度为 200-280°C。
7.根据权利要求1所述的复合涂层表皮成型方法，其特征在于，所述步骤四的终温度为 40-50°C。
8.根据权利要求1所述的复合涂层表皮成型方法，其特征在于，所述搪塑模在所述步骤四中依次通过前冷却工位，喷涂工位和后冷却工位，所述热固性的复合涂层在所述喷涂工位被喷涂到表皮上。
9.根据权利要求8所述的复合涂层表皮成型方法，其特征在于，所述前冷却工位和所述后冷却工位分别包括至少一个冷却段。
10.根据权利要求9所述的复合涂层表皮成型方法，其特征在于，所述搪塑模在所述喷涂工位的停留时间与在每段所述冷却段的冷却时间相同。
11.根据权利要求1所述的复合涂层表皮成型方法，其特征在于，所述热固性的复合涂层的厚度为0.lmm-1.5mm。
【文档编号】B29C41/52GK103448183SQ201310425220
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】侯剑锋, 张方林, 王磊磊, 孙洁 申请人:延锋伟世通汽车饰件系统有限公司