软质仪表板泡沫与骨架粘接力影响因素分析

卞春雷 安慧 陈龙 于善平, 130033) (长春富维安道拓汽车饰件系统有限公司长春

Automobile Technology & Material - - WORKSHOP SOLUTION -

1982—),作者简介:卞春雷( 高级工程师,博士,主要研究方向为汽车内饰开发。

摘要:聚氨酯发泡仪表板泡沫与骨架的粘接性能对气囊爆破结果有很大影响。针对软质仪表板采用发泡工艺时,发泡过程中异氰酸酯和组合聚醚的流量及配比、模具开始排气时间、模具温度、异氰酸酯和组合聚醚的温度、骨架温度等各种工艺参数对聚氨酯泡沫与气囊盒盖板之间粘接力的影响进行了系统分析,以避免气囊爆破的冲击力对乘员产生的伤害。关键词:软质仪表板 泡沫与骨架粘接性 发泡U466 B Doi:10.19710/j.cnki.1003-8817.20170171中图分类号: 文献标识码: 1 前言

为保证乘车人员的安全,汽车安全气囊系统被广泛应用于汽车内饰产品上[1- 2]。仪表板安全气,囊主要布置在副驾驶一侧 同时为了保证仪表板的美观性及舒适性,目前多采用隐式安全气囊 [3- 5]。气囊爆破的成功与否直接关系到乘员的生命安全,因此,如何制造出保证气囊爆破结果成功的仪表板至关重要。

汽车仪表板是集安全性、功能性及装饰性于一身的系统零件,一般分为硬质仪表板和软质仪表板两种。目前中高端车型多采用软质仪表板,并逐渐向低端车型扩展。软质仪表板多采用发泡PVC工艺,主要由 表皮、聚氨酯泡沫、注塑骨架组成[6- 9]。在软质仪表板中,影响气囊爆破结果的因素包括表皮骨架及泡沫自身材料的性能、表皮骨架的弱化状态、铰链的结构、泡沫与骨架表皮的粘 接状态等。聚氨酯泡沫与骨架的粘接不良,气囊爆破过程中气囊展开的冲击力会使泡沫与骨架分离、飞出,容易对乘员产生伤害。为此,本文针对软质仪表板在发泡过程中,各种工艺参数对聚氨酯泡沫与仪表板骨架粘接力影响因素进行了系统分析。

2 检测方法

当聚氨酯泡沫与骨架的粘接性不好时,气囊爆破过程中泡沫与骨架会分离,最后导致爆破失1败,如图 所示。 为检测泡沫与骨架的粘接力,采用拉力试验6机进行检测,测试时在气囊区取 个样件,标记为

P1~P6, 20 mm×20 mm,样件尺寸为 测试速度为200 mm/min, 6最终粘接力取 组数据的平均值。所PP用注塑骨架为同一批次生产,并通过同一时间2 3火焰处理得到。图 为样品,图 为检测装置。

3 聚氨酯泡沫与仪表板骨架粘接力的影响因素分析 3.1 浇注流量对粘接性能的影响

试验过程中,保持其它工艺参数不变,改变聚氨酯泡沫浇注时的流量,不同浇注流量对应的泡4沫与骨架的粘接力如图 所示。 4 200 g/s从图 可以看出,当浇注流量从 增加到300 g/s 时,泡沫与骨架的粘接力呈略上升趋势;当300 g/s 400 g/s浇注流量从 增加到 时,泡沫与骨架的粘接力变化不大。这可能是由于低流量时浇注时间较长,对最终的聚氨酯泡沫性能有所影响。

3.2 酸醚比例对粘结性能的影响

P)仪表板中间层聚氨酯泡沫是由组合聚醚( I)和异氰酸酯(在浇注过程中混合在一起发生化学反应得到的。组合聚醚和异氰酸酯的混合比例对泡沫的性能有直接影响。不同的聚醚与异氰酸5酯的混合比例对粘接性能的影响如图 所示,选取100:60 100:50的聚醚与异氰酸酯比例分别为 、 、100:40。 5由图 可看出,随异氰酸酯所占比例的下降,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力呈下降趋势。

3.3 浇注模具温度对粘接性能的影响

保持其它工艺参数不变,浇注时不同的浇注6模具温度对泡沫与骨架的粘接力影响结果如图所示。 6 28 ℃从图 可以看出,当浇注模具的温度从40 ℃升高到 时,粘接力变化不大;当浇注模具的温40 ℃ 60 ℃度从 升高到 左右时,粘接力有所下降,但不明显。这可能是由于骨架导热能力较差,骨架表面的温度受模具温度影响较小有关。值得一28 ℃)提的是,模具温度较低时( 出现表皮与泡沫发生离层现象,这可能是由于表皮比较薄和柔软,受模具温度影响较大,发泡时骨架温度与表皮温度差别较大导致。

3.4 骨架温度对粘接性能的影响

保持其它工艺参数不变,浇注时不同的骨架7温度对泡沫与骨架的粘接力影响如图 所示。7 20 ℃从图 可以看出,浇注时,当骨架温度从30 ℃升高至 时,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力呈明

30 ℃ 70 ℃显上升趋势;而当骨架温度从 升高至 左右时,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力变化不明显。这说明骨架温度在温度较低时对聚氨酯泡沫与骨

30 ℃架的粘接力影响较大,当骨架温度超过 时,骨架温度的变化对聚氨酯泡沫与骨架的粘接力影响不大。

3.5 聚氨酯原料温度对粘接性能的影响

保持其它工艺参数不变,浇注时不同的聚氨酯原料温度对聚氨酯泡沫与骨架的粘接力影响结8果如图 所示。 8 20 ℃从图 可以看出,聚氨酯原料的温度从26 ℃升高至 时,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力略有26 ℃ 33 ℃下降;当聚氨酯原料的温度从 升高至 左右时,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力变化不明显。由此可知,聚氨酯原料的温度较低时对粘接性有利,但是可能会影响原料的流动性及反应速度。

3.6 浇注模具排气开始时间对粘接性能的影响

浇注模具排气开始时间是指模具合模后注料1完成到模具第 次排气时的时间。保持其它工艺参数不变,浇注模具排气开始时间对聚氨酯泡沫9与骨架的粘接力影响结果如图 所示。9从图 可以看出,随浇注模具排气开始时间增加,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力呈先上升、后下降40 s的趋势。浇注模具排气开始时间在 左右时, 40 s聚氨酯泡沫与骨架的粘接力最大,这是因为在左右时聚氨酯泡沫反应趋于结束,聚氨酯泡沫活性开始下降,进而导致与骨架的粘接性开始降 低。过早的排气会导致漏料及虚料等缺陷产生,影响聚氨酯泡沫的性能;过晚的排气会导致聚氨酯泡沫内压力升高,导致泡沫内部泡孔破裂聚集,产生鼓包离层的现象,影响聚氨酯泡沫的性能。

4 结束语

PVC PP本文对由 搪塑表皮、聚氨酯泡沫、 注塑骨架构成的仪表板泡沫与骨架的粘接性能进行了研究,结果表明: a. 200 g/s 300 g/s当浇注流量从 提高到 时,泡沫与骨架的粘接力呈略上升趋势,当浇注流量达到300 g/s

后,泡沫与骨架的粘接力趋于平稳; b.不同的聚醚与异氰酸酯组合比例,随异氰酸酯所占比例的下降,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力呈下降趋势;浇注模具的温度对泡沫与骨架粘接力的影响较小; c. 20 ℃ 30 ℃当骨架温度从 升至 时,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力呈明显上升趋势,而当骨架温30 ℃ 70 ℃度从 升至 时聚氨酯泡沫与骨架的粘接力趋于稳定; d. 20 ℃ 26 ℃聚氨酯原料的温度从 升至 时,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力略有下降,原料温度从26 ℃ 33 ℃

升至 时,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力无明显变化; e.当浇注模具排气开始时间增加,聚氨酯泡沫与骨架的粘接力呈现先上升、后下降的趋势。

参考文献:

[1] . [J].王文涛 国外汽车安全气囊研究开发现状 汽车与配, 2005(45):38-39.件 (下转第48页)

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