汽车门内饰产品上的新型材料探究

　　韩宇吴雪刘辉
　　摘要：随着社会经济总产值的稳步提升，汽车行业对其贡献巨大，这与汽车行业生产过程中的各环节技术的革新有着密不可分的联系。在人们环保意识日益增强的背景下，环保的新型材料得到了广泛的关注，并逐渐代替了聚氨酯胶黏剂，本文就汽车门内饰产品上的新型材料进行了研究和分析。
　　关键词：汽车车门；内饰材料；聚氨酯胶
　　随着塑料在汽车行业的广泛应用，汽车的内外饰件已基本实现塑料化，为汽车减轻重量、节约成本发挥着重要作用。但生产汽车塑料饰件的传统模具开发多受限于设计者的经验，对设计结果无法准确预测，需要通过模具制造出来后反复试模和修改才能达到产品成型要求，无法有效地缩短开发周期和降低开发成本。塑料成型CAE技术的应用，使得设计师能够在模具制造之前，预测设计中潜在的缺陷，为合理地修改设计方案提供科学依据。本文就聚氨酯胶粘剂及其在汽车内饰产品生产上的工艺控制进行具体阐释。
　　一、聚氨酯材料在汽车上的使用现状
　　聚氨酯材料在汽车上的应用非常广泛，按其聚氨酯品种来分有软质泡沫塑料，如汽车上的隔音垫、空气滤清器、顶棚内衬、地毯背衬、坐垫、靠背、头枕等；模塑泡沫塑料，如坐垫、靠背、头枕；半硬质泡沫塑料，如汽车仪表板、扶手芯、头枕、遮阳板、变速箱顶盖、杂志箱盖、喇叭盖（层）、车顶内衬、门内饰板、保险杠内芯等；硬质泡沫塑料，如车门内衬、内装板、座椅靠背盖壳、垫、顶棚内椅衬、加工内饰件；自结皮泡沫塑料，如方向盘、变速杆手柄、扶手、头枕、喇叭盖等；RIM微孔弹性体，如保险杠、挡泥板、侧防护条、扰流板、汽车窗包边等；增强RIM微孔弹性体，如保险杠、缓冲件、阻流板、档泥板、行李箱底板及盖等；浇注弹性体如减震缓冲块、手柄轴密封圈、万向节、轮胎等；热塑性弹性体（TPU），如弹簧护套、保险杠护板、软管等；复合结构材料，如座椅缓冲层、隔音阻尼密封垫及条、车门内衬、保险杠、顶衬等；合成革、氨纶材料，如汽车坐、靠垫套、头枕套、内装饰材料等；粘接密封材料，如用来粘接不饱和树脂玻璃纤维增强片状模塑料（SMC）材料、风挡玻璃粘接与密封、点火线圈灌封等；涂料，如外装饰件、零部件、车体及修补等。
　　二、聚氨酯材料汽车内饰中的应用
　　车门内板的构造基本上类似于仪表板，由骨架、泡沫和表皮革构成。目前国外许多企业在寻找便于回收的汽车材料，如Bayer公司正在开发一种以剑麻、亚麻和聚氨酯为原料代替玻璃纤维增强的RIM聚氨酯制品，这种材料除具有金属和玻璃纤维的优点外，同时价格更便宜、质量更轻、韧度更强、消音，而且可以生物降解，被称作绿色产品。由聚氨酯质量分数40、亚麻及剑麻各一半作为增强材料的模塑薄壁汽车部件，其密度为700～750kgm3（低密度仅550kgm3）、壁厚1。7～2。0mm、弯曲模量3400MPa、弯曲强度约30MPa、冲击强度15kJm2，它还具有低烟雾值优点，受到汽车工业界的关注。MercedesBenz车门板内衬已采用这种天然纤维增强材料。制作时，先由机器手把天然纤维放在模具内，然后注入聚氨酯原料，再关闭模具。门板厚2mm，纤维质量分数占65，聚氨酯质量分数占35。有可能进一步扩大到用于车顶衬、箱柜盖板、行李隔板等。
　　（一）侧护板上的应用
　　侧护板安装于车门两侧，保险杠安装于车前、车后，碰撞时起到缓冲、减少损伤的作用，所用材料要求既具有刚性又具有弹性。近年来，开始出现采用微孔聚氨酯弹性体制作的新型悬架结构保险杠，由于微孔弹性体硬度低、压缩率高，通过变形能够吸收80的冲击能量，其余的冲击能量可转移到底架上，这种保险杠具有质轻、安全、平稳、消音的功效。由于使用聚氨酯材料制造价格较贵，因此，在欧洲只将它用作高级轿车的保险杠。而美国则较为普遍地使用RIMPUR或RRIMPUR制作汽车侧护板和保险杠，其中前保险杠用RRIMPUR，而后保险杠用RIMPUR，这种材料全部通过了五英里试验。目前，国内除了侧护板有些车型使用聚氨酯材料之外，其它还未使用聚氨酯材料。
　　（二）各种板块的应用
　　现代轿车时速已达100km以上，最高时速更达200km以上，因此轿车的车身设计既要服从空气动力学原理，要有尽量低的空阻系数，又要采取措施，在车身的前后端安装导流板和扰流板，以保证轿车的行驶安全。导流板和扰流板通常具有轻量、高刚性、设计新颖并呈流线型等特点。根据不同车型的要求，采用RIMPUR或RRIMPUR工艺制作。据了解国内一汽生产的高尔夫轿车就采用RIMPUR扰流板。脚踏板是中、重型汽车或客车的重要外饰功能件，因对其强度要求较高，且需具有耐磨、抗冲击的特性，所以有些车选用PCABS注塑而成，有些车用玻璃纤维增强塑料FRP、PUR或SMC制作，如斯太尔王的脚踏板就用聚氨酯制作。
　　（三）玻璃包边的应用
　　反应注射成型（RIM）工艺，生产汽车玻璃PU包边制品。国内黎明化工研究院聚氨酯发展公司向市场提供5个牌号玻璃包边用料，其中MDI体系有3个牌号，IPDI体系有2个牌号。聚氨酯微孔弹性体主要用于制造空气滤清器芯的端面密封部位。汽车空气滤清器是汽车发动机必不可少的附件。传统的汽车空气滤清器是在滤纸滤芯的二端用胶粘剂粘结金属盖，然后再在金属端盖上面粘上橡胶圈制成。而现在都使用聚氨酯封端空气滤芯，具有质量轻、加工工艺简单、生产效率高、能耗低、密封好等优点。微孔聚氨酯弹性体制件可应用于车辆的弹簧系统中的辅助件，作为缓冲止位块具有优异的抗冲击性能。对提高车辆的性能有特别明显的效果，并大大提高减振器的使用寿命。
　　（四）结束语
　　更舒适和更安全是汽车工业永恒的主题，聚氨酯能够满足汽车工业对材料提出的各种要求，因此，预计在未来几年内随着技术的进一步提高，聚氨酯材料在汽车中的应用将会加速增长。
　　参考文献：
　　〔1〕路绳矿。聚氨酯灌封材料在汽车点火线圈中的应用〔J〕。绝缘材料，2015。
　　〔2〕许乾慰。热塑性聚氨酯弹性体在汽车上的应用〔J〕。工程塑料应用，2016。