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輕量化、舒適化、節能化是世jie汽車工業發展的較新趨勢,這一趨勢加速了汽車的塑料化進程。同時,汽車的塑料化也對塑料材料、加工設備和加工工藝提出了更高的要求。
改性材料的加工技術
絕大部分的汽車部件是不能直接用基礎樹脂來加工的,而需要對基礎樹脂進行改性。常用的改性加工手段包括:合金化,比如PC/ABS合金;增強改性,比如PA或PBT與玻纖共混增強;填充改性,比如PP和CaCO3或滑石粉的填充改性。
對于某些材料,通常需要高比例的填充改性,其填充劑的比例一般大于50% ,而且填充劑本身往往是粒徑很小、堆積密度很低的材料。對此,擠出機的自由容積就成為改性工藝的制約因素。
TPO、TPV為汽車常用材料。TPO由于無需硫化,因此要求設備較短,長徑比可以在30以下。而TPV由于牽涉到動態硫化問題,因此一般要求設備的長徑比在52以上。通常,加工TPV時需要克服3個工藝要點:EPDM的喂料、分配和分散、動態硫化。為解決“EPDM 膠料需要經切粒后才能被喂入雙螺桿機中”的繁瑣流程問題,可以采用將EPDM 膠片或膠條轉化成熔體直接喂入雙螺桿擠出機的喂料系統。
車用內飾表皮加工技術
汽車內飾表皮的典型產品為儀表盤表皮,這也是內飾表皮中要求高的部分。汽車儀表盤表皮的種類包括PVC/ABS壓延表皮、TPO擠出表皮和PVC搪塑表皮。PVC/ABS壓延表皮由于在品質及環保等方面存在著局限,其應用在逐漸減少。PVC搪塑表皮由于成本原因,主要應用在高檔車上。而TPO擠出表皮作為一種新材料,其應用正在受到越來越多的關注。
儀表盤表皮的生產工藝流程包括擠出、壓光、軋花、消光等多個環節。TPO板材汽車儀表盤表皮擠出生產線的主機一般采用雙螺桿擠出機,機器優異的共混性能可使用戶有可能直接利用PP和EPDM作為原材料,而不用依賴成本較高的TPO原料。同時,雙螺桿擠出機也有利于將各種添加劑和樹脂均勻混合,改善制品的性能。
目前,有些規格的儀表盤表皮是兩層結構,其底層材料可以利用回收料以下降成本。此時擠出機組就是由兩臺雙螺桿擠出機構成的共擠機組。由雙螺桿擠出機擠出的物料通過換網器和熔體泵后,就進入平模頭,再由平模頭將物料喂到三輥壓光輥架上。由于TPO板材表面的敏感性,三輥壓光輥架一般采用水平輥架的方式,其中的二號輥可以作為軋花輥,在片材表面壓制出所需的花紋。
一般,被制成的片材還需要經過消光處理,并增加片材的表面硬度。所有這些都是通過在片材表面噴涂上適當的溶劑來實現的。只有經過這些處理的片材才能成為終的成品。
聚丙烯發泡材料加工技術
汽車內用到的聚丙烯發泡材料包括聚丙烯發泡片材和由聚丙烯發泡珠粒料制成的模壓部件。
聚丙烯發泡片材主要用作汽車頂棚、發動機艙的內襯隔音材料及備胎艙蓋等。片材的規格一般為1.5~6mm,密度為60~150kg/m3,制品寬度1000~1500mm。
除了聚丙烯發泡片材以外,在汽車內還用到另外一類的PP發泡制品,即由PP發泡珠粒料模壓而成的部件,包括遮陽板、頭枕手枕、門內板、保險杠吸能塊、備胎座等。在這一領域的先進代表技術是通過擠出法將實心的PP粒料加工成密度在15~100kg/m3的EPP發泡珠粒料,這些粒料通過蒸汽模壓設備就可以加工成各種部件。
在發泡珠粒料的擠出過程中,所采用的發泡劑為丁烷,可實現大60倍的發泡倍率,制得的珠粒料的顆粒直徑在3~5mm。
在整個珠粒料擠出加工的過程中,加工的核心在于擠出和切粒兩個環節。對于擠出,要求位于擠出機末端的熔體的溫度、壓力以及發泡劑的分散狀況都達到很均勻穩定的水平,而切粒過程則要考慮到對粒子發泡工藝過程的掌握、切粒的顆粒均勻性以及切粒系統的機械配合精度。
XPE、IXPE交聯聚乙烯發泡材料加工技術
XPE、IXPE是一種應用廣泛,性能優越的泡沫塑料。汽車內XPE、IXPE交聯聚乙烯發泡材料主要用于汽車緩沖絕熱、汽車內飾等。
產品是以LDPE為主料,通過DCP架橋,采用AC(偶氮型發泡劑)發泡的新型材料。在生產過程中可以通添加其它材料達到改性效果。XPE、IXPE泡沫材料的結構是獨立閉孔材料,所以其同樣具有隔熱、保溫功能;同時具有下降噪音及防水的特點,加之其本身具有耐熱性、耐老化性、耐化學性,被廣泛用于眾多領域。
普通的XPE一般采用水平爐發泡而IXPE可以采用水平爐發泡也可以通過垂直爐發泡。XPE或者IXPE前道和后道工藝基本相同,很常見的生產方式主要有: 造粒一一擠出一一壓片一一發泡一一卷取。
擠出機為混煉擠出型結構,由于原材料的原因,對擠出機的溫控、水環套、加熱圈、螺桿、控油卻有著極高精度的要求。壓片采用直立式三輥壓光機成型,三輥為鏡面平行輥,內部通作配備高精度恒溫系統,后面有冷卻托架,裝置有切邊刀以及有去應力裝置。
輻射交聯發泡片材(簡稱IXPE) 此化學交聯發泡片材表面更為平穩、細密、泡孔更為細小、均勻,各項物理性能都優于XPE。
PP蜂窩板/新型PP纖維/麻復合材料加工技術
通過擠出法一次成型三層夾心板材,中間為蜂窩狀結構,兩面為薄片,可同時粘覆布料,具有輕質高剛,防潮隔熱,隔音保溫的效果。可用于乘用車行李箱蓋,行李箱隔板,頂棚內飾等。
PP纖維/麻復合材料是利用低熔點PP纖維與黃麻短纖維混合制氈后,在熱壓條件下,將麻纖維粘結成板材。該材料具有強度高、防腐蝕、絕緣、絕熱、隔音、吸音、防震等優良特性,可廣泛用于汽車內飾、箱包、家用裝飾、家具等行業。
汽車密封條的加工技術
車用密封條的擠出技術包括橡膠密封條和TPV密封條的擠出設備。
在橡膠密封條擠出生產線中,為了向下游硫化線提供塑化均勻的無氣泡的高品質膠料,TPO板材主機可以配置銷釘式真空脫氣擠出機或者銷釘可調式真空脫氣擠出機。
對于TPV密封條生產線,包括加工傳統的密實密封條技術設備、以水為發泡劑或化學發泡技的發泡TPV密封條技術設備。同化學發泡技術相比,水發泡技術更為環保。 在實際應用中,TPV往往和橡膠復合在一起,成為復合結構的密封條,這需要專門的TPV/橡膠復合共擠技術,在相鄰的兩個流道上實現不同的熔體溫度設定,以適應橡膠和TPV的不同加工溫度。
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