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南京新化原化学有限公司 -杏鑫平台

发布日期:2019-06-21 浏览次数:330

摘要:分析了半固化纺织绵毡、麻纤维板、pp和pu等不同材质、不同结构的复合基材在汽车内饰顶棚方面的应用情况,研究、对比了各种基材顶棚的吸音性能等各项物理、力学综合性能,着重介绍了pu基材顶棚的各项性能指标,并与某合资品牌车型标准进行了对比、分析,为各类车型汽车内饰顶棚基材选择提供参考。

关键词:汽车内饰顶棚 pu基材 pp基材


1前言

汽车内饰顶棚是汽车不可缺少的重要内饰零部件之一,是用不同种类的非金属材料复合模压制成,具有良好的吸音/隔热性能和独特的装饰效果,并能够满足汽车在装配线上快速装配的需要。



内饰顶棚不仅是装饰部件,而且还是要求很高的功能性部件。除了对车厢内的造型设计起到装饰效果外,关键是对外界的高温、高热、高噪声的环境能起到隔热、隔音或吸音的作用,保持舒适的驾乘环境;同时,内饰顶棚还具有一定的缓冲功能,能够在意外发生时对驾乘人员进行保护。可见,顶棚内饰的材料选择必须兼顾多方面因素。通常情况下,从安全角度考虑,刚性材料不能吸能,承受的力随着变形量的增加而增加,材料不能在碰撞全过程中保护乘员;有些材料虽然满足力和变形的要求,但反弹力很大,吸能能力很差,也不适合做内饰。因此,顶棚基材材料的选择至关重要,必须根据顶棚性能的不同要求来确定。


2各种基材在汽车内饰顶棚方面的应用

2.1 半固化纺织棉毡基材

半固化纺织棉毡又称热固性纺织棉毡,属于再生纤维基材。半固化纺织棉毡的主要原材料来源于服装工业的下脚料,虽然综合性能稍差,但由于料源充足、价廉易得,曾被广泛使用,国内南汽依维柯轻型车、二汽eq153 平头载货车、天汽tj1041 轻型车、东南汽车戈蓝等均使用过。随着人们对乘用车的气味和voc等散发性能关注度的提高以及车型的更新换代,这类基材逐渐被麻纤维板基材、pp基材和pu基材所取代。半固化纺织棉毡的成型物质为热固性酚醛树脂,生产过程会释放出大量的刺鼻难闻气味,造成环境污染。目前除个别低端车型或农用车使用外,很少有汽车厂家使用。虽然环氧系列等环保型棉毡也有研究,但由于顶棚有一定的刚性要求,目前环氧树脂棉毡的力学性能远不及酚醛树脂棉毡。用半固化纺织棉毡制造内饰顶棚的生产工艺流程见图1。



2.2 麻纤维板基材

麻纤维板是将黄麻纤维和玻璃纤维混合后,通过气流成网或梳理成网后再摆动铺网针刺到一起,然后压板定型而成。麻纤维板的特点是强度高、深度拉伸性能好,内饰顶棚定型后棱角分明,中、高频吸音效果良好,而且具有价格竞争优势;但85℃以上的耐温性能、疏水性能、耐霉变性能较差,密度较大,不符合轻量化、节能降耗的发展要求,现大多用于面包车、客车和载货车,在轿车类顶棚的应用已逐步被pu基材所取代。



2.3 pp 基材

内饰顶棚用pp基材(欧洲称为轻质gmt复合材料、日韩称为kp-sheet)是以热塑性pp 为基体、以长玻璃纤维或连续纤维毡为增强材料的复合材料。湿法工艺pp基材是由发泡聚丙烯与玻璃纤维混合、脱水后、加热辊压复合而成,干法工艺pp基材是由聚丙烯纤维与玻璃纤维混合、梳理铺网、针刺、加热辊压复合而成。pp基材在200~210℃条件下加热50~120s,膨胀后被传送到内饰顶棚冷模具保压定型,保压时间20~45s,pp基材内饰顶棚制作示意图见图2,顶棚结构见图3。


pp 基材内饰顶棚具有良好的刚性、尺寸稳定性、散发性能和耐气候老化性能,是基板厚度为1.5~4.0mm内饰顶棚的理想材料;但因其吸音性能和隔热性能略低于pu 基材顶棚、成本比pu基材高5%~10%,因此市场占有率仅为20%左右。随着人们对车内气味和voc关注度的提高,pp基材在顶棚上的应用将越来越多。



2.4 pu 基材

pu复合基材既有pu发泡板材的质量轻、尺寸稳定、吸音、隔热及良好的缓冲性能等优点,又具有玻纤的刚性、pu 的可塑性等优势,因此已成为内饰顶棚性价比最高的基材而被广泛使用,占据着80%左右的市场份额,其生产工艺流程见图4。

pu 基材内饰顶棚综合性能指标优良,显著特点如下。

a.pu基材是目前不可多得的内饰顶棚用轻量化基材之一,其密度通常是纺织棉毡、麻纤维板的60%~90%,符合汽车行业轻量化发展趋势。



b.力学性能优良,没有明显的劣势指标,由表1 某款韩系车pu 基材内饰顶棚性能测试结果(测试方法按ms257-13)可以看出,测试的性能指标远远高于额定值。


c.吸音性能超强。图5是用驻波管法检测在相同工艺条件下、用不同厚度pu板生产的内饰顶棚的吸音性能的结果,并以某款合资品牌车型的吸音标准为基础进行了分析。结果表明,pu基材内饰顶棚的吸音性能远高于产品标准要求;pu基材厚度越大,吸音效果越好。




图6是用混响室法检测同等厚度、同样结构面料、不同基材生产的内饰顶棚的吸音性能结果,并以某款合资品牌车型的吸音标准为基础进行了分析。结果表明,pu基材内饰顶棚和麻纤维基材内饰顶棚的吸音性能远高于标准要求,各类基材内饰顶棚吸音性能按优劣顺序排序:pu>麻纤维>瓦楞纸板>pp。


3不同基材内饰顶棚的特点

尽管成型内饰顶棚的材料种类很多,生产工艺技术也不相同,但内饰顶棚主要由面饰层和骨架层两部分组成。面饰层主要起装饰作用,有pet无纺布、无纺布 泡棉、针织 泡绵、针织 泡棉 底布、pvc 面饰层、pvc 面饰 泡棉 底布等结构;骨架层起自支撑作用,也是实现顶棚形状和性能的关键层,同时对成本影响也较大。现在市场上使用的内饰顶棚基材种类分为半固化纺织棉毡基材、瓦楞纸板基材、麻纤维基材、pp 基材、pu 复合基材等。不同基材内饰顶棚的性能对比见表2。


4结束语

综上,结合不同结构汽车内饰顶棚复合基材的特点,分析了各种基材的性能和应用情况。为选择综合性能满足要求的结构基材,应该在了解不同基材性能特点的同时,紧密结合高、中、低档各类车型内饰顶棚具体的性能要求,才能达到提高产品市场竞争优势的目的。


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