提高发泡仪表板气囊框与泡沫粘结力方法探究

郭荣

摘 要：针对仪表板总成发泡后 TPE材料气囊框与发泡层不粘，气囊爆破后仪表板气囊区域泡沫整块分离问题，提出如何提高气囊框与泡沫粘结力的方法。通过试验验证，改善及解决此类问题，可以从气囊框表面粗糙度、

火焰处理方法、脱模剂方面入手。关键词：火焰处理；气囊框；聚氨酯发泡；粘结力

1 前言

为适应人们对汽车安全性广泛关注的需要，越来越多的车型在乘客侧配备了安全气囊，安全气囊安装在仪表板下面，由气囊框盖住，因此气囊框是汽车仪表板上重要的安全零件，随着我国汽车工业的高速发展，市场的需求越来越大，仪表板也日趋多样化，人们一直追求高档次和高质量的汽车内饰，软质仪表板已成为中高档汽车的主流配置，软质仪表板中搪塑-发泡仪表板因其优良的安全性、外观、触感、及纹理清晰一致更得到人们的喜爱，安全作为最基本的功能，是必须要保障的。本文通过针对仪表板总成发泡后TPE材料气囊框与发泡层不粘，气囊爆破后仪表板气囊区域泡沫整块分离，若泡沫块飞向乘员会直接伤害乘员，这一案例分析提出如何提高气囊框与泡沫粘结力的方法。

2 分析

2.1 火焰处理工艺

火焰处理工艺，是指用强氧化焰使塑料表面氧化的過程，火焰处理可用来调整塑料的表面性质，在高温下使塑料表面的大分子发生氧化反应产生极性基团，主要用于提高塑料表面张力，表面张力的大小可在液体表面上画出一个任意的面积元。设此面积元每个边长都是l，表面其他部分垂直作用在每一边上的张力为F，于是表面张力σ为：Σ=F/l0表面张力垂直于此面积的周边，其大小以每厘米多少达因来表示（1达因/厘米=10-3牛顿/米）因此，表面张力的量纲是MT-2。

为了便于发泡工艺复合，一般要求表面的张力值达到41达因左右，而TPE、聚丙烯这种材料本身的表面张力值仅为31达因，远远无法达到生产要求，通过火焰处理技术，可以改变其表面张力，使其表面张力达到生产要求。图1为火焰处理的图片。

2.2 仪表板发泡工艺

仪表板发泡是将骨架（PP、SMA、PC/ ABS等）、聚氨酯半硬泡沫、表皮（ PVC、 TPO、TPU等）三者进行复合成型的过程。其中聚氨酯半硬泡沫同时也作为复合过程中骨架和表皮的连接剂。

和注塑仪表板相比，发泡仪表板具有弹性舒适的手感，同时能够增强仪表板在碰撞时缓冲吸能的效果。

聚氨酯：聚氨酯（Polyurethane）是聚氨基甲酸酯的简称。是指主链中含有- NH（CO）O-特征单元的一类高分子。这种高分子材料广泛用于黏合剂，涂层，低速轮胎，垫圈，车垫等工业领域。在日常生活领域聚氨酯被用来制造各种泡沫和塑料海绵。聚氨酯泡沫塑料具有优良的物理机械性能、声学性能、电学性能和耐化学性能，加上成型方便，是其他塑料品种无法比拟的。

在泡沫系统中，在泡沫上升的过程中聚合物维持一个很低的粘度，当泡沫达到最大高度的时候粘度迅速上升。通过控制聚合物的粘度增长可以来控制泡沫的开孔情况。在上升的泡沫体系中测定动态的粘度是非常困难的。当泡沫开始凝胶的时候粘度就会迅速的上升。开始凝胶就预示这开孔的开始。反应起初，混合物的粘度很低，使泡沫成长。当气泡占有泡沫空间的74%左右的时候，形成多面形的泡孔，同时泡孔开始排气。当气泡占有泡沫空间的95-98%时候，随着多聚物的凝胶粘度会快速的上升。当气孔内部的压力继续上升，气孔壁将会破裂。假设气泡开孔是从泡沫的外界开始然后到内部。在开孔后泡沫将会迅速的熟化使产品可以快速脱模。图2为仪表板发泡图片。

仪表板骨架总成发泡后 TPE材料气囊框区域与发泡层不粘，TPE材料是一种热塑性弹性体，因不含极性基团CN和C=O，属于非极性材料，；在发泡前需要进行火焰处理，可以改变其表面张力，使其表面张力达到生产要求。图 3为气囊框表面与发泡层不粘图片。

2.3 火焰处理工艺调试

通常设备走火焰运行一遍程序能达到的效果，通过火焰处理反复工艺调试，在TPE气囊框区域火焰处理程序运行三遍，用达因值 42的药水检测，TPE气囊门区域达标。分析表面TPE材质的零件对火焰处理的条件要求更高。与PP材质相比，通常正规设备走一遍程序能达到的效果，对TPE材质不行。图4为气囊区域运行三遍火焰处理程序后发泡后的粘结效果，无法测量粘结值，呈现内聚失效状态。

2.3 增加气囊框表明粗糙度

在试验过程中，发泡现场用砂纸处理气囊框后，泡沫粘结性能状态满足要求，提高表明粗糙度能有效提高粘结力，将气囊框表面做喷砂处理。图 5为气囊框表明打磨与不打磨效果对比结果。

2.4 脱模剂影响

在试验过程持续跟踪过程中，还偶尔出现了不粘问题，经过对比发现不粘样件表面明显比其它样件油，由于气囊框注塑时表面喷脱模剂所致，需严格控制气囊框表明不喷脱模剂。

3 结论

通过试验验证、工艺调试发现提高发泡

仪表板气囊框与泡沫粘结力方法有： TPE气囊框表面做喷砂处理； TPE气囊框火焰处理较PP骨架，需要

火焰处理程序运行三遍（速度通过工艺调试）。 TPE气囊框注塑时，不允许在定模面喷脱模剂，气囊框表面不能有残留脱模剂。三个方面结合使用，确保发泡仪表板气囊框与泡沫粘结力保持稳定状态。

参考文献：

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