针对汽车内饰件产品,制造厂商将越来越多地使用带有聚氨酯 材料的装饰性表皮、高质量面漆或功能性涂层的注塑成型产品。可 是缺点就是这类产品的生产通常比较复杂而且成本高。但是将反应 注塑成型(RIM)技术引入到注塑成型工艺中产生一种经济型新工
艺,这种情况就会改变,这样在制品还在密闭模具中的时候就可以 进行聚氨酯涂层。
这样便可以在闭模状态下给部件涂上聚氨酯,改 变了以前的形势,达到了节约的目的。
在系统供应商Fischer汽车系统股份有限公司、拜耳材料科技 和克劳斯玛菲塑料科技股份有限公司之间的一项联合开发项目中, 通过一个原型测试了新工艺的可行性。挑选用来测试的产品是豪华 型汽车用的杯架装饰件。
它也可以使用常规涂层工艺,通过Rscher 汽车系统公司的流水线进行生产并且涂覆大约L 5mm厚度的聚氨 酯涂层。来自拜耳公司聚碳酸酯事业部、负责开发项目的商业部门 负责发展项目的Rainer Protte解释说:“这种结合证明了这种外表 时尚优雅的修饰生产是非常具有前途的技术。
”
拜耳材料科技开发的这一新技术最初是作为模内涂层的一种特 殊形式,其中直接在闭合模具中注塑进二元涂层系统进行制品的涂 层。该工艺后来被扩大到利用聚氨酯进行制品的涂层。与此同时, 作为生产注塑成型设备和聚氨酯生产机械的克劳斯玛菲公司,它开 发了 Skin Form工艺。
这两种方法都可以归类为“直接法”——聚氨 酯皮层的“Direct Skinning”工艺和聚氨酯涂料的“Direct Coating” 工艺。将两家公司在新技术上面得到的经验和Fischer汽车系统公 司进行综合,从而产生该联合开发项目。
以上介绍的工艺从本质上来说是以二元注塑成型为基础,但是 替代了利用热塑性材料作为第二组分,它使用反应性聚氨酯体系, 通过聚氨酯混合头直接将材料注进模具型腔。
第一步是在开始的型 腔中注塑成型热塑性材料,把模具打开,然后将成型制品转移到第 二个型腔中,可以使用平行移动的工作台、轮盘或者固定旋转的成 型设备完成该动作。再次闭合模具,利用反应性注塑成型(RIM) 工艺注塑进反应性二元聚氨酯系统并且在热塑性材料表面马上发生 固化反应。
当聚氨酯系统在固化时,可以使用轮盘或者固定旋转的 成型设备在第一个模具型腔中加工下一个制品,这样可以缩短周期 时间,从而提高生产效率。
豪华外观的表面极佳的表面修饰杯架饰面的载体材料是Bay- blend,它是一种PC/ABS共混材料,而聚氨酯涂层是以仍然处于 开发阶段的脂肪族二元聚氨酯体系(BayflexLS)为基础。
一般精 细纹理的聚氨酯表面不出现任何类似斑纹、起泡或者色彩分离的缺 陷。它让人感觉舒适、手感宜人、外观豪华。同时它和热塑性载体 材料的黏结性能也很好。Fischer汽车系统公司构建的模具设计是 一项特殊的挑战。因为聚氨酯体系的黏性在固化之前相比于热塑性 熔体非常低,所以模具必须非常精确。
同时确保模具排气也很重 要。这种模具能保证生产超高质量的制品。
新工艺在涂层厚度、手感性能和装饰性表面加工等方面变化很 大。它能以实心或者泡沫状的形式产生很薄的聚氨酯涂层Gmm) 或者达到几个毫米厚度的聚氨酯皮层。
生产聚氨酯皮层时,新工艺和以前工序相比,具有很大优点, 可以在一个单一模具中生产制品。
因为不再需要使用另一个模具生产皮层,所以整体模具成本降低了,而且还降低了物流支出。在热 塑性材料表面涂薄层聚氨酯时,新技术具有优势,投资成本、物流 和空间要求都要比使用单独涂层流水线要低很多。不再需要任何将 注塑成型制品转移到涂层车间以及可能的中间存储。
由于最后装饰 直接在注塑模具中完成,所以不存在制品于应用涂层时被污染或破 损的风险,降低了废品率。另一个优势是不会出现单独涂层应用时 的过度喷涂的问题。
如今拜耳材料科技对新的Direct Coating和Direct Skinning/ Skin Form工艺用到的各种原材料进行了优化。
Protte表示:“当 客户与我们合作时,他们得到了很多的便利,我们向他们提供的不 仅仅是所有与加工有关的关键技术,而且所有需要的材料都可以来 自单一供应商。”这就意味着客户可在各种载体材料之间进行选择, 如 Bayblend (PC + ABS)、Makroblend (PC + PET 或者 PC + PBT)、Makrolon (PC)或者Baydur (PU)等材料。
至于实施聚 氨醋涂层,原材料Bayflex/Desmodur适合用来做皮层材料, Desmophen/Desmodur适用于二元聚氨醋涂层。