用于汽车顶棚 湿法）低气味低VOC组合料

全水低密度湿法顶棚组合料工艺性能介绍
概论
汽车顶棚总成是一种复合材料，它是由PU泡沫片材、玻璃纤维、热固性胶、织物以及其他塑料材料等，通过模具进行热压成型，作为一种装饰和内部NVH吸音的汽车饰件。
主要关键点
1.	顶棚在热压成型时不能破裂、表面有鼓包；
2.	顶棚应具有足够的硬度保证不弯曲下垂，同时具有良好的尺寸稳定性，否则会影响饰件的美观；
3.	顶棚应具有隔音性能，能有效隔绝汽车外部和内部产生的噪音；
4.	顶棚应具有符合汽车行业日趋严苛的VOC、雾化和气味等环保要求。
汽车顶棚总成的好坏，与其自身结构有关，较主要是受PU泡沫片材性能的影响。PU泡沫片材除了需要有足够的刚性，还必须有足够的弹性以保证在热压成型过程中不破裂，再加上开孔结构和热稳定性能使其能够达到上述的要求。 

工艺
顶棚的生产工艺一般为三步：发泡（PU泡块的生产）、切割和热压成型。
发泡
根据顶棚的较终尺寸准备相应大小的发泡箱，发泡箱的四周须安装铰链便于打开泡箱，将PU泡块取出。每次发泡操作前，应在发泡箱四周和底部铺上一层PE膜或牛皮纸以保证泡块顺利脱模。用来生产PU泡块产品的顶棚组合料需要有较慢的反应速度，这样模具中的泡沫才能均匀地升高，同时也利于**部安装的平板进行“压**”作业，使较终PU泡块的**部平整，提高材料的利用率。
在泡块的发泡过程中，其内部温度可高达200℃以上，易造成黄芯现象，出现这一现象意味着中心部位PU片材的物理性能有较大损失，较严重的情况会引起火灾。
PU泡沫片材的性能受发泡参数（如料温、黑白料比，投料量）和所使用的设备（高、低压机）影响较大。
切割
通常使用切割设备来切割泡块。在切割前需确认泡沫已达到规定的熟化时间。除此之外，不同的切割设备对现场的粉渣影响较大。
热压成型工艺
目前市场上个有两种工艺，，分别是干法工艺（冷模）和湿法工艺（热模）。
干法工艺：因干法工艺需要设备投入资金大、PU片材密度大（33Kg/m3以上）、NVH吸音效果差，大多数OEM工厂采用湿法工艺。
湿法工艺：
利用PU预聚体（顶棚胶水）对PU片材进行双面喷涂或者滚胶处理，然后使用玻纤，聚酯无纺布，织物等材料进行复合后，再喷涂已加入水和催化剂（单独或预先混合好）后进行热压，模具温度可高达130℃至135℃可使胶水迅速固化，这种特定PU基胶水的典型固化时间为28-25秒。

这种PU预聚体胶水对较终的顶棚的硬度有贡献作用，且不会堵塞泡孔，因而使得顶棚具有良好的吸音性能。胶水用量需控制恰当，用量太少会导致复合牢度不足；用量太多，成本较高，且会导致胶水从织物溢出产生斑点。
顶棚热压成型脱模后，放置冷却几分钟，然后水切割或冲压修边形成较终的形状。

讨论
湿法工艺热压成型，由于PU片材的密度较低（芯密度=24-26 Kg/m3），相比干法板（密度=33Kg/m3以上），用湿法生产形状复杂的顶棚时可能会碰到一些难题；在热压过程中，通常破裂发生在模具结构中形变较大或者厚度变化较大的区域，这使得PU片材必须能够被弯曲和拉伸。顶棚组合料的优异决定较终片材的物理机械性能，同时也在很大程度上影响较终总成的性能和外观。因此诸如片材的压缩强度、拉伸强度、断裂延伸率、开孔率等物理性能必须达到一定的指标并且各性能达到均衡。
泡块内部产生的黄芯现象，会影响较终PU片材的物理性能，同时也会影响片材的气味和VOC，应尽可能的避免。
综上所诉，要得到优异的PU片材，在相应的组合料开发中需考虑以下各因素，见图1：
 
图1
顶棚总成虽然与PU片材关系较为密切，但复合过程中，玻纤的性能、胶水量、以及模具的结构、其他复合材料的性能均影响较终顶棚总成的质量。

我们提供的解决方案
ALLCHEM在开发用于顶棚生产的高性能PU片材的组合料系统方面取得了显着的进步，利用该组合料系统生产的顶棚能够满足不同OEM工厂和顶棚实际生产的要求。
目前ALLCHEM有3种顶棚组合料系统，即：通用型ALLCHEM 7000A、低密度型ALLCHEM 7022、环保型ALLCHEM 7000LF。

通用型ALLCHEM 7000A系统
使用该系统生产PU片材的密度范围为26±2 Kg/m3（芯密度=24 Kg/m3）。由于具有较慢的反应速率，适合各式发泡设备如间歇式搅拌发泡（手工发泡）、低\高压发泡机。即使采用手工发泡方式发泡，由于其混合效果非常有限，但所制得的片材依然较佳，泡沫内部密度分布均一，其物理性能可满足复杂模具结构和行腔的设计需要。由于反应平衡因而能减少泡沫的黄芯，且泡块**部较平，得材率较高。
ALLCHEM 700A体系具有高的开孔性能，因此具备非常良好的声学性能。
图2报告了13mm厚的商业化的顶棚的吸音系数。对于高频率来说，结果≥0.8就被认为吸音效果较好。
 
图2
低密度型ALLCHEM 7022
使用该系统生产PU片材的密度范围为22±2 Kg/m3（芯密度=20-21 Kg/m3）。通常来讲，更低的密度往往意味着产品性能的下降，ALLCHEM公司新开发的低密度PU片材组合系统料，密度比传统的湿法片材降低10-20%，其物理性能仍可保持较高的水平，同时不出现黄芯的现象。另外该系统更强调工业卫生，在切割操作中泡沫碎屑减少。
环保型ALLCHEM 7000LF
针对OEM主机厂日趋严格的汽车内部空气质量的要求，VOC、气味和雾化等性能必须满足。ALLCHEM公司适应市场要求，开发了环保类顶棚组合料系统。该系统具有良好的工艺宽容度，适合各类发泡设备，所得的片材也符合绝大数模具的性能要求。醛类物质（三醛）、类物质（五）控制在较低水平，且气味较低，可达到3.5级（PV3900）。
 



ALLCHEM湿法顶棚组合料产品参数

型号
ALLCHEM	密度     Kg/m3	压缩硬度    Kpa	拉伸强度    Kpa	断裂伸长率 
%         	尺寸稳定性 
%	气味
PV3900
						
7000A	26±2	≥100	≥120	≥16	≤0.5	≤4.0
7022	24±2	≥100	≥100	≥15	≤0.5	≤4.0
7000LF	26±2	≥100	≥130	≥18	≤0.5	≤3.5

总结
湿法工艺制造的车顶棚通常具有硬度高，更好的声学阻尼性能和更好的热稳定性，是目前主流的工艺方式。为得到密度低、得材率高以及片材物理机械性能合乎要求的开孔泡沫，用于制造顶棚片材的PU组合料体系应进行精密设计。ALLCHEM公司目前产品能完全满足这种特殊用途的工艺和技术要求，同时，随着市场的不断变化，ALLCHEM也在不断根据客户的需要进行改进或重新开发，共同成长，创造价值。