Preparación y características de la espuma semi-rígida de poliuretano para pasamanos automotrices de alto rendimiento.
El reposabrazos en el interior del automóvil es una parte importante de la cabina, que desempeña el papel de empujar y tirar de la puerta y colocar el brazo de la persona en el automóvil. En caso de emergencia, cuando el automóvil y la colisión de los pasamanos, el pasamanos suave de poliuretano y el PP modificado (polipropileno), el ABS (poliacrilonitrilo - butadieno - estireno) y otros pasamanos de plástico duro, pueden proporcionar una buena elasticidad y tampón, reduciendo la lesión. Los pasamanos de espuma suave de poliuretano pueden proporcionar una buena sensación de mano y una hermosa textura de superficie, mejorando así la comodidad y la belleza de la cabina. Por lo tanto, con el desarrollo de la industria automotriz y la mejora de los requisitos de las personas para los materiales interiores, las ventajas de la espuma blando de poliuretano en los pasamanos automotrices se están volviendo cada vez más obvias.
Hay tres tipos de pasamanos suaves de poliuretano: espuma de alta resiliencia, espuma autocruscada y espuma semirrígida. La superficie externa de los pasamanos de alta resiliencia está cubierta con piel de PVC (cloruro de polivinilo), y el interior es espuma de alta resiliencia de poliuretano. El apoyo de la espuma es relativamente débil, la resistencia es relativamente baja y la adhesión entre la espuma y la piel es relativamente insuficiente. El pasamanos de piel autosuficiente tiene una capa de piel de espuma de piel, bajo costo, alto grado de integración, y se usa ampliamente en vehículos comerciales, pero es difícil tener en cuenta la fuerza de la superficie y la comodidad general. El reposabrazos semi-rígido está cubierto con piel de PVC, la piel proporciona un buen toque y apariencia, y la espuma semi-rígida interna tiene una excelente sensación, resistencia al impacto, absorción de energía y resistencia al envejecimiento, por lo que se usa cada vez más en el uso del interior del automóvil de pasajeros.
En este artículo, se diseña la fórmula básica de la espuma semirrígida de poliuretano para pasamanos de automóviles, y su mejora se estudia sobre esta base.
Sección experimental
Materia prima
Poliéter poliol A (valor hidroxilo 30 ~ 40 mg/g), polímero poliol B (valor hidroxilo 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., Ltd. MDI modificado [diisocianato de difenilmetano, W (NCO) es 25%~ 30%], catalizador compuesto, dispersante humectante (Agente 3), Antioxidante A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., Ltd., Maitou, etc.; Dispersante de humectación (Agente 1), Hombrar dispersante (Agente 2): Byke Chemical. Las materias primas anteriores son de grado industrial. PVC Lining Skin: Changshu Ruihua.
Equipo principal e instrumentos
Tipo SDF-400 Mezclador de alta velocidad, Balance electrónico de tipo AR3202CN, moho de aluminio (10 cm × 10 cm × 1 cm, 10 cm × 10 cm × 5 cm), horno de soplador eléctrico de 101-4ab, máquina de tensión universal electrónica de tipo KJ-1065, 501A tipo termottat.
Preparación de fórmula y muestra básica
La formulación básica de la espuma de poliuretano semirrígido se muestra en la Tabla 1.
Preparación de la muestra de prueba de propiedades mecánicas: el poliéter compuesto (un material) se preparó de acuerdo con la fórmula de diseño, se mezcló con el MDI modificado en una determinada proporción, se agitó con un dispositivo de revocación de alta velocidad (3000R/min) para 3 ~ 5s, luego vertido en el molde correspondiente a FOAM y abrió el molde dentro de un cierto tiempo para obtener el poli-rígido poli-rígido poliuretano moldeado.
Preparación de la muestra para la prueba de rendimiento de unión: una capa de piel PVC se coloca en el troquel inferior del molde, y el poliéter combinado y el MDI modificado se mezclan en proporción, se agitan por un dispositivo de revocación de alta velocidad (3 000 r/min) durante 3 ~ 5 s, luego se verten en la superficie de la piel, y el molde está cerrado, y el poliuretano está hecho con la piel con la piel se moldea dentro de un tiempo cierto.
Prueba de rendimiento
Propiedades mecánicas: 40%CLD (dureza de compresión) de acuerdo con la prueba estándar ISO-3386; La resistencia a la tracción y el alargamiento en el descanso se prueban de acuerdo con el estándar ISO-1798; La resistencia a la rotura se prueba de acuerdo con el estándar ISO-8067. Rendimiento de unión: la máquina de tensión universal electrónica se utiliza para pelar la piel y la espuma de 180 ° de acuerdo con el estándar de un OEM.
Rendimiento de envejecimiento: pruebe la pérdida de propiedades mecánicas y propiedades de enlace después de 24 horas de envejecimiento a 120 ℃ de acuerdo con la temperatura estándar de un OEM.
Resultados y discusión
Propiedad mecánica
Al cambiar la relación de poliéter de poliol A y polimero de poliol B en la fórmula básica, se exploró la influencia de la diferente dosis de poliéter en las propiedades mecánicas de la espuma de poliuretano semirrígido, como se muestra en la Tabla 2.
Se puede ver a partir de los resultados en la Tabla 2 que la relación de poliéter poliol A al polímero del poliol B tiene un efecto significativo en las propiedades mecánicas de la espuma de poliuretano. Cuando aumenta la relación de poliéter de poliol A al polimero B poliol B, aumenta el alargamiento en la ruptura, la dureza de la compresión disminuye en cierta medida, y la resistencia a la tracción y la resistencia a la rotura cambian poco. La cadena molecular de poliuretano consiste principalmente en segmento blando y segmento duro, segmento suave de poliol y segmento duro del enlace de carbamato. Por un lado, el peso molecular relativo y el valor hidroxilo de los dos poliols son diferentes, por otro lado, el polimero poliol B es un poliéter poliol modificado por acrilonitrilo y estireno, y la rigidez del segmento de cadena mejora debido a la existencia del anillo de benceno, mientras que el polímero polímero B contiene pequeñas sustancias moleculares, que aumenta el bisquicio de la fiscalía del topeo de la fiscalía. Cuando el poliéter de poliol A es 80 partes y el polimero El poliol B es de 10 partes, las propiedades mecánicas integrales de la espuma son mejores.
Propiedad de unión
Como producto con alta frecuencia de prensa, el pasamanos reducirá significativamente la comodidad de las piezas si la espuma y la piel se pelan, por lo que se requiere el rendimiento de unión de la espuma y la piel de poliuretano. Sobre la base de la investigación anterior, se agregaron diferentes dispersantes humectantes para probar las propiedades de adhesión de la espuma y la piel. Los resultados se muestran en la Tabla 3.
Se puede ver en la Tabla 3 que diferentes dispersantes humectantes tienen efectos obvios en la fuerza de pelado entre la espuma y la piel: el colapso de la espuma ocurre después del uso de aditivo 2, que puede ser causado por la apertura excesiva de la espuma después de la adición de aditivo 2; Después del uso de los aditivos 1 y 3, la resistencia a la eliminación de la muestra en blanco tiene un cierto aumento, y la resistencia de eliminación del aditivo 1 es aproximadamente 17% mayor que la de la muestra en blanco, y la resistencia de eliminación del aditivo 3 es aproximadamente un 25% mayor que la de la muestra en blanco. La diferencia entre el aditivo 1 y el aditivo 3 es causada principalmente por la diferencia en la humectabilidad del material compuesto en la superficie. En general, para evaluar la humectabilidad del líquido en el sólido, el ángulo de contacto es un parámetro importante para medir la humectabilidad de la superficie. Por lo tanto, se probó el ángulo de contacto entre el material compuesto y la piel después de agregar los dos dispersantes humectantes anteriores, y los resultados se mostraron en la Figura 1.
Se puede ver en la Figura 1 que el ángulo de contacto de la muestra en blanco es el más grande, que es 27 °, y el ángulo de contacto del agente auxiliar 3 es el más pequeño, que es solo 12 °. Esto muestra que el uso de aditivos 3 puede mejorar la humectabilidad del material compuesto y la piel en mayor medida, y es más fácil extenderse en la superficie de la piel, por lo que el uso de aditivos 3 tiene la mayor fuerza de pelado.
Propiedad envejecida
Los productos para pasamanos se presionan en el automóvil, la frecuencia de la exposición a la luz solar es alta y el rendimiento del envejecimiento es otro rendimiento importante que debe considerar la espuma de pasamanos semirrígido de poliuretano. Por lo tanto, se probó el rendimiento de envejecimiento de la fórmula básica y se realizó el estudio de mejora, y los resultados se mostraron en la Tabla 4.
Al comparar los datos en la Tabla 4, se puede encontrar que las propiedades mecánicas y las propiedades de unión de la fórmula básica disminuyen significativamente después del envejecimiento térmico a 120 ℃: después del envejecimiento durante 12 h, la pérdida de varias propiedades excepto la densidad (lo mismo a continuación) es 13%~ 16%; La pérdida de rendimiento del envejecimiento de 24 h es del 23%~ 26%. Se indica que la propiedad de envejecimiento de calor de la fórmula básica no es buena, y la propiedad de envejecimiento de calor de la fórmula original se puede mejorar obviamente agregando una clase de antioxidante A a la fórmula. En las mismas condiciones experimentales después de la adición de antioxidante A, la pérdida de varias propiedades después de 12 h fue del 7%~ 8%, y la pérdida de varias propiedades después de 24 h fue del 13%~ 16%. La disminución de las propiedades mecánicas se debe principalmente a una serie de reacciones en cadena desencadenadas por la rotura del enlace químico y los radicales libres activos durante el proceso de envejecimiento térmico, lo que resulta en cambios fundamentales en la estructura o propiedad de la sustancia original. Por un lado, la disminución del rendimiento de la unión se debe a la disminución de las propiedades mecánicas de la espuma en sí, por otro lado, porque la piel de PVC contiene una gran cantidad de plastificantes, y el plastificante migra a la superficie durante el proceso de envejecimiento de oxígeno térmico. La adición de antioxidantes puede mejorar sus propiedades de envejecimiento térmico, principalmente porque los antioxidantes pueden eliminar los radicales libres recién generados, retrasar o inhibir el proceso de oxidación del polímero, para mantener las propiedades originales del polímero.
Rendimiento integral
Según los resultados anteriores, se diseñó la fórmula óptima y se evaluaron sus diversas propiedades. El rendimiento de la fórmula se comparó con el de la espuma de pasamanos de rebote de poliuretano general. Los resultados se muestran en la Tabla 5.
Como se puede ver en la Tabla 5, el rendimiento de la fórmula óptima de espuma de poliuretano semi-rígida tiene ciertas ventajas sobre las fórmulas básicas y generales, y es más práctica, y es más adecuada para la aplicación de paneles de pasamanos de alto rendimiento.
Conclusión
Ajustar la cantidad de poliéter y seleccionar dispersante humectante calificado y antioxidante puede dar a las propiedades mecánicas de espuma de poliuretano semi-rígidas, excelentes propiedades de envejecimiento por calor, etc. Basado en el excelente rendimiento de la espuma, este producto de espuma semi-rígida de poliuretano de alto rendimiento se puede aplicar a materiales de amortiguación automotriz, como pasamanos y tablas de instrumentos.
Tiempo de publicación: julio 25-2024