CN112409738A - 一种免喷涂材料及汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免喷涂材料，按质量百分比计包括如下组分：80~95%的基体树脂，0.1~3%的效果色粉，0.1~3%的基础色粉，1~3%的助剂母粒，0~20%的填料；能够实现多种不同的色彩效果，同时具有较好的韧性。还公开了一种汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法，包括双色成型模具，所述双色成型模具的动模设有第一色成型区和第二色成型区，包括如下步骤：S1，分别称取物料A和物料B，所述物料A为上述的免喷涂材料，所述物料B为饰件骨架注塑材料；S2，将物料A和物料B分别放入对应炮筒中，合模，在第一色成型区注塑物料A，形成饰件表面层；S3，开模，模具旋转换位后再次合模在第二色成型区注塑物料B，形成饰件骨架。工艺流程简单，能够避免产生流痕和熔接线缺陷。

Description

一种免喷涂材料及汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法
技术领域
本发明涉及汽车内饰制造，具体涉及免喷涂材料及汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法。
背景技术
随着材料产业技术的进步及材料加工工艺路线的开发，越来越多的新材料、新工艺在各行各业中得到了充分的运用。在汽车饰件设计领域，各设计者为满足消费者对汽车饰件CTF方案多样性的需求，逐渐在汽车饰件上使用了艳丽多彩的色调及珠光、闪光、金属、炫彩、变色等效果，通常实现这些效果的方法为喷涂特殊效果油漆或贴膜。但是喷涂特殊效果油漆不仅工序繁杂，成本较高，而且对生态环境、空气质量及操作人员的健康也会带来有害的影响；而零件贴膜则生产效率低下，一致性不高，不能进行工业化生产。
因此，特殊效果免喷涂材料在汽车饰件领域正逐步显示其竞争力，它们可制作出与特殊效果喷漆件色彩效果相当的汽车饰件，这些饰件色彩炫丽，设计自由度高，能满足消费者对汽车饰件多样化、差别化的需求。但我们目前市场上出售的车型并未大量使用特殊效果免喷涂饰件，究其原因主要是生产特殊效果免喷涂零件的材料含有效果色粉，这些效果色粉会在生产造型相对复杂的汽车饰件时，在零件的某些结构处会产生滞留、重叠等现象，从而在零件外观上表现出流痕、熔接线、浇口痕等外观缺陷。同时，由于很多生产特殊效果免喷涂饰件的材料耐刮擦性较弱，不能达到或接近油漆的耐刮擦效果，这使得零件很容易刮伤、碰伤而减弱该零件的特殊效果。再者，目前的模流分析软件不能完全有效的支持免喷涂材料零件的CAE模拟分析，这对零件的外观缺陷预判及改进造成了影响。基于以上，在汽车领域直接使用免喷涂材料制作特殊效果免喷涂饰件，并在相关零部件上使用的例子不是太多。
发明内容
本发明的目的是提供一种免喷涂材料及汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法，所述免喷涂材料能够实现多种不同的色彩效果，同时具有较好的韧性；所述制造方法工艺流程简单，能够避免产生流痕和熔接线缺陷。
本发明所述的免喷涂材料，按质量百分比计包括如下组分：80～95％的基体树脂，0.1～3％的效果色粉，0.1～3％的基础色粉，1～3％的助剂母粒，0～20％的填料；所述效果色粉为铝粉、铜粉、玻璃珠、玻璃渣、珠光粉、金粉、银粉、铁粉、秸秆粉和木粉中的至少一种；所述基础色粉包括无机颜料和有机颜料中的至少一种；所述无机颜料为金属氧化物、金属硫化物、金属硫酸盐、金属铬酸盐、金属钼酸盐和炭黑中的至少一种；所述有机颜料为偶氮颜料、酞菁颜料、杂环颜料、色淀颜料、荧光颜料、染料和荧光增白剂中的至少一种。
进一步，所述基体树脂为PMMA、ASA、SAN、PBT或PMMA+ASA。
进一步，所述的免喷涂材料，按质量百分比计包括如下组分：95％的PMMA，1.5％的效果色粉，0.5％的基础色粉，3％的助剂母粒。
进一步，所述助剂母粒包括抗氧剂和润滑剂；所述抗氧剂为为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸脂抗氧剂、胺类抗氧剂和含硫类抗氧剂中的至少一种；所述润滑剂为硅酮润滑脂、酰胺类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、聚烯烃类润滑剂和酯类润滑剂中的至少一种。
进一步，所述助剂母粒为抗氧剂和润滑剂通过与对应的树脂及填料，采用单螺杆挤出机挤出制得。
进一步，所述效果色粉的形态为球形、花瓣形、树枝形、雪花形、玉米片形、银元形、半银元形或条形，有效含量≥70％，粒径根据不同的实现效果合理选择。
进一步，所述填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡和硅灰石中的至少一种。
一种汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法，采用双色成型模具，所述双色成型模具的动模设有第一色成型区和第二色成型区，其包括如下步骤：
S1，分别称取物料A和物料B，所述物料A为权利要求1～6任一项所述的免喷涂材料，所述物料B为饰件骨架注塑材料；
S2，将物料A和物料B分别放入对应炮筒中，合模，在第一色成型区注塑物料A，形成饰件表面层；
S3，开模，模具旋转换位后再次合模在第二色成型区注塑物料B，形成饰件骨架，开模取出汽车内饰用免喷涂饰件。
进一步，所述第饰件表面层的成型温度为200～280℃，所述饰件骨架的成型温度比饰件表面层的成型温度低20～70℃。
进一步，所述饰件表面层和饰件骨架的接触表面设有纹理，且饰件表面层为透明材料。
进一步，注塑成型饰件前先采用CAE进行模拟分析，避免成型饰件表面层时出现流痕或熔接线；所述饰件表面层为厚度为0.8～1.2mm的薄板，所述饰件骨架上设有筋位、卡扣和连接柱中的至少一种。
进一步，所述物料B为ABS、PC+PBT合金、PC+ABS合金、PP改性材料或尼龙增强材料。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果。
1、本发明所述免喷涂材料能够根据实际需求，调节各个组分的具体配比值，进而实现珠光、闪光、金属、炫彩、变色等多种色彩效果，满足了不同产品的外观要求。
2、本发明作为助剂的抗氧剂和润滑剂通过与对应的树脂及填料，采用单螺杆挤出机挤出制成助剂母粒，提高了助剂的分散效果，进而提升了材料性能。
3、本发明采用双色成型，饰件件表面层采用免喷涂材料，饰件骨架采用常规注塑材料，常规注塑材料对于背面结构的成型缺陷不明显，进而有效避免了制造过程中产生流痕或熔接线缺陷，提升了饰件的外观质量，提高了制造良品率。
4、本发明使用特殊效果免喷涂的PMMA、PMMA+ASA、ASA、SAN或PBT材料作为饰件表面层，使用ABS、PC+PBT合金、PC+ABS合金等普通塑胶作为饰件骨架层，在饰件保有珠光、闪光、金属、炫彩、变色等效果的同时，仍然保持饰件的韧性，避免了效果色粉劣化塑料基材的缺点，从而也就避免了饰件装配时因材料强度偏弱而导致的安装结构断裂的问题。
5、本发明采用双色成型，仅在饰件表面层采用免喷涂材料，饰件骨架仍采用较廉价甚至含有回收成分的材料，既保证了饰件的机械性能要求，同时降低了饰件的整体制造成本，提高了饰件的经济性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本申请作详细说明。
实施例一，银色立柱外盖板的制造。
按照表1中的配方制造三种物料A。
表1免喷涂材料配方
序号 1 2 3
基体树脂 PMMA，质量比为95％ ASA，质量比为95％ SAN，质量比为95％
效果色粉 1.5％ 1.5％ 1.5％
基础色粉 0.5％ 0.5％ 0.5％
助剂母粒 3％ 3％ 3％
所述效果色粉为铝银粉及珠光颜料的混合物，其中铝银粉为银元状或鳞片状，粒径30～35μm，厚度0.2～1μm，购自上海凯茵化工有限公司，由德国爱卡生产；珠光颜料为表面涂敷有二氧化钛或其他金属氧化物的云母粉，密度3g/cm3，粒径10-60μm，由广州联合材料科技有限公司生产；效果色粉中铝银粉占比为90％。
所述基础色粉为钛白粉和酞青兰颜料，其中钛白粉为金红石型，由攀钢集团生产；酞青兰由科莱恩生产。
所述助剂母粒为为自制母粒，是ASA基体的助剂母粒与硅酮母粒混合体，ASA助剂母粒与硅酮母粒额比例为2：1，其具体制作方法为：将7kg的受阻胺抗氧剂1010、7kg的磷酸酯抗氧剂168、7kg的润滑剂EBS、0.2kg的硅油及79kg的ASA材料在低速搅拌机中搅拌均匀，然后移入双螺杆挤出机下料料斗中，设定挤出机挤出工艺：螺杆第一段至第十段的温度依次为170℃、180℃、190℃、200℃、220℃、230℃、240℃、230℃、220℃，开动挤出机，下料速度为35kg/min，螺杆转速为300rpm，将挤出的物料拉条、冷却，切粒备用。
选用ABS作为物料B。
具体制造时，采用双色成型模具，所述双色成型模具的动模设有第一色成型区和第二色成型区，包括如下步骤：
S1，注塑立柱外盖板前先采用CAE进行模拟分析，避免成型饰件表面层时出现流痕或熔接线；再根据分析结果分别称取相应质量的物料A和物料B，所述物料A，对物料A和物料B进行烘烤处理。
具体地，所述物料A的烘烤温度为80℃，烘烤时间为2h；所述B的烘烤温度为80℃，烘烤时间为2h。
S2，设定双色注塑机炮筒A的温度(自料斗数起)为170℃、190℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、250℃，炮筒B的温度为170℃、190℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、250℃，将烘烤后的物料A输送到炮筒A中，烘烤后的物料B输送到炮筒B中，开启双色注塑机，物料A和物料B分别在炮筒A和炮筒B中被加热熔化。
炮筒A将熔化了的物料A通过注塑设备的螺杆经温度设定为235℃的双色成型模具的热流道以60mm/s的速度注入第一色成型区内。合模，在保压压力下保持一定时间后冷却，得到薄板状的饰件表面层。注射压力为50Kgf，保压压力为40Kgf，保压时间4s；定模模温为100℃，动模模温为65℃，冷却时间为5秒。
S3，开模，双色成型模具旋转换位后，炮筒B将熔化了的物料B经温度设定为225℃的热流道以60mm/s的速度注入第二色成型区内，合模，在保压压力下保持一定时间后冷却，得到饰件骨架。注射压力为50Kgf，保压压力为40Kgf，保压时间4s；定模模温为560℃，动模模温为45℃，冷却时间为5秒。通过以上过程，最终在ABS材质的饰件骨架上包覆上银色饰件表面层，完成了银色立柱外盖板的成型制造。
外观评价的等级划分参见表2。
表2外观评价的等级划分
评价维度 ★ ★★ ★★★ ★★★★ ★★★★★
流痕 很差 差 可接受 好 很好
熔接线 很差 差 可接受 好 很好
浇口印 很差 差 可接受 好 很好
金属感 很差 差 可接受 好 很好
三种物料对应产品的外观评价结果参见表3。
表3银色立柱外盖板外观评价
评价维度 1 2 3
流痕 ★★★★★ ★★★ ★★★★
熔接线 ★★★★★ ★★★★ ★★★★★
浇口印 ★★★★★ ★★★ ★★★
金属感 ★★★★★ ★★★ ★★★★
在物料B相同的前提下，采用三种物料A制成的银色立柱外盖板外观评价均能满足应用要求，其中以PMMA作为基体树脂的物料A对应产品无流痕、熔接线和浇口印缺陷，金属感好，很好地满足了产品的外观要求。
实施例二，金属红立柱外盖板的制造。
按照表4中的配方制造三种物料A。
表4免喷涂材料配方
序号 1 2 3
基体树脂 PMMA，质量比为95％ ASA，质量比为95％ SAN，质量比为95％
效果色粉 1.5％ 1.5％ 1.5％
基础色粉 0.5％ 0.5％ 0.5％
助剂母粒 3％ 3％ 3％
所述效果色粉为铜粉及珠光颜料的混合物，其中铜粉为银佰片状，粒径10-20μm，厚度0.3-1.2μm，购自深圳市丽彩多科技有限公司；珠光颜料为表面涂敷有二氧化钛或其他金属氧化物的云母粉，密度3g/cm3，粒径10-60μm，由广州联合材料科技有限公司生产。效果色粉中铜粉粉占比为90％。
所述基础色粉为有机红和钛白粉颜料，其中钛白粉为金红石型，由攀钢集团生产；有机红由美国MG公司提供。
所述助剂母粒为为自制母粒，是ASA基体的助剂母粒与硅酮母粒混合体，ASA助剂母粒与硅酮母粒额比例为2：1，其具体制作方法为：
将7kg的受阻胺抗氧剂1010、7kg的磷酸酯抗氧剂168、7kg的润滑剂EBS、0.2kg的硅油及79kg的ASA材料在低速搅拌机中搅拌均匀，然后移入双螺杆挤出机下料料斗中，设定挤出机挤出工艺：螺杆第一段至第十段的温度依次为170℃、180℃、190℃、200℃、220℃、230℃、240℃、230℃、220℃，开动挤出机，下料速度为35kg/min，螺杆转速为300rpm，将挤出的物料拉条、冷却，切粒备用。
选用ABS作为物料B。
具体制造时，采用双色成型模具，所述双色成型模具的动模设有第一色成型区和第二色成型区，包括如下步骤：
S1，注塑立柱外盖板前先采用CAE进行模拟分析，避免成型饰件表面层时出现流痕或熔接线；再根据分析结果分别称取相应质量的物料A和物料B，所述物料A，对物料A和物料B进行烘烤处理。
具体地，所述物料A的烘烤温度为80℃，烘烤时间为2h；所述B的烘烤温度为80℃，烘烤时间为2h。
S2，设定双色注塑机炮筒A的温度为170℃、190℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、250℃，炮筒B的温度为170℃、190℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、250℃，将烘烤后的物料A输送到炮筒A中，烘烤后的物料B输送到炮筒B中，开启双色注塑机，物料A和物料B分别在炮筒A和炮筒B中被加热熔化。
炮筒A将熔化了的物料A通过注塑设备的螺杆经温度设定为250℃的双色成型模具的热流道以80mm/s的速度注入第一色成型区内。合模，在保压压力下保持一定时间后冷却，得到薄板状的饰件表面层。注射压力为80Kgf，保压压力为50Kgf，保压时间5s；定模模温为120℃，动模模温为70℃，冷却时间为6秒。
S3，开模，双色成型模具旋转换位后，炮筒B将熔化了的物料B经温度设定为220℃的热流道以70mm/s的速度注入第二色成型区内，合模，在保压压力下保持一定时间后冷却，得到饰件骨架。注射压力为80Kgf，保压压力为50Kgf，保压时间5s；定模模温为50℃，动模模温为40℃，冷却时间为5秒。通过以上过程，最终在ABS材质的饰件骨架上包覆上金属红色饰件表面层，完成了金属红立柱外盖板的成型制造。
三种物料对应产品的外观评价结果参见表5。
表5红立柱外盖板外观评价
评价维度 1 2 3
流痕 ★★★★★ ★★★ ★★★★
熔接线 ★★★★★ ★★★★ ★★★★★
浇口印 ★★★★★ ★★★ ★★★
金属感 ★★★★★ ★★★ ★★★★
在物料B相同的前提下，采用三种物料A制成的红立柱外盖板外观评价均能满足应用要求，其中以PMMA作为基体树脂的物料A对应产品无流痕、熔接线和浇口印缺陷，金属感好，很好地满足了产品的外观要求。

Claims (10)

1.一种免喷涂材料，其特征在于，按质量百分比计包括如下组分：80~95%的基体树脂，0.1~3%的效果色粉，0.1~3%的基础色粉，1~3%的助剂母粒，0~20%的填料；
所述效果色粉为铝粉、铜粉、玻璃珠、玻璃渣、珠光粉、金粉、银粉、铁粉、秸秆粉和木粉中的至少一种；
所述基础色粉包括无机颜料和有机颜料中的至少一种；
所述无机颜料为金属氧化物、金属硫化物、金属硫酸盐、金属铬酸盐、金属钼酸盐和炭黑中的至少一种；
所述有机颜料为偶氮颜料、酞菁颜料、杂环颜料、色淀颜料、荧光颜料、染料和荧光增白剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的免喷涂材料，其特征在于：所述基体树脂为PMMA、ASA、SAN、PBT或PMMA+ASA。
3.根据权利要求1或2所述的免喷涂材料，其特征在于：所述助剂母粒包括抗氧剂和润滑剂；
所述抗氧剂为为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸脂抗氧剂、胺类抗氧剂和含硫类抗氧剂中的至少一种；
所述润滑剂为硅酮润滑脂、酰胺类润滑剂、硬脂酸类润滑剂、聚烯烃类润滑剂和酯类润滑剂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的免喷涂材料，其特征在于：所述助剂母粒为抗氧剂和润滑剂通过与对应的树脂及填料，采用单螺杆挤出机挤出制得。
5.根据权利要求1或2所述的免喷涂材料，其特征在于：所述效果色粉的形态为球形、花瓣形、树枝形、雪花形、玉米片形、银元形、半银元形或条形，有效含量≥70%，粒径根据不同的实现效果合理选择。
6.一种汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法，包括双色成型模具，所述双色成型模具的动模设有第一色成型区和第二色成型区，其特征在于，包括如下步骤：
S1，分别称取物料A和物料B，所述物料A为权利要求1~5任一项所述的免喷涂材料，所述物料B为饰件骨架注塑材料；
S2，将物料A和物料B分别放入对应炮筒中，合模，在第一色成型区注塑物料A，形成饰件表面层；
S3，开模，模具旋转换位后再次合模在第二色成型区注塑物料B，形成饰件骨架，开模取出汽车内饰用免喷涂饰件。
7.根据权利要求6所述的汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法，其特征在于：所述第饰件表面层的成型温度为200~280℃，所述饰件骨架的成型温度比饰件表面层的成型温度低20~70℃。
8.根据权利要求6或7所述的汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法，其特征在于：所述饰件表面层和饰件骨架的接触表面设有纹理，且饰件表面层为透明材料。
9.根据权利要求6或7所述的汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法，其特征在于：注塑成型饰件前先采用CAE进行模拟分析，避免成型饰件表面层时出现流痕或熔接线；
所述饰件表面层为厚度为0.8~1.2mm的薄板，所述饰件骨架上设有筋位、卡扣和连接柱中的至少一种。
10.根据权利要求6或7所述的汽车内饰用免喷涂饰件的制造方法，其特征在于：所述物料B为ABS、PC+PBT合金、PC+ABS 合金、PP改性材料或尼龙增强材料。
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