本發(fā)明涉及一種在表皮上噴涂的復(fù)合材料，具體涉及一種改善pvc搪塑表皮低溫爆破性能的涂層材料及噴涂方法。

背景技術(shù)：

如今，汽車內(nèi)飾使用搪塑表皮的趨勢(shì)持續(xù)走高，將搪塑表皮輕量化、薄壁化已成為搪塑工藝創(chuàng)新發(fā)展的必然趨勢(shì)。

然而，由于pvc搪塑表皮的玻璃化溫度較高，材料在低溫條件下發(fā)脆，當(dāng)前1.0～1.4mm厚度的搪塑表皮所形成的汽車儀表板安全氣囊低溫爆破時(shí)，容易出現(xiàn)表皮碎裂飛濺，存在一定的安全隱患，嚴(yán)重制約了搪塑表皮的應(yīng)用空間和搪塑表皮薄壁發(fā)展的進(jìn)程。

雖然現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道可以在表皮上噴涂聚氨酯來改善搪塑表皮的低溫特性，但是由于純聚氨酯涂料粘度低，在垂直懸掛的pvc表皮上噴涂純聚氨酯涂層容易流淌，導(dǎo)致施工困難；在水平放置的pvc表皮上噴涂純聚氨酯，成膜厚度不均勻，施工困難；且純聚氨酯涂層低溫力學(xué)性能較差，低溫爆破后仍然存在表皮碎裂問題，其不能有效改善薄壁pvc表皮的低溫性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種改善pvc搪塑表皮低溫爆破性能的涂層材料，解決現(xiàn)有聚氨酯噴涂在pvc表皮上時(shí)施工困難，噴涂效果不理想，低溫爆破仍存在表皮碎裂的難題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的改善pvc搪塑表皮低溫爆破性能的涂層材料以水性聚氨酯為基礎(chǔ)原料，按一定比例與色漿、消光粉、成膜助劑、消泡劑、潤濕劑及增稠劑進(jìn)行復(fù)配，具體配比如下：

水性聚氨酯70%-87%；

色漿5%~20%；

成膜助劑0.5%～6%；

消泡劑0.05%～0.5%；

潤濕劑0.1%～0.8%；

增稠劑0.05%～1%；

余量為水。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述涂層材料最好按如下配比進(jìn)行配制：

水性聚氨酯70%-85%；

色漿5%~10%；

成膜助劑1%～4%；

消泡劑0.05%～0.25%；

潤濕劑0.1%～0.5%；

增稠劑0.2%～0.8%；

余量為水。

為調(diào)整涂層材料的粘度，防止涂層材料長時(shí)間放置沉降分層，本發(fā)明所述的涂層材料中還包括消光粉，所述消光粉的添加量為0.01%~1%，優(yōu)選0.01%~0.6%。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述成膜助劑為二丙二醇甲醚或十二碳醇酯；所述消光粉為二氧化硅；所述消泡劑為水性分子級(jí)消泡劑；所述潤濕劑為炔二醇乙氧基化合物；所述增稠劑為水性聚氨酯類增稠劑。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種采用上述噴涂材料對(duì)pvc表皮進(jìn)行噴涂的方法，具體包括以下步驟：

（1）按照配比要求在水性聚氨酯涂料中依次加入色漿、成膜助劑、水、消泡劑、潤濕劑、增稠劑攪拌混均；

（2）將步驟（1）復(fù)配好的涂料取適量加入噴槍中待用；

（3）將搪塑表皮在50℃～80℃加熱爐中預(yù)熱3-15min，取出加熱完的表皮，背面朝上放在固定夾具上，使氣囊區(qū)固定平整，將配制好的涂層材料用噴槍均勻噴涂在表皮完全氣囊區(qū)背面，待涂層材料完全干燥后即可。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，步驟（3）中搪塑表皮最好在60-80℃加熱爐中預(yù)熱5min。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，步驟（3）中將涂層材料噴涂后，最好在15℃～80℃條件下固化，使涂料完全干燥，固化后的表皮可直接進(jìn)行存儲(chǔ)，不用冷卻，這樣能夠減少噴涂工藝設(shè)計(jì)約束，增大設(shè)計(jì)空間。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

（1）本發(fā)明的涂層材料中因有無機(jī)填料、增稠劑和色漿的加入，增大了材料粘度，使其可在垂直懸掛的搪塑表皮上進(jìn)行噴涂成膜，解決了純聚氨酯涂層垂直懸掛噴涂流淌，導(dǎo)致施工困難的問題。

（2）采用本發(fā)明的涂層材料對(duì)pvc搪塑表皮b表面進(jìn)行噴涂時(shí)，可將pvc搪塑表皮垂直懸掛或水平放置進(jìn)行噴涂，噴涂過程簡單，涂層材料在搪塑表皮內(nèi)表面成膜均勻；同時(shí)，借助成膜材料更優(yōu)的力學(xué)性能和聚氨酯涂層與pvc表皮極強(qiáng)的粘合力，可使厚度為0.6～1.4mm的搪塑表皮發(fā)泡成型后能實(shí)現(xiàn)低溫爆破無撕裂，有效解決pvc搪塑表皮低溫條件下碎裂問題，拓展了搪塑表皮輕量化、薄壁化的發(fā)展空間。

（3）本發(fā)明涂層材料噴涂溫度區(qū)間寬泛，可在50℃～80℃條件下噴涂成膜，噴涂后可在15℃～80℃條件下固化，固化后表皮可直接進(jìn)行存儲(chǔ)，不用冷卻，減少了噴涂工藝設(shè)計(jì)約束，增大了設(shè)計(jì)空間。

附圖說明

圖1為采用實(shí)施例1的涂層材料噴涂在表皮上的低溫氣囊爆破試驗(yàn)圖。

圖2為采用實(shí)施例1的涂層材料噴涂在表皮上的高溫氣囊爆破試驗(yàn)圖。

圖3為采用實(shí)施例2的涂層材料噴涂在表皮上的低溫氣囊爆破試驗(yàn)圖。

圖4為采用實(shí)施例2的涂層材料噴涂在表皮上的高溫氣囊爆破試驗(yàn)圖。

圖5為采用實(shí)施例3的涂層材料噴涂在表皮上的低溫氣囊爆破試驗(yàn)圖。

圖6為采用實(shí)施例3的涂層材料噴涂在表皮上的高溫氣囊爆破試驗(yàn)圖。

圖7為采用對(duì)比例1的低溫氣囊爆破試驗(yàn)圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚明白本發(fā)明所述技術(shù)方案及其優(yōu)點(diǎn)和效果，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，但不應(yīng)被視作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例1

涂層材料配比：水性聚氨酯85wt%，色漿wt5%、成膜助劑（二丙二醇甲醚）wt4%、消泡劑（水性分子級(jí)消泡劑）0.2wt%、潤濕劑（炔二醇乙氧基化合物）0.4wt%、增稠劑（水性聚氨酯類增稠劑）0.4wt%、其余為水。

涂層的調(diào)配方法：

步驟1、在850克純水性聚氨酯涂料（apu-390）中加入50克色漿，攪拌混均；

步驟2、在步驟1的體系中將40克成膜助劑和50克水混合加入，攪拌混均。

步驟3、在步驟2的體系中加入2克消泡劑，攪拌混均。

步驟4、在步驟3的體系中加入4克潤濕劑，攪拌混均。

步驟5、在步驟4的體系中加入4克增稠劑，攪拌混均。

步驟6、將復(fù)配好的涂料取適量加入噴槍中待用。

涂層材料在pvc表皮上的噴涂成型方法：

將搪塑表皮（0.6mm～1.2mmmm）在50℃～80℃加熱爐中預(yù)熱5-10min，取出加熱完的表皮，背面朝上，放在固定夾具上，使氣囊區(qū)固定平整，將配制好的涂層材料用噴槍均勻噴涂在表皮完全氣囊區(qū)背面，待涂料完全干燥后（可在15℃～80℃條件下固化）進(jìn)行冷刀弱化操作，弱化后表皮與骨架發(fā)泡，發(fā)泡后的儀表板總成進(jìn)行-30℃低溫和85℃高溫氣囊爆破驗(yàn)證。

結(jié)果：涂層材料噴涂流暢，成膜厚度均勻，高低溫爆破結(jié)果合格，表皮無碎裂、飛濺，顯著改善pvc表皮低溫爆破性能（結(jié)果見圖1、圖2）。

實(shí)施例2

涂層材料配比：水性聚氨酯78wt%，色漿wt14%、消光粉0.5%、成膜助劑（二丙二醇甲醚）wt3.8%、消泡劑（水性分子級(jí)消泡劑）0.18wt%、潤濕劑（炔二醇乙氧基化合物）0.37wt%、增稠劑（水性聚氨酯類增稠劑）0.37wt%、其余為水。

涂層的調(diào)配方法：

步驟1、在780克純水性聚氨酯涂料（apu-390）中加入140克色漿，攪拌混均；

步驟2、在步驟1的體系中加入5克消光粉，攪拌混均。

步驟3、在步驟2的體系中將38克成膜助劑和27.8克水混合加入，攪拌混均。

步驟4、在步驟3的體系中加入1.8克消泡劑，攪拌混均。

步驟5、在步驟4的體系中加入3.7克潤濕劑，攪拌混均。

步驟6、在步驟5的體系中加入3.7克增稠劑，攪拌混均。

步驟7、將復(fù)配好的涂料取適量加入噴槍中待用。

涂層材料在pvc表皮上的噴涂成型方法：

將搪塑表皮（0.6mm～1.2mmmm）在60℃～80℃加熱爐中預(yù)熱5-10min，取出加熱完的表皮，背面朝上，放在固定夾具上，使氣囊區(qū)固定平整，將配制好的涂層材料用噴槍均勻噴涂在表皮完全氣囊區(qū)背面，待涂料完全干燥后（可在15℃～80℃條件下固化）進(jìn)行冷刀弱化操作，弱化后表皮與骨架發(fā)泡，發(fā)泡后的儀表板總成進(jìn)行-30℃低溫和85℃高溫氣囊爆破驗(yàn)證。

結(jié)果：涂層材料噴涂流暢，成膜厚度均勻，高低溫爆破結(jié)果合格，表皮無碎裂、飛濺，顯著改善pvc表皮低溫爆破性能（結(jié)果見圖3、圖4）。

實(shí)施例3

涂層材料配比：水性聚氨酯86.5wt%，色漿5wt%、成膜助劑（二丙二醇甲醚）4wt%、消泡劑（水性分子級(jí)消泡劑）0.35wt%、潤濕劑（炔二醇乙氧基化合物）0.4wt%、增稠劑0.4（炔二醇乙氧基化合物）wt%、其余為水。

涂層的調(diào)配方法：

參照實(shí)施例1。

涂層材料在pvc表皮上的噴涂成型方法：

參照實(shí)施例1。

結(jié)果：涂層材料噴涂流暢，成膜厚度均勻，高低溫爆破結(jié)果合格，表皮無碎裂、飛濺，顯著改善pvc表皮低溫爆破性能（結(jié)果見圖5、圖6）。

實(shí)施例4

涂層材料配比：水性聚氨酯72wt%，色漿18wt%、成膜助劑（十二碳醇酯）2.5wt%、消泡劑（水性分子級(jí)消泡劑）0.1wt%、潤濕劑（炔二醇乙氧基化合物）0.25wt%、增稠劑0.3（炔二醇乙氧基化合物）wt%、其余為水。

涂層的調(diào)配方法：

參照實(shí)施例1。

涂層材料在pvc表皮上的噴涂成型方法：

參照實(shí)施例1。

結(jié)果：涂層材料噴涂流暢，成膜厚度均勻，高低溫爆破結(jié)果合格，表皮無碎裂、飛濺，顯著改善pvc表皮低溫爆破性能。

實(shí)施例5

涂層材料配比：水性聚氨酯80wt%，色漿8wt%、成膜助劑（十二碳醇酯）3.5wt%、消泡劑（水性分子級(jí)消泡劑）0.25wt%、潤濕劑（炔二醇乙氧基化合物）0.5wt%、增稠劑0.65（炔二醇乙氧基化合物）wt%、其余為水。

涂層的調(diào)配方法：

參照實(shí)施例1。

涂層材料在pvc表皮上的噴涂成型方法：

參照實(shí)施例1。

結(jié)果：涂層材料噴涂流暢，成膜厚度均勻，高低溫爆破結(jié)果合格，表皮無碎裂、飛濺，顯著改善pvc表皮低溫爆破性能。

實(shí)施例6

涂層材料配比：水性聚氨酯70wt%，色漿wt20%、消光粉1%、成膜助劑（二丙二醇甲醚）wt1.5%、消泡劑（水性分子級(jí)消泡劑）0.15wt%、潤濕劑（炔二醇乙氧基化合物）0.65wt%、增稠劑（水性聚氨酯類增稠劑）0.2wt%、其余為水。

涂層的調(diào)配方法：

參照實(shí)施例2。

涂層材料在pvc表皮上的噴涂成型方法：

參照實(shí)施例2。

結(jié)果：涂層材料噴涂流暢，成膜厚度均勻，高低溫爆破結(jié)果合格，表皮無碎裂、飛濺，顯著改善pvc表皮低溫爆破性能。

實(shí)施例7

涂層材料配比：水性聚氨酯75wt%，色漿wt16%、消光粉0.6%、成膜助劑（二丙二醇甲醚）wt3%、消泡劑（水性分子級(jí)消泡劑）0.18wt%、潤濕劑（炔二醇乙氧基化合物）0.65wt%、增稠劑（水性聚氨酯類增稠劑）0.35wt%、其余為水。

涂層的調(diào)配方法：

參照實(shí)施例2。

涂層材料在pvc表皮上的噴涂成型方法：

參照實(shí)施例2。

結(jié)果：涂層材料噴涂流暢，成膜厚度均勻，高低溫爆破結(jié)果合格，表皮無碎裂、飛濺，顯著改善pvc表皮低溫爆破性能。

本發(fā)明在研發(fā)上述涂層材料時(shí)嘗試大量試驗(yàn)，最終才確定上述組分及其配比，以及具體的噴涂方法，在本說明書中不一一列舉具體配方的選取。下面給出本發(fā)明在研發(fā)過程中比較典型的對(duì)比方案供本領(lǐng)域技術(shù)人員參考并加以理解。

對(duì)比例1

將搪塑表皮（0.6mm～1.2mmmm）在50℃～80℃加熱爐中預(yù)熱5-10min，取出加熱完的表皮，背面朝上，放在固定夾具上，使氣囊區(qū)固定平整，將純水性聚氨酯（apu-390）涂料用噴槍均勻噴涂到搪塑表皮的完全氣囊的背面，待涂料完全干燥后進(jìn)行冷刀弱化操作，弱化后表皮與骨架發(fā)泡，發(fā)泡后的儀表板總成進(jìn)行-30℃低溫和85℃高溫氣囊爆破驗(yàn)證。

結(jié)果：純水性聚氨酯噴涂后，低溫爆破后表皮碎裂，弱化線打開不平整，未能改善pvc表皮低溫爆破性能（結(jié)果見圖7）。

對(duì)比例2

涂層材料配比：水性聚氨酯85wt%，色漿wt5%、成膜助劑（二丙二醇甲醚）wt4%、消泡劑（水性分子級(jí)消泡劑）0.6wt%、潤濕劑（炔二醇乙氧基化合物）0.4wt%、增稠劑（水性聚氨酯類增稠劑）0.4wt%、其余為水。

涂層的調(diào)配方法：

參照實(shí)施例1。

涂層材料在pvc表皮上的噴涂成型方法：

參照實(shí)施例1。

結(jié)果：在涂層材料中隨著消泡劑含量的增加，涂層材料在攪拌停止后迅速破泡，但當(dāng)消泡劑濃度太高（超過0.5%）時(shí)，大大降低涂料層的力學(xué)性能，低溫爆破后容易出現(xiàn)表皮碎裂的現(xiàn)象。

對(duì)比例3

涂層材料配比：水性聚氨酯85wt%，色漿wt5%、成膜助劑（二丙二醇甲醚）wt4%、消泡劑（水性分子級(jí)消泡劑）0.2wt%、潤濕劑（炔二醇乙氧基化合物）1wt%、增稠劑（水性聚氨酯類增稠劑）0.4wt%、其余為水。

涂層的調(diào)配方法：

參照實(shí)施例1。

涂層材料在pvc表皮上的噴涂成型方法：

參照實(shí)施例1。

結(jié)果：在涂層材料中隨著潤濕劑含量的增加，利于涂料的流平，但是潤濕劑濃度太高（超過0.8%）時(shí)，同樣降低涂料層的力學(xué)性能，低溫爆破后容易出現(xiàn)表皮碎裂的現(xiàn)象，偶爾會(huì)有表皮飛濺。

對(duì)比例4

涂層材料配比：水性聚氨酯85wt%，色漿wt5%、成膜助劑（二丙二醇甲醚）wt4%、消泡劑（水性分子級(jí)消泡劑）0.2wt%、潤濕劑（炔二醇乙氧基化合物）1wt%、增稠劑（水性聚氨酯類增稠劑）1.2wt%、其余為水。

涂層的調(diào)配方法：

參照實(shí)施例1。

涂層材料在pvc表皮上的噴涂成型方法：

參照實(shí)施例1。

結(jié)果：在涂層材料中隨著增稠劑濃度的增加涂料成膜性變差，當(dāng)增稠劑太高（超過1.0%）時(shí)，成膜厚度不均勻，導(dǎo)致表皮無法正常使用。

同時(shí)，本發(fā)明在噴涂過程中由于涂層材料的關(guān)系，需要嚴(yán)格控制噴涂過程中表皮的加熱溫度，如表皮加熱溫度超過100℃，則會(huì)使涂層材料無法在表皮上均勻成膜，涂層與表皮的粘接力也會(huì)大幅下降，嚴(yán)重影響后續(xù)表皮使用，不能有效改善pvc表皮低溫爆破性能。