고성능 자동차 난간용 폴리우레탄 반경질 폼의 제조 및 특성.
자동차 실내의 팔걸이는 운전실의 중요한 부분으로, 문을 밀고 당기며 사람의 팔을 차에 올려놓는 역할을 합니다. 긴급 상황 발생 시 자동차와 난간이 충돌할 때 폴리우레탄 연질 난간과 변성 PP(폴리프로필렌), ABS(폴리아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 및 기타 단단한 플라스틱 난간이 우수한 탄력성과 완충 효과를 제공하여 부상을 줄일 수 있습니다. 폴리우레탄 연질 폼 난간은 좋은 손 느낌과 아름다운 표면 질감을 제공하여 조종석의 편안함과 아름다움을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 자동차 산업의 발전과 내장재에 대한 사람들의 요구 사항이 향상됨에 따라 자동차 난간에서 폴리우레탄 연질 폼의 장점이 점점 더 분명해지고 있습니다.
폴리우레탄 소프트 난간에는 고탄성 폼, 자체 크러스트 폼, 반경질 폼의 세 가지 종류가 있습니다. 고탄성 난간 외부 표면은 PVC(폴리염화비닐) 스킨으로 덮고, 내부는 폴리우레탄 고탄성 폼으로 마감했습니다. 폼의 지지력이 상대적으로 약하고, 강도도 상대적으로 낮으며, 폼과 피부 사이의 접착력도 상대적으로 부족합니다. 셀프 스킨 난간은 스킨의 폼 코어 층, 저비용, 높은 집적도를 가지며 상용차에 널리 사용되지만 표면의 강도와 전반적인 편안함을 고려하기 어렵습니다. 반경질 팔걸이는 PVC 스킨으로 덮여 있으며 스킨은 좋은 촉감과 외관을 제공하며 내부 반경질 폼은 촉감, 충격 저항, 에너지 흡수 및 노화 저항이 우수하여 다음과 같은 용도로 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 승용차 내부.
본 논문에서는 자동차 난간용 폴리우레탄 반경질 폼의 기본 공식을 설계하고, 이를 토대로 개선에 대해 연구하였다.
실험 섹션
주요 원료
폴리에테르 폴리올 A(수산기 값 30 ~ 40 mg/g), 폴리머 폴리올 B(수산기 값 25 ~ 30 mg/g): Wanhua Chemical Group Co., LTD. 변성 MDI[디페닐메탄 디이소시아네이트, w(NCO)는 25%~30%], 복합 촉매, 습윤 분산제(3제), 항산화제 A: Wanhua Chemical (Beijing) Co., LTD., Maitou 등; 습윤분산제(1제), 습윤분산제(2제) : 바이크케미칼. 위의 원료는 산업 등급입니다. PVC 라이닝 스킨: Changshu Ruihua.
주요 장비 및 악기
Sdf-400형 고속믹서, AR3202CN형 전자저울, 알루미늄금형(10cm×10cm×1cm, 10cm×10cm×5cm), 101-4AB형 전동오븐, KJ-1065형 전자만능텐션머신, 501A형 슈퍼 온도 조절기.
기본 조성 및 샘플 준비
반경질 폴리우레탄 폼의 기본 제형은 표 1에 나와 있습니다.
기계적 물성 시험 샘플 준비: 설계식에 따라 복합 폴리에테르(A 재료)를 제조하고 개질된 MDI를 일정 비율로 혼합한 후 고속 교반 장치(3000r/min)로 3~5초 동안 교반했습니다. 그런 다음 해당 금형에 부어 발포하고 일정 시간 내에 금형을 열어 반강성 폴리우레탄 폼 성형 샘플을 얻었습니다.
접착 성능 시험을 위한 샘플 준비: PVC 스킨 층을 금형의 하부 금형에 놓고 혼합된 폴리에테르와 변성 MDI를 비율에 맞게 혼합하고 고속 교반 장치(3,000r/min)로 교반합니다. )을 3~5초 동안 피부 표면에 부은 후, 틀을 닫고 일정 시간 내에 피부와 함께 폴리우레탄 폼이 성형됩니다.
성능 테스트
기계적 특성: ISO-3386 표준 테스트에 따른 40%CLD(압축 경도); 인장 강도와 파단 신율은 ISO-1798 표준에 따라 테스트됩니다. 인열 강도는 ISO-8067 표준에 따라 테스트됩니다. 접착 성능: OEM 표준에 따라 전자 만능 장력 기계를 사용하여 피부를 벗겨내고 180° 발포합니다.
노화 성능: OEM의 표준 온도에 따라 120℃에서 24시간 노화 후 기계적 특성 및 결합 특성의 손실을 테스트합니다.
결과 및 토론
기계적 성질
기본 공식에서 폴리에테르 폴리올 A와 폴리머 폴리올 B의 비율을 변경함으로써, 표 2에 표시된 대로 반강성 폴리우레탄 폼의 기계적 특성에 대한 다양한 폴리에테르 투입량의 영향을 조사했습니다.
표 2의 결과로부터 폴리에테르 폴리올 A 대 폴리머 폴리올 B의 비율이 폴리우레탄 폼의 기계적 특성에 중요한 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다. 폴리머 폴리올 B에 대한 폴리에테르 폴리올 A의 비율이 증가하면 파단 신율이 증가하고 압축 경도가 어느 정도 감소하며 인장 강도 및 인열 강도는 거의 변하지 않습니다. 폴리우레탄의 분자 사슬은 주로 소프트 세그먼트와 하드 세그먼트, 폴리올의 소프트 세그먼트와 카바메이트 결합의 하드 세그먼트로 구성됩니다. 한편으로는 두 폴리올의 상대적인 분자량과 수산기 값이 다른 반면, 고분자 폴리올 B는 아크릴로니트릴과 스티렌으로 개질된 폴리에테르 폴리올이며, 이로 인해 사슬 세그먼트의 강성이 향상됩니다. 벤젠 고리가 존재하는 반면, 폴리머 폴리올 B에는 작은 분자 물질이 포함되어 있어 폼의 취성을 증가시킵니다. 폴리에테르 폴리올 A가 80부이고 폴리머 폴리올 B가 10부인 경우 폼의 전반적인 기계적 특성이 더 좋습니다.
접착성
난간은 프레스 빈도가 높은 제품으로 폼과 스킨이 벗겨지면 부품의 편안함이 크게 감소하므로 폴리우레탄 폼과 스킨의 접착 성능이 필요합니다. 위의 연구를 바탕으로 다양한 습윤 분산제를 첨가하여 폼과 피부의 접착 특성을 테스트했습니다. 결과를 표 3에 나타내었다.
표 3에서 볼 수 있듯이 다양한 습윤 분산제는 폼과 피부 사이의 박리력에 뚜렷한 영향을 미칩니다. 첨가제 2를 사용한 후 폼 붕괴가 발생하며 이는 첨가제 첨가 후 폼이 과도하게 열리면서 발생할 수 있습니다. 2; 첨가제 1과 3을 사용한 후 블랭크 샘플의 박리강도는 어느 정도 증가하였으며, 첨가제 1의 박리강도는 블랭크 샘플에 비해 약 17% 더 높았으며, 첨가제 3의 박리강도는 빈 샘플보다 약 25% 더 높습니다. 첨가제 1과 첨가제 3의 차이는 주로 복합재료의 표면 젖음성의 차이로 인해 발생한다. 일반적으로 고체에 대한 액체의 젖음성을 평가하려면 접촉각이 표면 젖음성을 측정하는 중요한 매개 변수입니다. 따라서, 위의 두 가지 습윤분산제를 첨가한 후 복합재료와 피부 사이의 접촉각을 테스트하였고, 그 결과를 Figure 1에 나타내었다.
그림 1에서 알 수 있듯이 블랭크 샘플의 접촉각은 27°로 가장 크고, 보조제 3의 접촉각은 12°로 가장 작습니다. 이는 첨가제 3을 사용하면 복합재료와 피부의 습윤성을 더욱 향상시킬 수 있고, 피부 표면에 퍼지기도 쉬워 첨가제 3을 사용하는 경우 박리력이 가장 크다는 것을 알 수 있다.
노후화 재산
난간 제품은 자동차 내에서 눌려지고 햇빛에 노출되는 빈도가 높으며 노화 성능은 폴리우레탄 반경질 난간 폼이 고려해야 할 또 다른 중요한 성능입니다. 이에 기본 제형의 에이징 성능을 테스트하고 개선 연구를 진행하였으며, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
표 4의 데이터를 비교하면, 120℃에서 열 노화 후 기본 공식의 기계적 특성과 결합 특성이 크게 감소하는 것을 알 수 있습니다. 12시간 동안 노화하면 밀도를 제외한 다양한 특성이 손실됩니다(아래 동일). 13%~16%입니다. 24시간 에이징의 성능 손실은 23%~26%입니다. 기본 제형의 열 노화 특성은 좋지 않은 것으로 나타났으며, 제형에 A급 항산화제 A를 첨가하면 오리지널 제형의 열 노화 특성을 명백히 개선할 수 있습니다. 항산화제 A를 첨가한 후 동일한 실험 조건에서 12시간 후 다양한 특성 손실은 7%~8%, 24시간 후 다양한 특성 손실은 13%~16%였습니다. 기계적 특성의 감소는 주로 열적 노화 과정에서 화학 결합 파손과 활성 자유 라디칼에 의해 촉발된 일련의 연쇄 반응으로 인해 발생하며, 이로 인해 원래 물질의 구조나 특성이 근본적으로 변화됩니다. 접착 성능의 저하는 폼 자체의 기계적 성질 저하로 인한 반면, PVC 스킨에는 다량의 가소제가 포함되어 있으며 공정 중에 가소제가 표면으로 이동하기 때문입니다. 열산소 노화. 항산화제를 첨가하면 열 노화 특성이 향상될 수 있습니다. 주로 항산화제가 새로 생성된 자유 라디칼을 제거하고 폴리머의 산화 과정을 지연 또는 억제하여 폴리머의 원래 특성을 유지할 수 있기 때문입니다.
종합적인 성능
이상의 결과를 바탕으로 최적의 배합을 설계하고 다양한 특성을 평가하였다. 일반 폴리우레탄 고반발 난간폼과 제형의 성능을 비교하였습니다. 결과를 표 5에 나타내었다.
표 5에서 볼 수 있듯이, 최적의 반경질 폴리우레탄 폼 배합의 성능은 기본 및 일반 배합에 비해 확실한 장점을 가지며, 더욱 실용적이며 고성능 난간 적용에 더 적합합니다.
결론
폴리에테르의 양을 조정하고 적합한 습윤 분산제와 항산화제를 선택하면 반경질 폴리우레탄 폼에 우수한 기계적 특성, 우수한 열 노화 특성 등을 부여할 수 있습니다. 폼의 우수한 성능을 바탕으로 핸드레일, 인스트루먼트 테이블 등 자동차 완충재에 적용 가능한 고성능 폴리우레탄 반경질 폼 제품입니다.
게시 시간: 2024년 7월 25일