一种顶蓬及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于汽车内饰技术领域，具体涉及一种顶蓬及其制备方法和用途。

背景技术

汽车顶蓬安装于汽车顶部，属于汽车内饰产品。随着人们安全意识的增强，人们对汽车顶蓬的要求也越来越高。因此，生产高性能汽车顶蓬也逐渐成为发展趋势。

当前汽车顶蓬成型工艺主要分为干法工艺与湿法工艺。干法工艺生产的顶蓬为硬顶，顶蓬的硬度大，自身就能达到装车要求。但是干法工艺的适用范畴较小，因此，湿法工艺成为生产汽车顶蓬的最佳选择。CN102381256A公开了一种湿法玻纤滚胶生产顶蓬的工艺，包括以下工艺步骤：(1)在滚胶机对玻璃纤维毡的一面滚上聚氨酯胶，得到带胶玻璃纤维毡；(2)将无纺布、带胶玻璃纤维毡、硬质聚氨酯、带胶玻璃纤维毡、无纺布按从上至下的顺序进行铺料，进行压制成型，得到半成品；(3)将压制成型后得到的半成品在常温下冷却定型，得到成型半成品；(4)将面料、胶膜、成型半成品按从上至下的顺序进行铺料，铺料后进行面料贴合；(5)将面料贴合得到的成型半成品在常温下进行冷却定型；(6)将冷却定型后的成型半成品进行水刀切割，即得到所述的顶篷。本发明大大降低了顶蓬重量，采用单面玻纤滚胶，可精确的控制上胶量。但是，所述工艺只在玻璃纤维上滚胶，使得顶蓬的刚性有一定的限制。

CN110091560A公开了一种能安装隐形麦克风的汽车顶蓬的生产工艺，包括以下工艺步骤：(1)将汽车顶蓬各组分原材料放入热冲切模具中进行压制成型，得到汽车顶蓬基材半成品；(2)对汽车顶蓬基材半成品的隐形麦克风孔位进行水刀切割处理，得到汽车顶蓬基材成品；(3)将面料放入贴合模具中进行面料贴合得到汽车顶蓬半成品；(4)将汽车顶蓬半成品进行第二次水刀切割处理，水刀切割处理结束后得到汽车顶蓬成品。所述生产工艺保证了顶衬面料外观的一致性，但顶蓬变形量有待进一步降低。

因此，为提高顶蓬的剥离强度、降低顶蓬变形量、节约成本，开发一种高效的制备方法用于制备汽车顶蓬是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种顶蓬及其制备方法和用途。所述顶蓬的制备方法通过将带胶的复合层和带胶玻璃纤维毡层经压制成型得到基材，将基材与面料层经二次成型制得所述顶蓬，与同类型顶蓬相比，简化了工艺流程，不需要另加天窗框，就可以提高顶蓬的机械性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种顶蓬的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在聚氨酯材料的两面涂覆胶水，得到包括第一粘结剂层、聚氨酯层、第二粘结剂层的复合层；

(2)依次将无纺布层、第一带胶玻璃纤维毡层、步骤(1)得到的复合层、第二带胶玻璃纤维毡层、覆膜底布层堆叠，成型，得到基材；

(3)将面料层与步骤(2)得到的基材贴合，得到所述顶蓬。

本发明中，通过使用带胶复合层和带胶玻璃纤维毡层，能够进一步提升顶蓬的机械性能，突破了传统制备方法的局限性，并且顶蓬的变形量低，表面无皱纹和颜色变化，性质稳定。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述聚氨酯材料为聚氨酯发泡板材。

优选地，所述聚氨酯发泡板材的发泡密度为30～34kg/m

优选地，步骤(1)所述第一粘结剂层的带胶量为100～150g，例如可以为100g、110g、120g、130g、140g、150g等。

优选地，步骤(1)所述第二粘结剂层的带胶量为550～650g，例如可以为550g、560g、570g、580g、590g、600g、610g、620g、630g、640g、650g等。

本发明中，所述第一粘结剂层靠近面料层，第一粘结剂层带胶量大于150g，会出现渗胶现象，不利于顶蓬的使用。

优选地，步骤(1)所述胶水为聚氨酯胶水。

优选地，步骤(1)所述涂覆的方法为滚涂。

优选地，所述滚涂的设备为滚胶机。

优选地，所述滚胶机的滚筒温度为35～45℃，例如可以为35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃等。

优选地，所述滚胶机的上、下滚筒的间隙各自独立地为0.4～0.6mm，例如可以为0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm等。

优选地，步骤(1)所述涂覆完成后还包括在复合层表面喷洒水。

优选地，步骤(1)所述第一粘结剂层表面喷洒的水量为60～80g，例如可以为60g、65g、70g、75g、80g等。

优选地，步骤(1)所述第二粘结剂层表面喷洒的水量为70～90g，例如可以为70g、75g、80g、85g、90g等。

本发明中，所述喷洒的水量小于60g，不能使胶水与聚氨酯材料更好的作用，降低粘结能力，从而导致材料刚性差；所述喷洒的水量大于90g，不利于成型加工。

优选地，所述喷洒水的时间为8～12s，例如可以为8s、9s、10s、11s、12s等。

本发明中，通过喷洒水引发触媒反应，水可作为催化剂促进胶水与聚氨酯材料的作用，使得胶水与聚氨酯材料粘结更牢固，提升材料的刚性。

优选地，步骤(2)所述无纺布层的单位面积重量为30～50g/m

优选地，步骤(2)所述第一带胶玻璃纤维毡层包括一层带胶玻璃纤维毡。

优选地，步骤(2)所述第二带胶玻璃纤维毡层包括两层带胶玻璃纤维毡。

本发明中，所述第一带胶玻璃纤维毡层为两层带胶玻璃纤维毡，会出现渗胶现象，不利于使用；所述第二带胶玻璃纤维毡为一层玻璃纤维毡，顶蓬的刚性差。

优选地，所述带胶玻璃纤维毡的制备方法包括：在玻璃纤维毡的一面涂覆胶水，静置，得到所述带胶玻璃纤维毡。

优选地，所述玻璃纤维毡的单位面积重量为160～200g/m

优选地，所述带胶玻璃纤维毡的带胶量为30～60g，例如可以为30g、35g、40g、45g、50g、55g、60g等。

本发明中，所述带胶玻璃纤维毡的带胶量大于60g，会出现渗胶现象；小于30g，顶蓬的刚性差。

优选地，所述胶水为聚酯胶水。

优选地，所述静置的时间为20～480min，例如可以为20min、40min、80min、100min、120min、150min、200min、250min、300min、350min、400min、450min等。

本发明中，在玻璃纤维毡表面涂覆胶水后，需要静置使得胶水渗透到玻璃纤维毡内部，从而提升玻璃纤维毡的刚性；所述静置时间大于480min，胶水变质，使用无效；静置时间小于20min，胶水不能完全渗透到玻璃纤维毡内部，不利于玻璃纤维毡刚性的提升。

优选地，步骤(2)所述覆膜底布层包括高分子复合膜和/或底布。

优选地，所述高分子复合膜为依次设置的聚乙烯膜、聚酯膜和聚乙烯膜三层膜的组合。

优选地，所述覆膜底布层的单位面积重量为60～80g/m

优选地，步骤(2)所述成型在模具中进行。

优选地，步骤(2)所述成型的上模温度、下模温度各自独立地为110～130℃，例如可以为110℃、115℃、120℃、125℃、130℃等。

优选地，步骤(2)所述成型的时间为60～100s，例如可以为60s、70s、80s、90s、100s等。

优选地，步骤(2)所述成型的压力为10～12MPa，例如可以为10MPa、11MPa、12MPa等。

优选地，步骤(3)所述面料层包括针织布和/或聚氨酯发泡板。

优选地，所述面料层的单位面积重量为280～320g/m

优选地，步骤(3)所述贴合的温度为90～110℃，例如可以为90℃、92℃、94℃、98℃、100℃、102℃、104℃、106℃、108℃、110℃等。

优选地，步骤(3)所述贴合的时间为60～100s，例如可以为60s、70s、80s、90s、100s等。

优选地，步骤(3)所述贴合的压力为10～12MPa，例如可以为10MPa、11MPa、12MPa等。

优选地，步骤(3)所述贴合后还包括后处理。

优选地，所述后处理包括定型和切割。

优选地，所述定型的时间为60～100s，例如可以为60s、70s、80s、90s、100s等。

优选地，所述切割的方法为水刀切割。

优选地，所述切割的水压为4～6bar，例如可以为4bar、5bar、6bar等。

优选地，所述切割的气压为3400～3600bar，例如可以为3400bar、3420bar、3460bar、3480bar、3500bar、3520bar、3550bar、3580bar、3600bar等。

作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在聚氨酯材料的两面涂覆胶水，得到包括第一粘结剂层、聚氨酯层和第二粘结剂层的复合层；

(2)在玻璃纤维毡的一面涂覆胶水，静置20～480min，得到带胶玻璃纤维毡；第一带胶玻璃纤维毡层包括一张玻璃纤维毡，第二带胶玻璃纤维毡层包括两张叠合的带胶玻璃纤维毡；

(3)依次将无纺布层、所述第一带胶玻璃纤维毡层、步骤(1)得到的复合层、所述第二带胶玻璃纤维毡层、覆膜底布层堆叠，在10～12MPa下成型60～100s，得到基材；

(4)将面料层与步骤(3)得到的基材贴合，经定型、水刀切割，得到所述顶蓬。

第二方面，本发明提供一种顶蓬，所述顶蓬采用如第一方面所述的制备方法制得。

第三方面，本发明提供一种如第二方面所述的顶蓬在汽车顶蓬中的用途。

本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种顶蓬的制备方法，通过使用带胶玻璃纤维毡，以及在聚氨酯材料的两面涂覆胶水，经二次压制成型制得的顶蓬具有优异的机械性能，剥离强度高，变形量小于3mm，顶蓬表面不会出现皱纹、变色现象，便于成型加工。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供一种顶蓬及其制备方法，所述制备方法的具体步骤如下：

(1)以靠近面料的一面为上，采用滚胶机在聚氨酯发泡板材(发泡密度为32kg/m

(2)采用滚胶机对玻璃纤维毡(单位面积重量为180g/m

(3)依次将无纺布(单位面积重量为45g/m

(4)将面料(针织布和聚氨酯板材，单位面积重量为300g/m

实施例2

本实施例提供一种顶蓬及其制备方法，所述制备方法的具体步骤如下：

(1)以靠近面料的一面为上，采用滚胶机在聚氨酯发泡板材(发泡密度为30kg/m

(2)采用滚胶机对玻璃纤维毡(单位面积重量为160g/m

(3)依次将无纺布(单位面积重量为30g/m

(4)将面料(针织布和聚氨酯板材，单位面积重量为280g/m

实施例3

本实施例提供一种顶蓬及其制备方法，所述制备方法的具体步骤如下：

(1)以靠近面料的一面为上，采用滚胶机在聚氨酯发泡板材(发泡密度为34kg/m

(2)采用滚胶机对玻璃纤维毡(单位面积重量为200g/m

(3)依次将无纺布(单位面积重量为50g/m

(4)将面料(针织布和聚氨酯板材，单位面积重量为320g/m

实施例4

本实施例提供一种顶蓬及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述第二粘结剂层的带胶量为700g；其他原料、结构及工艺参数均与实施例1相同。

实施例5

本实施例提供一种顶蓬及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述第一粘结剂层的带胶量为180g；其他原料、结构及工艺参数均与实施例1相同。

实施例6

本实施例提供一种顶蓬及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述玻璃纤维毡的带胶量为70g；其他原料、结构及工艺参数均与实施例1相同。

实施例7

本实施例提供一种顶蓬及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述带胶聚氨酯发泡板材下表面喷洒的水量为50g；其他原料、结构及工艺参数均与实施例1相同。

实施例8

本实施例提供一种顶蓬及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述带胶聚氨酯发泡板材下表面喷洒的水量为110g；其他原料、结构及工艺参数均与实施例1相同。

实施例9

本实施例提供一种顶蓬及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述第二带胶玻璃纤维毡层为一层带胶玻璃纤维毡；其他原料、结构及工艺参数均与实施例1相同。

对比例1

本对比例提供一种顶蓬及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述聚氨酯发泡板上没有滚涂胶水，其他原料、结构及工艺参数均与实施例1相同。

性能测试

(1)剥离力：所述顶蓬在23℃、65％RH中预处理24h，再经历5个冷热循环(90℃×4h→室温×0.5h→-30℃×1.5h→室温×0.5h→70℃、95％RH×3h→室温×0.5h→-30℃×1.5h→室温×0.5h为1个循环)后，顶蓬平坦区域横纵向各取3片200mm×50mm的板材，一端的装饰层与基材剥开约100mm，夹口距离100mm，上下夹口180°，速度100mm/min，曲线均值为粘结力，报告每个方向的均值，总平均值记录在表1。

(2)变形程度：所述顶蓬经5个冷热循环(90℃×4h→23℃×0.5h→30℃×1.5h→23℃×0.5h→70℃、95％RH×3h→23℃×0.5h→30℃×1.5h→23℃×0.5h为1个冷热循环)后，记录顶蓬的变形量。其中，一般区域变形量最大值小于等于3mm，标记为“优”；一般区域变形量最大值大于3mm小于等于10mm，标记为“良好”；一般区域变形量最大值大于10mm，标记为“差”。

(3)表面形貌、颜色：经过5个冷热循环(90℃×4h→23℃×0.5h→30℃×1.5h→23℃×0.5h→70℃、95％RH×3h→23℃×0.5h→30℃×1.5h→23℃×0.5h为1个冷热循环)后，通过目测观察表面是否有皱纹，是否颜色发生变化。

(4)成型状态：加工过程中如未出现渗胶或黏模的情况，标记为“好”；反之，标记为差。

具体测试结果如表1所示：

表1

由上表可知，本发明中通过使用带胶玻璃纤维毡以及在聚氨酯材料两面涂覆胶水，使得所述顶蓬具有优异的剥离强度和低的变形量，并且耐老化性能好，表面不会出现皱纹、颜色变化等现象，满足汽车顶蓬领域对顶蓬的性能要求。

由实施例1～3看出，本发明提供的顶蓬，剥离力在36N左右，顶蓬变形量≦3mm，变形量低且表面不会出现皱纹、颜色变化等现象，成型状态好；由实施例1～3和实施例4～9对比可知，当聚氨酯材料或玻璃纤维毡上涂覆胶水含量过高时，不利于成型加工，成型状态差；而聚氨酯材料表面喷洒水的量及玻璃纤维毡的层数也都会影响顶蓬的综合性能。

由实施例1和对比例1比较可知，当所述聚氨酯材料未涂覆胶水时，顶蓬的剥离力小，变形量＞10mm，且表面出现皱纹，不利于使用。

综上所述，本发明提供的一种顶蓬及其制备方法，通过带胶玻璃纤维毡和带胶聚氨酯材料的配合使用，所制得的顶蓬剥离强度高，变形量低且表面不会出现皱纹，颜色不会发生变化。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。