一种汽车门板卡扣及其制备方法

技术领域

本发明涉及汽车装饰件及材料加工技术领域，具体为一种汽车门板卡扣及其制备方法。

背景技术

汽车门板卡扣是一种用来固定汽车装饰板的塑料卡扣，通常使用一种圆头塑料卡扣。该塑料卡扣一般包括卡槽部和卡孔部，卡槽部为一圆形塑料片，用于进入汽车装饰板的卡槽并卡住，卡孔部用于卡进车体门板的钣金孔内，在安装时，工人需用力将装有该塑料卡扣的装饰板拍进车体的钣金孔即可完成安装。所述卡孔部一般呈圆锥体状，并在卡孔部与卡槽部的连接处设有与车体门板上卡扣底座进行卡接的限位凹槽，以实现汽车装饰板与车体门板的卡接固定。

根据目前市场对于汽车门板卡扣的使用要求：1、卡扣拆装性及插拔力要求；首次插入力：＜80N，首次拔出力：180N～250N，满足5次拆装要求，2次到5次的拔出力：＞100N。2、卡扣高温性(90℃，168H)；外形和表面不允许发生损害使用性能的变化。3、卡扣低温性(-40℃，28H)；外形和表面不允许发生损害使用性能的变化。4、卡扣环境循环；外形和表面不允许有裂纹和损伤。5、卡扣水密性要求；紧固件安装处无水泄露现象。对于汽车门板卡扣的结构、成型方式以及制备材料都具有极高的要求。普通的塑料及成型方式往往无法达到上述要求，因此有必要进一步提升卡扣材料的韧性、耐疲劳性、耐蠕变、耐化学性以及尺寸稳定性。

发明内容

针对以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种汽车门板卡扣。

本发明的另一目的在于提供上述汽车门板卡扣的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种汽车门板卡扣，包括卡槽部和卡孔部，所述卡槽部和卡孔部以增韧聚甲醛通过一次注塑成型得到。

进一步地，所述卡槽部设有第一卡槽和第二卡槽；所述卡孔部包括与卡槽部固定连接的插入片，在插入片的两侧设置有互相对称的一组卡接片，卡接片的一端固定连接于插入片的上方末端，卡接片的另一端向下倾斜延伸并固定连接于卡槽部，所述卡接片与卡槽部的连接处设有限位槽。

进一步地，所述卡接片与插入片之间设置有限位块，限位块固定于卡接片上。

上述汽车门板卡扣的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)增韧聚甲醛粒料的制备：将聚甲醛(POM)粒料与聚氨酯弹性体(TPU)、无机纳米粉体和偶联剂加入到挤出机中熔融、挤出造粒，得到增韧聚甲醛粒料；

(2)卡扣一次注塑成型：将步骤(1)所得增韧聚甲醛粒料经一次注塑成型，得到汽车门板卡扣。

进一步地，步骤(1)中所述各物料的加入质量份配比如下：

聚甲醛粒料：100份；

聚氨酯弹性体：40～80份；

无机纳米粉体：5～10份；

偶联剂：0.2～1份。

进一步地，步骤(1)中所述无机纳米粉体选自纳米碳酸钙粉体、纳米二氧化硅粉体、纳米氧化铝粉体、纳米二氧化钛粉体中的至少一种。

进一步地，步骤(1)中所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。

进一步优选地，所述无机纳米粉体是指纳米二氧化硅粉体，所述偶联剂是指异氰酸酯基硅烷偶联剂。所述异氰酸酯基硅烷偶联剂包括3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷或3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。

进一步优选地，所述无机纳米粉体与偶联剂先进行表面改性反应，然后与聚甲醛粒料及聚氨酯弹性体加入到挤出机中挤出造粒，得到增韧聚甲醛粒料。

进一步优选地，所述无机纳米粉体与偶联剂先进行表面改性反应，然后与聚氨酯弹性体加入到挤出机中共混均匀，再加入聚甲醛粒料挤出造粒，得到增韧聚甲醛粒料。

进一步地，步骤(1)中所述熔融的温度为170～210℃。

进一步地，步骤(2)中所述一次注塑成型的条件如下：

预干燥：80～90℃，4～6h；

料筒温度：前段180～210℃，中段175～200℃，后段170～190℃；

模具温度：50～90℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的汽车门板卡扣采用增韧聚甲醛通过一次注塑成型得到，整体结构一体成型无拼接，耐疲劳性以及尺寸稳定性好。

(2)本发明的汽车门板卡扣采用TPU增韧的POM作为制备材料，同时加入无机纳米粉体对其强度进行改性，所得汽车门板卡扣具有高强度及高韧性，使用寿命长。

(3)本发明所述无机纳米粉体进一步选择为纳米二氧化硅粉体，所述偶联剂选择为异氰酸酯基硅烷偶联剂，硅烷偶联剂对二氧化硅的表面改性效果更好，同时异氰酸酯基在高温挤出的过程中进一步与聚氨酯弹性进行交联反应，进一步保证了改性强度。

(4)本发明的制备方法进一步采用无机纳米粉体与偶联剂先进行表面改性反应，然后与聚甲醛粒料及聚氨酯弹性体加入到挤出机中挤出造粒，无机纳米粉体的表面改性效果更好，同时有助于无机纳米粉体在塑料基体中的分散改性效果。

(5)本发明的制备方法进一步采用无机纳米粉体与偶联剂先进行表面改性反应，然后与聚氨酯弹性体加入到挤出机中共混均匀，再加入聚甲醛粒料挤出造粒。表面改性后的无机纳米粉体在高温混合的情况下可更好的与聚氨酯弹性体进行交联反应，显著改善改性强度。

附图说明

图1为本发明实施例中一种汽车门板卡扣的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种汽车门板卡扣的实物外观图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例的一种汽车门板卡扣，其结构示意图和实物外观图分别如图1和图2所示，包括卡槽部1和卡孔部2。所述卡槽部1设有第一卡槽1-1和第二卡槽1-2；所述卡孔部包括与卡槽部1固定连接的插入片2-1，在插入片2-1的两侧设置有互相对称的一组卡接片2-2，卡接片2-2的一端固定连接于插入片2-1的上方末端，卡接片2-2的另一端向下倾斜延伸并固定连接于卡槽部1，所述卡接片2-2与卡槽部1的连接处设有限位槽2-3。所述卡接片2-2与插入片2-1之间设置有限位块2-4，限位块2-4固定于卡接片2-2上。

本实施例的汽车门板卡扣以增韧聚甲醛通过一次注塑成型得到，具体制备步骤如下：

(1)增韧聚甲醛粒料的制备：按质量份数计，将聚甲醛(POM)粒料100份与聚氨酯弹性体(TPU)60份、纳米二氧化硅粉体8份和偶联剂3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷0.5份加入到挤出机中，180～200℃温度下熔融、挤出造粒，得到增韧聚甲醛粒料。

(2)卡扣一次注塑成型：将步骤(1)所得增韧聚甲醛粒料经一次注塑成型，成型条件为：预干燥：80～90℃，5h；料筒温度：前段180～210℃，中段175～200℃，后段170～190℃；模具温度：80～90℃。得到汽车门板卡扣。

实施例2

本实施例的一种汽车门板卡扣，其结构与实施例1相同。

本实施例的汽车门板卡扣以增韧聚甲醛通过一次注塑成型得到，具体制备步骤如下：

(1)增韧聚甲醛粒料的制备：按质量份数计，将聚甲醛(POM)粒料100份与聚氨酯弹性体(TPU)40份、纳米二氧化硅粉体5份和偶联剂3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷0.2份加入到挤出机中，180～200℃温度下熔融、挤出造粒，得到增韧聚甲醛粒料。

(2)卡扣一次注塑成型：将步骤(1)所得增韧聚甲醛粒料经一次注塑成型，成型条件为：预干燥：80～90℃，5h；料筒温度：前段180～210℃，中段175～200℃，后段170～190℃；模具温度：50～60℃。得到汽车门板卡扣。

实施例3

本实施例的一种汽车门板卡扣，其结构与实施例1相同。

本实施例的汽车门板卡扣以增韧聚甲醛通过一次注塑成型得到，具体制备步骤如下：

(1)增韧聚甲醛粒料的制备：按质量份数计，将聚甲醛(POM)粒料100份与聚氨酯弹性体(TPU)80份、纳米二氧化硅粉体10份和偶联剂3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷1份加入到挤出机中，180～200℃温度下熔融、挤出造粒，得到增韧聚甲醛粒料。

(2)卡扣一次注塑成型：将步骤(1)所得增韧聚甲醛粒料经一次注塑成型，成型条件为：预干燥：80～90℃，5h；料筒温度：前段180～210℃，中段175～200℃，后段170～190℃；模具温度：70～80℃。得到汽车门板卡扣。

实施例4

本实施例的一种汽车门板卡扣，其结构与实施例1相同。

本实施例的汽车门板卡扣以增韧聚甲醛通过一次注塑成型得到，具体制备步骤如下：

(1)按质量份数计，将8份纳米二氧化硅粉体和0.5份偶联剂3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷加入到异丙醇溶剂中，一定湿度条件下搅拌反应，过滤干燥，得到表面改性的纳米二氧化硅粉体；

(2)按质量份数计，将聚甲醛(POM)粒料100份与聚氨酯弹性体(TPU)60份、步骤(1)所得表面改性的纳米二氧化硅粉体加入到挤出机中，180～200℃温度下熔融、挤出造粒，得到增韧聚甲醛粒料。

(3)将步骤(2)所得增韧聚甲醛粒料经一次注塑成型，成型条件为：预干燥：80～90℃，5h；料筒温度：前段180～210℃，中段175～200℃，后段170～190℃；模具温度：80～90℃。得到汽车门板卡扣。

实施例5

本实施例的一种汽车门板卡扣，其结构与实施例1相同。

本实施例的汽车门板卡扣以增韧聚甲醛通过一次注塑成型得到，具体制备步骤如下：

(1)按质量份数计，将8份纳米二氧化硅粉体和0.5份偶联剂3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷加入到异丙醇溶剂中，一定湿度条件下搅拌反应，过滤干燥，得到表面改性的纳米二氧化硅粉体；

(2)按质量份数计，将聚氨酯弹性体(TPU)60份、步骤(1)所得表面改性的纳米二氧化硅粉体加入到挤出机中，170～200℃温度下熔融混合均匀；然后再加入聚甲醛(POM)粒料100份，180～200℃温度下熔融、挤出造粒，得到增韧聚甲醛粒料。

(3)将步骤(2)所得增韧聚甲醛粒料经一次注塑成型，成型条件为：预干燥：80～90℃，5h；料筒温度：前段180～210℃，中段175～200℃，后段170～190℃；模具温度：80～90℃。得到汽车门板卡扣。

一、对以上实施例所得样品进行力学性能测试，以三次样品测试取平均值。其中拉伸强度测试标准为ISO 527-2，测试条件为50mm/min；断裂伸长率测试标准为ISO 527-2，测试条件为50mm/min；弯曲强度测试标准为ISO 178，测试条件为2mm/min；弯曲模量测试标准为ISO 178，测试条件为2mm/min；悬臂梁缺口冲击强度测试标准为ISO 180，测试条件为23℃；邵氏硬度测试标准为ISO 868。相应的测试结果如下表1所示。

表1

通过表1结果可以看出，本发明采用聚氨酯弹性体对聚甲醛进行改性，材料的拉伸强度及悬臂梁缺口冲击强度均得到了显著的提升，说明材料的韧性得到了显著的提高。同时通过无机纳米粉体的补强，材料的强度并未有明显的降低。特别是采用纳米二氧化硅粉体和氰基偶联剂的情况下，以及先对纳米二氧化硅粉体进行表面改性，然后与聚氨酯弹性体进行反应，再对聚甲醛进行增韧的方式，所得材料的韧性及强度同时提升的效果更为显著。

二、对以上实施例1～5所得卡扣样品进行卡扣拆装性及插拔力要求测试；检测环境：温度23±2℃；湿度50±5％RH。检测设备采用DS2-200N推拉力计。检测结果如下表2所示。

表2

三、对以上实施例1～5所得卡扣样品进行高温性测试。采用DHG-9245A电热鼓风干燥箱；经90℃，168H条件检测。结果显示所有样品外形和表面未发生损害使用性能的变化。

四、对以上实施例1～5所得卡扣样品进行低温性测试。采用KTHB-410TBS可程式恒温恒湿试验箱；经-40℃，28H条件检测。结果显示所有样品外形和表面未发生损害使用性能的变化。

五、对以上实施例1～5所得卡扣样品进行环境循环测试。采用KTHB-410TBS可程式恒温恒湿试验箱；检测条件如下表3所示。结果显示所有样品外形和表面无裂纹和损伤。

表3

六、对以上实施例1～5所得卡扣样品进行水密性测试。测试条件为根据卡扣适用板厚及孔径制作相应的钣金治具。在室温环境下，固定治具板后，将试样安装于治具板上，将一根高度大于50mm的圆柱形盛水容器安装于治具上(容器与治具需采用密封件密封，容器直径需大于卡扣安装孔径1.5倍以上)，倒入高度为50mm的清水，保持2h后，检查试样状态。结果显示所有紧固件安装处均无水泄露现象。

根据以上结果测试结果可以看出，本发明所制备的卡扣能够满足目前市场对于汽车门板卡扣的高标准使用要求。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。