車用注塑接頭一體的尼龍?zhí)齑芭潘芗爸苽浞椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明涉一種車用注塑接頭一體的尼龍?zhí)齑芭潘芗爸苽浞椒?；排水管為聚丙烯、粘結(jié)劑和尼龍12的三層材料，接頭為聚氨酯類熱塑性彈性體材料。聚丙烯、粘結(jié)劑和尼龍12的水管與TPU粘接尺寸優(yōu)選范圍在10mm～15mm。直接將聚氨酯類熱塑性彈性體注塑至擠出成型聚丙烯、粘結(jié)劑和尼龍12的基體材料上成型。裝車后聚氨酯彈性體類連接頭與接頭連接，具有的優(yōu)異的耐候性、耐臭氧、耐紫外線及良好的高溫性能、電性能、耐沖擊性能。產(chǎn)品不需硫化即可加工成型，不需要加入粘合劑，具有加工簡便、加工成本低、邊角余料可已回收利用等優(yōu)點。突出了輕量化以及低成本的優(yōu)勢。
【專利說明】車用注塑接頭一體的尼龍?zhí)齑芭潘芗爸苽浞椒?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種車用注塑接頭一體的尼龍?zhí)齑芭潘?管及制備方法；注塑接頭為TPU的尼龍?zhí)齑芭潘堋?br>
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國交通事業(yè)的飛速發(fā)展，汽車逐漸進入了家庭，人們對汽車產(chǎn)業(yè)的舒適度、 輕量化、環(huán)保的呼聲日益高漲。汽車天窗是現(xiàn)在很多車輛都配置的零部件，能夠有效的使車 內(nèi)空氣流通，增加新鮮空氣的進入，為車主帶來健康、舒適的享受。目前，大多汽車用天窗排 水管使用PVC材料，日用聚氯乙烯塑料中的增塑劑，主要使用對苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲 酸二辛酯等，這些化學(xué)品都有毒性，聚氯乙烯的防老劑硬質(zhì)酸鉛鹽也是有毒的。PVC隨溫度 影響較大，同樣硬度的PVC在冬天和夏天裝配時手感均不一致，且在夏天容易出現(xiàn)打褶現(xiàn) 象，目前市場上的天窗排水管存在打塞和排水不暢的現(xiàn)象，部分汽車更是出現(xiàn)滲透到汽車 內(nèi)的現(xiàn)象，多是打褶堵塞造成。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 目前很多汽車軟管類都可以采用環(huán)保型樹脂類替代PVC軟管。本發(fā)明涉及到用環(huán) 保樹脂類天窗排水管替代PVC天窗排水管。
[0004] 由于天窗排水管與大氣連通，PVC天窗管通常直接與汽車對手件連接，但是受冷熱 溫度影響PVC會出現(xiàn)裝配困難現(xiàn)象，且在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)有毒氣體，對人體有傷害，影 響其在天窗上的使用性能?？紤]選用耐水性能好、耐溫性能較佳的水管材料聚丙烯（PP)、粘 結(jié)劑（Tie)和尼龍12(PA12)三層材料（由內(nèi)向外）以及具有有量高彈性、耐磨性、耐沖擊 性能的聚氨酯彈性體類（TPU)注塑材料替代。PP/tie/PA12三層材料具有優(yōu)異耐水性、耐溫 穩(wěn)定性、耐候性性能，但因產(chǎn)品模量大，需要與接頭TPU注塑粘結(jié)才能與汽車對手件很好的 連接。TPU受溫度影響小，裝配手感不會隨天氣的變化引起太大的差異，能夠很好解決PVC 管冬天裝配困難。
[0005] 天窗排水管分為兩部分組成：車身內(nèi)部的直管結(jié)構(gòu)以及連接在對手件上的排水接 頭結(jié)構(gòu)。車身內(nèi)部的直管結(jié)構(gòu)要求為優(yōu)良的耐水性、耐候性、耐溫穩(wěn)定性；連接在對手件上 的接頭材料要求為優(yōu)良的彈性、耐磨性、耐沖擊性、耐水性。
[0006] 為滿足天窗排水管達到環(huán)保、耐水性、耐溫穩(wěn)定性，且成品率大于90%、拔脫力大 于150N的標準下，我們開發(fā)研制了一種新結(jié)構(gòu)的天窗排水管并且在裸露在大氣環(huán)境下可 以長期使用。車身內(nèi)直管結(jié)構(gòu)為PP/Tie/PA12材料，采用擠出工藝；連接對手件的排水接 頭結(jié)構(gòu)選用TPU類彈性體，采用注塑工藝。此產(chǎn)品突出了輕量化、耐溫穩(wěn)定性、耐候性、耐水 性、易于裝配等優(yōu)勢。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] 一種汽車用注塑接頭一體的尼龍?zhí)齑芭潘?，排水管為聚丙烯、粘結(jié)劑和尼龍12 的三層材料，接頭為聚氨酯類熱塑性彈性體材料。
[0009] 是聚丙烯、粘結(jié)劑和尼龍12的水管與TPU粘接尺寸優(yōu)選范圍在10mm?15mm。直 接將聚氨酯類熱塑性彈性體注塑至擠出成型聚丙烯、粘結(jié)劑和尼龍12的基體材料上成型。
[0010] 選取PP/Tie/PA12三層尼龍管；將PP/Tie/PA12插入定位稍中，定位于注塑模具 上。
[0011] 將聚氨酯彈性體類彈性體在100-120°C的干燥箱里烘干2-3小時；用三段式立 式注塑機進行注塑，料筒溫度從上至下設(shè)定為：165 °C?185 °C，180 °C?200 °C，170 °C? 190°C;保壓時間為5?10s、保壓壓力15?20Mpa、背壓1?3Mpa;進行80°CXlOmin熱處 理。
[0012] 其中PP做內(nèi)層較許多工程塑料類原材料有明顯的耐水性，PA12做外層可以起到 很好的耐候性和耐化學(xué)性，注塑接頭TPU具有極佳的彈性、耐磨性、耐沖擊性能。兩種材料 均具有良好的耐溫穩(wěn)定性和耐水性。此產(chǎn)品突出了輕量化、耐溫穩(wěn)定性、耐候性、耐水性、易 于裝配等優(yōu)勢。
[0013] 此發(fā)明的難點在于PP/Tie/PA12(由內(nèi)向外）與TPU的粘接問題，并且還需要達到 標準要求的附著力。通過選擇合適的外層PA12和TPU類原材料及調(diào)整注塑機的工藝參數(shù)， 使產(chǎn)品性能達到標準。
[0014] 由于TPU彈性體類吸水性較高，料筒加熱過程中，彈性體顆粒中的水分會導(dǎo)致彈 性體熱裂解造成產(chǎn)品物理性能下降，從而嚴重影響粘接性。因此，TPU在使用過程中要保持 干燥狀態(tài)。且過高的注塑壓力雖然可提高制品表面的光亮度，但會造成尺寸收縮。則注塑 壓力應(yīng)設(shè)定為能夠注滿型腔的最小壓力以獲得最佳外觀和尺寸的數(shù)值。
[0015] 本發(fā)明在不使用粘接劑直接將聚氨酯類熱塑性彈性體（TPU)注塑至擠出成型PP/ Tie/PA12(由內(nèi)向外）基體材料上成型。本發(fā)明提供的工藝參數(shù)，產(chǎn)品成品率達到95%以 上，部分收縮率僅為4.2%。PP/Tie/PA12(由內(nèi)向外）與TPU之間的粘接強度用拔脫力來 表征，達到150N以上，實現(xiàn)了較好的粘接。
[0016] 本發(fā)明可以直接選擇PP/Tie/PA12三層尼龍管與TPU接頭注塑擠出成型；也可以 選用如下方法制備PP/Tie/PA12三層尼龍管，然后直接注塑。
[0017]PP/Tie/PA12三層尼龍管的制備方法為：
[0018] 內(nèi)層PP設(shè)定的擠出機各階段的溫度為：機筒一區(qū)溫度190?210°C，機筒二區(qū)溫 度200?220°C，機筒三區(qū)溫度為210?230°C，機筒四區(qū)溫度為220?240°C，機頭一區(qū)溫 度為230?250°C，機頭二區(qū)溫度為230?250°C，機頭三區(qū)溫度為230?250°C，口模溫度 設(shè)定為230?250°C;
[0019] 中間層Tie設(shè)定擠出機各階段的溫度為：機筒一區(qū)溫度190?210°C，機筒二區(qū)溫 度200?220°C，機筒三區(qū)溫度為210?230°C，機筒四區(qū)溫度為220?240°C，機頭一區(qū)溫 度為230?250°C，機頭二區(qū)溫度為230?250°C，機頭三區(qū)溫度為230?250°C，口模溫度 設(shè)定為230?250°C;
[0020] 外層PA12設(shè)定擠出機各階段的溫度為：機筒一區(qū)溫度210?230°C，機筒二區(qū)溫 度為220?240°C，機筒三區(qū)溫度為230?250°C，機筒四區(qū)溫度為230?250°C，機頭一區(qū) 溫度為230?250°C，機頭二區(qū)溫度為230?250°C，機頭三區(qū)溫度為230?250°C，口模溫 度設(shè)定為230?250 °C。
[0021] 保證注射產(chǎn)品充分結(jié)晶、熱定型，不發(fā)生尺寸收縮。停放12?24小時，進行性能 測試。
[0022] 本發(fā)明選用可以實現(xiàn)自粘性的兩種材料，外層尼龍12(PA12)和聚氨酯熱塑性彈 性體（TPU)進行擠出與注塑。裝車后聚氨酯彈性體類連接頭與接頭連接，具有的優(yōu)異的耐 候性、耐臭氧、耐紫外線及良好的高溫性能、電性能、耐沖擊性能。產(chǎn)品不需硫化即可加工 成型，具有加工簡便、加工成本低、邊角余料可已回收利用等優(yōu)點。本發(fā)明的優(yōu)點在于只需 將一種組分再注塑到另一基材內(nèi)既可以實現(xiàn)兩組分粘合，而不需要加入粘合劑。材料之間 的這種粘合是通過聚酰胺類在熔融狀態(tài)下具有的粘合性實現(xiàn)。且兩種材料均有良好的耐 油性、耐熱性能，具有長期在油氣水環(huán)境中使用性能，且所選材料為可回收再利用的輕質(zhì)材 料，突出了輕量化以及低成本的優(yōu)勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1 :汽車用天窗排水管剖面圖。
[0024] 圖2 :定位銷剖面圖；
[0025] 1-TPU材料、2-PA12/粘結(jié)劑材料/TPU、3-注塑定位銷。

【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明：
[0027] 實施例1 :
[0028] 1)選取PP/粘結(jié)劑/PA12三層尼龍管
[0029] 2)將PP/Tie/PA12管插入定位稍中，定位于注塑模具上；
[0030] 3)將干燥后的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設(shè)定為：165°C，180°C，170°C，保 壓時間5s，保壓壓力15MPa，背壓IMpa。
[0031] 4)停放12小時后，觀察其表觀現(xiàn)象，停放24小時后，測試其拔脫力。
[0032] 得到如圖1圖2所示的聚氨酯類熱塑性彈性體管和尼龍管外層連接，聚氨酯類熱 塑性彈性體管和尼龍管粘接尺寸范圍在l〇mm-15mm。
[0033] 實施例2 :
[0034] 1)選取PP/粘結(jié)劑/PA12三層尼龍管。
[0035]2)將PP/Tie/PA12管插入定位稍中，定位于注塑模具上；
[0036] 3)將干燥后的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設(shè)定為：175°C，190°C，180°C，保 壓時間7s、保壓壓力17MPa、背壓2Mpa。
[0037]4)停放12小時后，觀察其表觀現(xiàn)象，停放24小時后，測試其拔脫力。
[0038] 實施例3:
[0039] 1)選取PP/粘結(jié)劑/PA12三層尼龍管。
[0040] 2)將PP/Tie/PA12管插入定位稍中，定位于注塑模具上；
[0041] 3)將干燥后的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設(shè)定為：185°C，200°C，190°C，保 壓時間10s，保壓壓力20MPa，背壓3Mpa。
[0042] 4)停放12小時后，觀察其表觀現(xiàn)象，停放24小時后，測試其拔脫力。
[0043] 實施列4 :
[0044] 如若PP/粘結(jié)劑/PA12三層材料自己生產(chǎn)，可以按照以下工藝方式完成此車用注 塑接頭一體的尼龍?zhí)齑芭潘芗爸苽浞椒?br> [0045] 1) PP/粘結(jié)劑/PA12三層尼龍管制備
[0046] 內(nèi)層PP設(shè)定的擠出機各階段的溫度為：機筒一區(qū)溫度190°C，機筒二區(qū)溫度 200°C，機筒三區(qū)溫度為210°C，機筒四區(qū)溫度為220°C，機頭一區(qū)溫度為230°C，機頭二區(qū)溫 度為230°C，機頭三區(qū)溫度為230°C，口模溫度設(shè)定為230°C;
[0047] 中間層Tie設(shè)定擠出機各階段的溫度為：機筒一區(qū)溫度190°C，機筒二區(qū)溫度 200°C，機筒三區(qū)溫度為210°C，機筒四區(qū)溫度為220°C，機頭一區(qū)溫度為230°C，機頭二區(qū)溫 度為230°C，機頭三區(qū)溫度為230°C，口模溫度設(shè)定為230°C;
[0048] 外層PA12設(shè)定擠出機各階段的溫度為：機筒一區(qū)溫度210°C，機筒二區(qū)溫度為 220°C，機筒三區(qū)溫度為230°C，機筒四區(qū)溫度為230°C，機頭一區(qū)溫度為230°C，機頭二區(qū)溫 度為230°C，機頭三區(qū)溫度為230°C，口模溫度設(shè)定為230°C;
[0049] 2)將PP/Tie/PA12管插入定位稍中，定位于注塑模具上；
[0050] 3)將干燥后的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設(shè)定為：165°C，180°C，170°C，保 壓時間5s，保壓壓力15MPa，背壓IMpa。
[0051] 4)停放12小時后，觀察其表觀現(xiàn)象，停放24小時后，測試其拔脫力。
[0052] 表1.注塑性能對比
[0053]

【權(quán)利要求】
1. 一種車用注塑接頭一體的尼龍?zhí)齑芭潘?，其特征是排水管為聚丙烯、粘結(jié)劑和尼 龍12的三層材料，接頭為聚氨酯類熱塑性彈性體材料。
2. 如權(quán)利要求1所述的排水管，其特征是聚丙烯、粘結(jié)劑和尼龍12的水管與TPU粘接 尺寸范圍在1〇mm?15謹。
3. 權(quán)利要求1的排水管的制備方法，其特征是直接將聚氨酯類熱塑性彈性體注塑至擠 出成型聚丙烯、粘結(jié)劑和尼龍12的基體材料上成型。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是將聚氨酯彈性體類彈性體在100-120°C的干 燥箱里烘干2-3小時；用三段式立式注塑機進行注塑，料筒溫度從上至下設(shè)定為：165°C? 185°C，180°C?200°C，170°C?190°C;保壓時間為5?10s、保壓壓力15?20Mpa、背壓1? 3Mpa ;進行 80°C X lOmin 熱處理。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是PP/Tie/PA12三層尼龍管的制備方法為： 內(nèi)層PP設(shè)定的擠出機各階段的溫度為：機筒一區(qū)溫度190?210°C，機筒二區(qū)溫度 200?220°C，機筒三區(qū)溫度為210?230°C，機筒四區(qū)溫度為220?240°C，機頭一區(qū)溫度 為230?250°C，機頭二區(qū)溫度為230?250°C，機頭三區(qū)溫度為230?250°C，口模溫度設(shè) 定為230?250°C ; 中間層Tie設(shè)定擠出機各階段的溫度為：機筒一區(qū)溫度190?210°C，機筒二區(qū)溫度 200?220°C，機筒三區(qū)溫度為210?230°C，機筒四區(qū)溫度為220?240°C，機頭一區(qū)溫度 為230?250°C，機頭二區(qū)溫度為230?250°C，機頭三區(qū)溫度為230?250°C，口模溫度設(shè) 定為230?250°C ; 外層PA12設(shè)定擠出機各階段的溫度為：機筒一區(qū)溫度210?230°C，機筒二區(qū)溫度為 220?240°C，機筒三區(qū)溫度為230?250°C，機筒四區(qū)溫度為230?250°C，機頭一區(qū)溫度 為230?250°C，機頭二區(qū)溫度為230?250°C，機頭三區(qū)溫度為230?250°C，口模溫度設(shè) 定為230?250°C。
【文檔編號】B60R13/07GK104494532SQ201410831518
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】張洪起, 薛俊芳, 王娟, 張洪亮 申請人:天津鵬翎膠管股份有限公司