文档介绍：1 绪论
课题研究背景
随着汽车工业的迅速发展,注塑工艺已发展为汽车用塑料件生产的最重要的技术
之一。在众多的注塑工艺产品中,聚氨酯(PU)发泡制品在汽车行业中的应用得到越
来越广泛。聚氨酯泡沫制品可用于生产汽车的顶篷、地毯、方向盘、仪表板、座椅、
保险杠等产品。同时,汽车用聚氨酯发泡制品产量的增加,对聚氨酯发泡工艺提出了
更高的要求[1] 。.
在聚氨酯发泡工艺中,反应注射成型(RIM)成为近年来颇受关注的一个焦点,
并且被广泛应用到工业生产中。1989 年全世界耗用聚氨酯基 RIM 约 131000t,其中美
国约占 %,日本约 %,欧洲占 %;1992 年美国用量为 89000t,1993 年
为 96000t,1994 年为 105000t。美国聚氨酯 RIM 在非运输部门的应用比例已达到 36%
以上。[2]
在市场不断扩大的形势下,聚氨酯 RIM 工艺的发展和更新也得到了极大的推动。
一种在聚氨酯模塑成型中加入长纤维增强的加工工艺已由 Krauss-Maffei 公司开发成
功, 称作 LFI-PUR 体系, 并已作为商标登记。本次的课题就是在使用 LFI 工艺的汽车
内饰生产的实际工程项目的背景下完成的。
反应注射成型
反应注射成型的定义
反应注射成型(Reaction Injection Molding)简称 RIM,是直接从低粘度的单
体或齐聚物快速大批量制造复杂制件成品的一种工艺技术。这些单体或齐聚物在进入
模腔前的瞬间碰撞混合,在模腔中通过交联或相分离形成固体聚合物。制件成型周期
极短,一般几分钟,最快的体系如聚脲 RIM 的成型周期不足 1 分钟。[2]
反应注射成型的发展史
RIM 技术是在制备聚氨酯硬质泡沫塑料工艺的基础上发展起来的。50 年代人们用
低压机使料液回转混合制备聚氨酯弹性体和聚氨酯泡沫塑料。1967 年德国 Bayer 公司
的 Baydur 问世。1969 年首次报导用高压碰撞混合生产聚氨酯泡沫塑料,出现第一台
具有自清净和循环混合头的 RIM 设备。197 4 年美国大量采用 RIM 工艺生产大型聚氨酯
制件。1979 年用玻璃纤维增强的聚氨酯 RIM 生产汽车挡泥板和车体板。1980 年玻璃
纤维增强的 SRIM 问世。1983 年尼龙 RIM 开始小量生产。1984 年聚脲 RIM 开发成功。
80 年代初先后报导了聚双环戊二烯 RIM、丙烯酸酯 RIM、环氧 RIM、酚醛 RIM 和不饱
和聚酯 RIM 等的开发工作。
我国在 80 年代初引进 RIM 设备和原料生产方向盘、聚氨酯泡沫塑料,开始应用
RIM 技术。较系统进行 RIM 材料的开发工作开始于 1986 年,国家将聚氨酯 RIM 的开发
列入“七五”公关课题。1991 年国家组建 RIM 工程技术研究中心,将进一步推动我过
RIM 高新材料的开发和应用。
反应注射成型技术的特点
RIM 技术对比早期的塑料成型技术,具有下列优点:
a)RIM 是能耗最低的工艺技术之一,由于反应料液粘度低、模腔压力小、模温不高,
反应释放热,因此耗能少。
图金属与 RIM 等聚合物在合成和加工中的能耗比较
(单位:J/cm 3×6 )
b)RIM 的模腔压力小,约为 -。载模设备及模所需要的投资少。大型制件
所需的锁模设备投资一般比热塑性树脂注射成型的低。
c)RIM 所用的体系多种多样,如聚氨酯、聚脲、尼龙、双环戊二烯等。即使在同一体
系例如聚氨酯体系,其原料品种众多,选择的自由度大,可设计成不同结构,制
成物理性能范围极为宽广的聚氨酯 RIM 材料。弯曲模量从 200Mpa 至 1400Mpa,耐
温从 90℃至>200℃,从韧性好耐冲击的弹性体到刚性大耐冲击的 SRIM 结构材料,
密度从约 300kg/m 3 至 1400kg/m 3 材料,以满足不同要求。
d)易于制作薄壁、性能符合需要的制件,RIM 制件与很好的涂饰性。能制作出符合汽
车面要求的 A 级表面,表面没有漩纹。
e)反应料液粘度低,发泡制备微孔芯时同复杂形状模腔面及表面图案、花纹等接触
好,所得制件表面图案、花纹清晰,重现性好。
f)RIM 制件在有加强筋和插入件处的表面凹槽比 TIM 制件少。
g)RIM 成型过程中嵌入件及增强材料紧密结合,反应后形成整体件,减少制件的装配
费用。
h)RIM 工艺生产率高,生产大批量、大尺寸的制件尤为经济。
i)可用厚的加强筋,RIM 可制造壁厚