真空吸附分析和总结.docx

引言

在过去的5年间，我国的汽车产量平均增长了24%。2006年全国的汽车销售量达到700万辆[1]；2007年中国汽车销售达到879.15万辆、生产888.24万辆，同比增长22.02%；2008年中国汽车生产934.5万辆，同比增长5.2%，

2009年中国汽车生产更是突破千万大关，达1364.5万辆，同比增长4.6%。汽车工业具有明显的技术密集、资金密集、综合性能及附加值高、经济效益好的特点，围绕汽车生产的发展可以带动大量零部件生产企业以及原材料工业的发展，也带动了汽车内饰加工业的飞速发展。

真空吸附是汽车内饰件的重要生产方法之一，凯旋的车门内饰板就是这样生产的，车门内饰板的基材是PP材料，基材起骨架支撑作用，表皮为聚氯乙烯(PVC)压延膜，将表皮真空吸附到基材上。在实际生产中由于材料、工艺、环境等因素影响，产品会产生开胶、表皮破裂、褶皱、气泡等缺陷等质量问题。在此针对上述质量问题的产生原因提出相应解决方法。

工艺分析

真空吸复过程的主要影响因素有胶水活化温度、表皮温度、真空压力、保压冷却时间4个参数。

胶水活化温度

胶水的粘接性能直接影响到粘结效果的好坏，在此选用的是西卡9539胶水（SIKA9539）。将车门内饰板基材(PP材料)通过火焰处理，使其表面张力达38达因以上，再将西卡胶均匀喷涂在基材上，使胶水成点状分布（见图1）。根据胶水活化温度图（见图2），可知胶水活化温度在70℃，即西卡胶水在70℃时粘接力最好【2】。

表皮温度

PVC表皮温度是整个真空吸附过程的关键因素。PVC表皮的适宜温度是由聚氯乙烯压延膜的性质和粘接剂的性质共同决定的。由PVC表皮性质可知PVC表皮的烘烤温度不能太高，高于160℃，PVC表皮会发生分解，产生刺激性气味；也不能太低，太低则PVC表皮不会有足够的软化变形，达不到成型要求，合理的加热温度应该接近它的塑化温

度。但不超过塑化温度。此外，由于PVC表皮的热稳定性较差，要在烘烤中让PVC表皮以较快的速度达到变形温度，在较短的时间内成型、冷却，对PVC表皮保持其原有的特性有好处[3]。

真空压力

真空压力越大PVC表皮与PP基材的粘接效果越好，目前的真空泵很容易提供负压为0.09MPa以上的真空度，但由于连续生产过程的不连续性真空度会有很大波动，经验值是真空度不小于负压为0.08MPa，且采用两个真空泵抽真空（见图3），且增加真空罐进行储气，以减小连续生产时真空度的波动。

保压冷却时间

PVC表皮与PP基材粘接需在一定压力下保持一段时间后才能有较高的初始粘接力，因此真空吸附必须经过保压冷却才能出模。由于此过程是在模具上完成的，保压冷却时间过长就会影响生产效率，过短又会影响粘接效果，易产生表皮与基材分离的缺陷[4]。

缺陷分析

开胶

开胶是真空吸附常见的缺陷之一，PVC表皮与PP基材在真空吸附后，PVC表皮的内应力在冷却保压时间内释放不足，在存放和使用中有收缩的趋向，在拉伸变形较大的凹陷区收缩应力拉脱粘接界面形成开胶缺陷。开胶缺陷产生的原因主要为火焰处理不好基材PP是一种广泛使用的聚合物，PVC表皮通过西卡胶水与之粘结。PP价格低廉,耐腐蚀，具有高的比强度。它是一种半结晶结构，且其中的晶体通常为球形。通过原子力显微镜测量，PP塑料表面粗糙度一般在7~15nm之间。火焰处理技术利用高温（1000℃以上）气体火焰，使空气中的粒子离子化。其中等离子体中的高能

粒子(尤其是电子)撞击材料表面引起塑料表面的刻蚀，再加上等离子体处理后产生的自由基和杂质的迁移造成表面结晶成分的生长，使得材料表面粗糙度变大（一般大于40nm），增加材料表面吸附力。此外，通过介质阻挡放电产生的空气等离子体中含有的大量的高能粒子(如电子、中子等)和活性基团，如N2、N+、OH和HO2等。其中，电子由于质量小在电场中具有很高的速度,对打断高聚物分子链，产生断键具有重要作用。通常，介质阻挡放电中电子的平均能量大于聚丙烯中的C-C键和C-H键的键能，因此,高能电子能断开聚丙烯分子键，在表面产生不饱和键。这些不饱和键除了与等离子体中的活性基团发生各种化学反应外,还会在处理后的一段时间内吸附空气中的氧和水。这些都会在聚合物表

面生成各种含氧的极性亲水基团,如羧基、羟基等，从而大大增加了材料表面张力，使PVC表皮更牢固的粘结在基材

PP上。

因为PP为非极性材料，吸附力很差，所以必须进行火焰处理，且要用达因笔进行测试，使其表面张力达38达因以上（见图4、图5）。若表面张力低于38达因，则很容易产生开胶缺陷。

表皮破裂

表皮