[发明专利]车用注塑接头一体的尼龙天窗排水管及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种车用注塑接头一体的尼龙天窗排水管及制备方法；注塑接头为TPU的尼龙天窗排水管。

背景技术

随着我国交通事业的飞速发展，汽车逐渐进入了家庭，人们对汽车产业的舒适度、轻量化、环保的呼声日益高涨。汽车天窗是现在很多车辆都配置的零部件，能够有效的使车内空气流通，增加新鲜空气的进入，为车主带来健康、舒适的享受。目前，大多汽车用天窗排水管使用PVC材料，日用聚氯乙烯塑料中的增塑剂，主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等，这些化学品都有毒性，聚氯乙烯的防老剂硬质酸铅盐也是有毒的。PVC随温度影响较大，同样硬度的PVC在冬天和夏天装配时手感均不一致，且在夏天容易出现打褶现象，目前市场上的天窗排水管存在打塞和排水不畅的现象，部分汽车更是出现渗透到汽车内的现象，多是打褶堵塞造成。

发明内容

目前很多汽车软管类都可以采用环保型树脂类替代PVC软管。本发明涉及到用环保树脂类天窗排水管替代PVC天窗排水管。

由于天窗排水管与大气连通，PVC天窗管通常直接与汽车对手件连接，但是受冷热温度影响PVC会出现装配困难现象，且在生产过程中容易出现有毒气体，对人体有伤害，影响其在天窗上的使用性能。考虑选用耐水性能好、耐温性能较佳的水管材料聚丙烯(PP)、粘结剂(Tie)和尼龙12(PA12)三层材料(由内向外)以及具有有量高弹性、耐磨性、耐冲击性能的聚氨酯弹性体类(TPU)注塑材料替代。PP/tie/PA12三层材料具有优异耐水性、耐温稳定性、耐候性性能，但因产品模量大，需要与接头TPU注塑粘结才能与汽车对手件很好的连接。TPU受温度影响小，装配手感不会随天气的变化引起太大的差异，能够很好解决PVC管冬天装配困难。

天窗排水管分为两部分组成：车身内部的直管结构以及连接在对手件上的排水接头结构。车身内部的直管结构要求为优良的耐水性、耐候性、耐温稳定性；连接在对手件上的接头材料要求为优良的弹性、耐磨性、耐冲击性、耐水性。

为满足天窗排水管达到环保、耐水性、耐温稳定性，且成品率大于90％、拔脱力大于150N的标准下，我们开发研制了一种新结构的天窗排水管并且在裸露在大气环境下可以长期使用。车身内直管结构为PP/Tie/PA12材料，采用挤出工艺；连接对手件的排水接头结构选用TPU类弹性体，采用注塑工艺。此产品突出了轻量化、耐温稳定性、耐候性、耐水性、易于装配等优势。

本发明的技术方案如下：

一种汽车用注塑接头一体的尼龙天窗排水管，排水管为聚丙烯、粘结剂和尼龙12的三层材料，接头为聚氨酯类热塑性弹性体材料。

是聚丙烯、粘结剂和尼龙12的水管与TPU粘接尺寸优选范围在10mm～15mm。直接将聚氨酯类热塑性弹性体注塑至挤出成型聚丙烯、粘结剂和尼龙12的基体材料上成型。

选取PP/Tie/PA12三层尼龙管；将PP/Tie/PA12插入定位稍中，定位于注塑模具上。

将聚氨酯弹性体类弹性体在100-120℃的干燥箱里烘干2-3小时；用三段式立式注塑机进行注塑，料筒温度从上至下设定为：165℃～185℃，180℃～200℃，170℃～190℃；保压时间为5～10s、保压压力15～20Mpa、背压1～3Mpa；进行80℃×10min热处理。

其中PP做内层较许多工程塑料类原材料有明显的耐水性，PA12做外层可以起到很好的耐候性和耐化学性，注塑接头TPU具有极佳的弹性、耐磨性、耐冲击性能。两种材料均具有良好的耐温稳定性和耐水性。此产品突出了轻量化、耐温稳定性、耐候性、耐水性、易于装配等优势。

此发明的难点在于PP/Tie/PA12(由内向外)与TPU的粘接问题，并且还需要达到标准要求的附着力。通过选择合适的外层PA12和TPU类原材料及调整注塑机的工艺参数，使产品性能达到标准。

由于TPU弹性体类吸水性较高，料筒加热过程中，弹性体颗粒中的水分会导致弹性体热裂解造成产品物理性能下降，从而严重影响粘接性。因此，TPU在使用过程中要保持干燥状态。且过高的注塑压力虽然可提高制品表面的光亮度，但会造成尺寸收缩。则注塑压力应设定为能够注满型腔的最小压力以获得最佳外观和尺寸的数值。

本发明在不使用粘接剂直接将聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)注塑至挤出成型PP/Tie/PA12(由内向外)基体材料上成型。本发明提供的工艺参数，产品成品率达到95％以上，部分收缩率仅为4.2％。PP/Tie/PA12(由内向外)与TPU之间的粘接强度用拔脱力来表征，达到150N以上，实现了较好的粘接。