一种构造隔热体系的方法及其隔热体系

摘要

本发明提供一种构造隔热体系的方法，包括如下步骤：S1，提供一种多孔填料，所述多孔填料的粒径不大于100目，孔隙率不小于40%；S2，提供一种耐高温粘结剂；S3，将所述多孔填料分散于所述耐高温粘结剂中形成分散体系；S4，将所述分散体系涂刷于模具上；S5，加热所述模具并使耐高温粘结剂凝固成型从而形成隔热体系。本发明还提供一种通过上述方法构造而成的隔热体系。本发明在无需成膜的模具局部区域的表面构造隔热体系，采用多孔结构与耐高温材料相结合的思路，成功地在模具局部合理有效地构建隔热体系，从而无需在成型后再将多余的表皮挖出抛弃，大大节省了原料和降低了生产成本。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车工业技术领域，更具体地涉及一种构造隔热体系的方法及其隔热体系。 

背景技术

近年来，我国汽车工业迅猛发展，随着需求量的增大和用户要求的提高，汽车相关产品的生产工艺也在不断改进。以搪塑工艺为例，该工艺由其制造出的产品手感好，视觉效果佳和产品工艺限制少等特点，被广泛用于中高档汽车内饰件的制作。搪塑工艺所需的原料主要为PVC粉末及TPU粉末，其中PVC以其成本低和工艺性好的优势，在目前的搪塑产品中占主导地位。搪塑用PVC粉末以改性聚氯乙烯PVC粉末为主体成分，加入增塑剂、分散剂、抗老化剂及稳定剂等多种成分的组分原料。 

搪塑又称为涂凝成型，在搪塑工艺中，由于搪塑模具、粉盒Adapter形状的限制，一般都有一定程度的废料边，而且为了简化工艺和模具、粉盒Adapter的制作方便，一般都采用增大废料边的方式，即在原本不需要搪塑表皮的区域也形成了表皮。例如，日本专利申请JP2000108148A具体公开了在辅助模具上特别容易形成多余的突出部分，该突出部分需要在后续步骤中进行切除，这也就造成了搪塑粉末的浪费和生产成本的提高。 

在此基础上，人们一直致力于在不需要形成搪塑表皮的区域构筑隔热体系，从而实现该区域的不成膜（即不形成表皮或者仅形成很薄的表皮），从而降低生产成本。以上述日本专利申请JP2000108148A为例，其具体涉及将耐热片材粘合在模具的不需要成膜的区域上，该耐热片材具体为硅橡胶弹性体。此外，还有一些其他的文献同样报道了例如石棉等单一材料来构造隔热层的方法。 

通过实验不难发现，虽然例如硅橡胶弹性体等的耐热材料具有导热系数小的特点，但是其仍然存在问题。耐热材料由于其导热系数小，在搪塑工艺 的初始过程中，耐热材料的升温速度比模具（例如镍壳）的升温速度慢，因此上述现有技术中提供的耐热材料在短时间确实能够提供低温，被耐热材料覆盖的区域相应地在初始阶段确实不会形成搪塑膜。但是，随着搪塑工艺的连续进行，耐热材料不断积蓄能量，温度不断上升，渐渐与周围模具的温度接近，此时，由于耐热材料的降温速度却比模具的降温速度慢，不再起到隔热而使该区域不成膜的作用。因此，现有技术中的单纯采用耐热材料的设计思路无法有效实现废料区域不形成表皮的目的。然而，随着国内搪塑工业的不断发展以及国家对企业降本增效要求的不断提高，构建合理有效的隔热层实现搪塑膜生产过程中废料区域不成膜，已是迫在眉睫的行业技术难题。 

发明内容

为了解决上述现有技术存在的无法有效实现废料区域不形成表皮的问题，本发明旨在提供一种构造隔热体系的方法及其隔热体系。 

本发明所述的构造隔热体系的方法，包括如下步骤：S1，提供一种多孔填料，所述多孔填料的粒径不大于100目，孔隙率不小于40%；S2，提供一种耐高温粘结剂；S3，将所述多孔填料分散于所述耐高温粘结剂中形成分散体系；S4，将所述分散体系涂刷于模具上；S5，加热所述模具并使耐高温粘结剂凝固成型从而形成隔热体系。 

根据本发明所提供的上述方法，通过多孔填料使得最终形成的隔热体系具有中空结构，同时，通过将多孔填料分散于耐高温粘结剂中使得最终形成的隔热体系具有大体均匀分布的中空结构，从而使得根据本发明的方法提供的隔热体系具有贮存热量少，散热很快的效果。另外，通过耐高温粘结剂将离散的多孔填料形成一个整体，从而在多孔填料的表面形成表面张力小的连续膜，从而利用力学原理减小粒子（例如搪塑工艺中的PVC粉末）在其表面的粘附。同时，由于所述分散体系通过涂刷而实现在模具上的分布，这也就确保了本发明所提供的方法的隔热体系在模具上附着性，均匀性和适应性。与相对的喷涂相比，通过涂刷步骤附着在模具上的隔热体系的附着性较好，分布较为均匀，而且不必限制模具的隔热面的朝向。例如，喷涂通常要求涂料较稀，当模具的隔热面朝下时，流淌性较好的较稀的涂料无法覆盖在模具上。其中，粒径和孔隙率的选择确保了多孔填料可以更好地分散于隔热体系 中，从而确保良好的隔热效果。在一个优选的实施例中，该模具被提供为搪塑工艺所使用的镍模，但是应该理解，在其他领域中同样可以按照上述方法来形成隔热体系，从而达到形成隔热层的目的。 

优选地，在所述步骤S1中，所述多孔填料被提供为选自：多孔硅藻土，多孔膨润土，多孔镁皂石和多孔钛酸钾晶须。多孔填料由于其导热系数小，能够实现升温慢而降温快，从而满足隔热要求。所提供的多孔填料由于结构孔隙率高，贮藏的热能少，当模具从炉腔取出时，能够将材料本身携带的热量快速散失，同时由于其多孔结构的原因，比热容小，散失相同的热量，则降低更多的温度，一般10秒左右温差在20-30摄氏度。从而实现覆盖隔热体系部分的温度低于周围模具的温度。而其它隔热材料，例如石棉、有机多孔材料和二氧化硅气凝胶等，由于石棉有毒、不环保、硬度低；有机多孔材料耐热性差、机械性能差、不耐磨；二氧化硅气凝胶在粘结时，孔道大部分被堵塞，无法达到好的隔热效果，所以都不适用。 

优选地，所述多孔硅藻土为改性多孔硅藻土。该改性多孔硅藻土价格低廉，进一步降低生产成本。 

优选地，在所述步骤S2中，所述耐高温粘结剂被提供为能够耐温400℃的粘结剂。该耐高温粘结剂的应用使得多孔填料按照实际应用情况固定成型。 

优选地，在所述步骤S3中，所述多孔填料与所述耐高温粘结剂的质量比为1:0.1～0.3。该质量比的多孔填料可以充分分散于耐高温粘结剂中。通过实验我们发现，耐高温粘结剂的质量分数越高，隔热体系的隔热效果越差，相对应地，耐高温粘结剂的质量分数越低，即多孔填料的质量分数越高，隔热体系中的孔隙率越高，其隔热效果越好。但是，如果多孔填料与耐高温粘结剂的质量比低于1:0.1，则粘结不好，无法在模具上形成有效的隔热体系。如果多孔填料与耐高温粘结剂的质量比高于1:0.3，则隔热效果欠佳。应该理解，虽然低于或高于上述值的效果欠佳，但是与现有的单一的耐热材料相比，仍然具有巨大的优势。另外，通过上述优选的质量比的选择，同样确保了本发明所提供的方法的隔热体系在模具上附着性和适应性。该优选的质量比的分散体系粘度大，甚至当模具的隔热面朝下时，也能实现隔热体系在模具上的有效覆盖。 

优选地，利用刷毛细腻的刷子进行所述涂刷操作。 

优选地，所述刷子为狼毛刷。 

本发明所述的隔热体系，其通过上述方法构造而成。 

优选地，所述隔热体系的厚度为2mm-4mm。与现有的隔热体系相比，根据本发明所述的厚度特别低，从而通过较低的厚度来实现较好的隔热效果。实验表明，为了提供与本发明相同的隔热效果，常规的例如石棉的厚度通常达到20-40mm。 

优选地，所述隔热体系的莫氏硬度大于6H，耐磨性满足连续生产100模隔热材料表面无变化。 

本发明在无需成膜的模具局部区域的表面构造隔热体系，采用多孔结构与耐高温材料相结合的思路，成功地在模具局部合理有效地构建隔热体系，从而无需在成型后再将多余的表皮挖出抛弃，大大节省了原料和降低了生产成本。 

具体实施方式

下面给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。 

实施例1 

将改性多孔硅藻土分散在耐高温粘结剂中，充分分散后，将分散体系涂布在镍壳模具上，加热，使耐高温粘结剂干燥、凝固成型，即可获得隔热体系。其中，改性多孔硅藻土的粒径为100目，孔隙率为40%。改性多孔硅藻土与耐高温粘结剂的质量比例为：1:0.1。涂刷时要注意采用刷毛细腻的刷子，确保隔热体系表面光滑，平整。所形成的隔热系统的厚度为2mm。该隔热体系与周围镍壳模具的温差在多次加热后保持为29摄氏度，并且莫氏硬度大于6H，耐磨性满足连续生产100模隔热材料表面无变化。 

实施例2 

将多孔膨润土分散在耐高温粘结剂中，充分分散后，将分散体系涂布在镍壳模具上，加热，使耐高温粘结剂干燥、凝固成型，即可获得隔热体系。涂刷时要注意采用刷毛细腻的刷子，确保隔热体系表面光滑，平整。其中，改性多孔膨润土的粒径为90目，孔隙率为50%。多孔膨润土与耐高温粘结剂 的质量比例为：1:0.2。所形成的隔热系统的厚度为4mm。该隔热体系与周围镍壳模具的温差在多次加热后保持为25摄氏度，并且莫氏硬度大于6H，耐磨性满足连续生产100模隔热材料表面无变化。 

实施例3 

将多孔镁皂石分散在耐高温粘结剂中，充分分散后，将分散体系涂布在镍壳模具上，加热，使耐高温粘结剂干燥、凝固成型，即可获得隔热体系。涂刷时要注意采用刷毛细腻的刷子，确保隔热体系表面光滑，平整。其中，多孔镁皂石的粒径为80目，孔隙率为50%。多孔镁皂石与耐高温粘结剂的质量比例为：1:0.3。所形成的隔热系统的厚度为3mm。该隔热体系与周围镍壳模具的温差在多次加热后保持为27摄氏度，并且莫氏硬度大于6H，耐磨性满足连续生产100模隔热材料表面无变化。 

实施例4 

将多孔钛酸钾晶须分散在耐高温粘结剂中，充分分散后，将分散体系涂布在镍壳模具上，加热，使耐高温粘结剂干燥、凝固成型，即可获得隔热体系。涂刷时要注意采用刷毛细腻的刷子，确保隔热体系表面光滑，平整。其中，多孔钛酸钾晶须的粒径为70目，孔隙率为60%。多孔钛酸钾晶须与耐高温粘结剂的质量比例为：1:0.15。所形成的隔热系统的厚度为4mm。该隔热体系与周围镍壳模具的温差在多次加热后保持为28摄氏度，并且莫氏硬度大于6H，耐磨性满足连续生产100模隔热材料表面无变化。 

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。