摘要：分析了半固化紡織綿氈、麻纖維板、PP和PU等不同材質(zhì)、不同結(jié)構(gòu)的復(fù)合基材在汽車內(nèi)飾頂棚方面的應(yīng)用情況，研究、對比了各種基材頂棚的吸音性能等各項物理、力學(xué)綜合性能，著重介紹了PU基材頂棚的各項性能指標(biāo)，并與某合資品牌車型標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對比、分析，為各類車型汽車內(nèi)飾頂棚基材選擇提供參考。

關(guān)鍵詞：汽車內(nèi)飾頂棚 PU基材 PP基材

1前言

汽車內(nèi)飾頂棚是汽車不可缺少的重要內(nèi)飾零部件之一，是用不同種類的非金屬材料復(fù)合模壓制成，具有良好的吸音/隔熱性能和獨特的裝飾效果，并能夠滿足汽車在裝配線上快速裝配的需要。

內(nèi)飾頂棚不僅是裝飾部件，而且還是要求很高的功能性部件。除了對車廂內(nèi)的造型設(shè)計起到裝飾效果外，關(guān)鍵是對外界的高溫、高熱、高噪聲的環(huán)境能起到隔熱、隔音或吸音的作用，保持舒適的駕乘環(huán)境；同時，內(nèi)飾頂棚還具有一定的緩沖功能，能夠在意外發(fā)生時對駕乘人員進(jìn)行保護(hù)。可見，頂棚內(nèi)飾的材料選擇必須兼顧多方面因素。通常情況下，從安全角度考慮，剛性材料不能吸能，承受的力隨著變形量的增加而增加，材料不能在碰撞全過程中保護(hù)乘員；有些材料雖然滿足力和變形的要求，但反彈力很大，吸能能力很差，也不適合做內(nèi)飾。因此，頂棚基材材料的選擇至關(guān)重要，必須根據(jù)頂棚性能的不同要求來確定。

2各種基材在汽車內(nèi)飾頂棚方面的應(yīng)用

2.1 半固化紡織棉氈基材

半固化紡織棉氈又稱熱固性紡織棉氈，屬于再生纖維基材。半固化紡織棉氈的主要原材料來源于服裝工業(yè)的下腳料，雖然綜合性能稍差，但由于料源充足、價廉易得，曾被廣泛使用，國內(nèi)南汽依維柯輕型車、二汽EQ153 平頭載貨車、天汽TJ1041 輕型車、東南汽車戈藍(lán)等均使用過。隨著人們對乘用車的氣味和VOC等散發(fā)性能關(guān)注度的提高以及車型的更新?lián)Q代，這類基材逐漸被麻纖維板基材、PP基材和PU基材所取代。半固化紡織棉氈的成型物質(zhì)為熱固性酚醛樹脂，生產(chǎn)過程會釋放出大量的刺鼻難聞氣味，造成環(huán)境污染。目前除個別低端車型或農(nóng)用車使用外，很少有汽車廠家使用。雖然環(huán)氧系列等環(huán)保型棉氈也有研究，但由于頂棚有一定的剛性要求，目前環(huán)氧樹脂棉氈的力學(xué)性能遠(yuǎn)不及酚醛樹脂棉氈。用半固化紡織棉氈制造內(nèi)飾頂棚的生產(chǎn)工藝流程見圖1。

2.2 麻纖維板基材

麻纖維板是將黃麻纖維和玻璃纖維混合后，通過氣流成網(wǎng)或梳理成網(wǎng)后再擺動鋪網(wǎng)針刺到一起，然后壓板定型而成。麻纖維板的特點是強度高、深度拉伸性能好，內(nèi)飾頂棚定型后棱角分明，中、高頻吸音效果良好，而且具有價格競爭優(yōu)勢；但85℃以上的耐溫性能、疏水性能、耐霉變性能較差，密度較大，不符合輕量化、節(jié)能降耗的發(fā)展要求，現(xiàn)大多用于面包車、客車和載貨車，在轎車類頂棚的應(yīng)用已逐步被PU基材所取代。

2.3 PP 基材

內(nèi)飾頂棚用PP基材（歐洲稱為輕質(zhì)GMT復(fù)合材料、日韓稱為KP-sheet）是以熱塑性PP 為基體、以長玻璃纖維或連續(xù)纖維氈為增強材料的復(fù)合材料。濕法工藝PP基材是由發(fā)泡聚丙烯與玻璃纖維混合、脫水后、加熱輥壓復(fù)合而成，干法工藝PP基材是由聚丙烯纖維與玻璃纖維混合、梳理鋪網(wǎng)、針刺、加熱輥壓復(fù)合而成。PP基材在200～210℃條件下加熱50～120s，膨脹后被傳送到內(nèi)飾頂棚冷模具保壓定型，保壓時間20～45s，PP基材內(nèi)飾頂棚制作示意圖見圖2，頂棚結(jié)構(gòu)見圖3。

PP 基材內(nèi)飾頂棚具有良好的剛性、尺寸穩(wěn)定性、散發(fā)性能和耐氣候老化性能，是基板厚度為1.5~4.0mm內(nèi)飾頂棚的理想材料；但因其吸音性能和隔熱性能略低于PU 基材頂棚、成本比PU基材高5%~10%，因此市場占有率僅為20%左右。隨著人們對車內(nèi)氣味和VOC關(guān)注度的提高，PP基材在頂棚上的應(yīng)用將越來越多。

2.4 PU 基材

PU復(fù)合基材既有PU發(fā)泡板材的質(zhì)量輕、尺寸穩(wěn)定、吸音、隔熱及良好的緩沖性能等優(yōu)點，又具有玻纖的剛性、PU 的可塑性等優(yōu)勢，因此已成為內(nèi)飾頂棚性價比最高的基材而被廣泛使用，占據(jù)著80%左右的市場份額，其生產(chǎn)工藝流程見圖4。

PU 基材內(nèi)飾頂棚綜合性能指標(biāo)優(yōu)良，顯著特點如下。

a.PU基材是目前不可多得的內(nèi)飾頂棚用輕量化基材之一，其密度通常是紡織棉氈、麻纖維板的60%~90%，符合汽車行業(yè)輕量化發(fā)展趨勢。

b.力學(xué)性能優(yōu)良，沒有明顯的劣勢指標(biāo)，由表1 某款韓系車PU 基材內(nèi)飾頂棚性能測試結(jié)果（測試方法按MS257-13）可以看出，測試的性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于額定值。

c.吸音性能超強。圖5是用駐波管法檢測在相同工藝條件下、用不同厚度PU板生產(chǎn)的內(nèi)飾頂棚的吸音性能的結(jié)果，并以某款合資品牌車型的吸音標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，PU基材內(nèi)飾頂棚的吸音性能遠(yuǎn)高于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求；PU基材厚度越大，吸音效果越好。

圖6是用混響室法檢測同等厚度、同樣結(jié)構(gòu)面料、不同基材生產(chǎn)的內(nèi)飾頂棚的吸音性能結(jié)果，并以某款合資品牌車型的吸音標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，PU基材內(nèi)飾頂棚和麻纖維基材內(nèi)飾頂棚的吸音性能遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求，各類基材內(nèi)飾頂棚吸音性能按優(yōu)劣順序排序：PU>麻纖維>瓦楞紙板>PP。

3不同基材內(nèi)飾頂棚的特點

盡管成型內(nèi)飾頂棚的材料種類很多，生產(chǎn)工藝技術(shù)也不相同，但內(nèi)飾頂棚主要由面飾層和骨架層兩部分組成。面飾層主要起裝飾作用，有PET無紡布、無紡布+泡棉、針織+泡綿、針織+泡棉+底布、PVC 面飾層、PVC 面飾+泡棉+底布等結(jié)構(gòu)；骨架層起自支撐作用，也是實現(xiàn)頂棚形狀和性能的關(guān)鍵層，同時對成本影響也較大?，F(xiàn)在市場上使用的內(nèi)飾頂棚基材種類分為半固化紡織棉氈基材、瓦楞紙板基材、麻纖維基材、PP 基材、PU 復(fù)合基材等。不同基材內(nèi)飾頂棚的性能對比見表2。

4結(jié)束語

綜上，結(jié)合不同結(jié)構(gòu)汽車內(nèi)飾頂棚復(fù)合基材的特點，分析了各種基材的性能和應(yīng)用情況。為選擇綜合性能滿足要求的結(jié)構(gòu)基材，應(yīng)該在了解不同基材性能特點的同時，緊密結(jié)合高、中、低檔各類車型內(nèi)飾頂棚具體的性能要求，才能達(dá)到提高產(chǎn)品市場競爭優(yōu)勢的目的。