一种汽车用线束包覆组装工艺的制作方法

1.本发明涉及线束包覆技术领域，尤其涉及ipc h01b13领域，更具体地，涉及一种汽车用线束包覆组装工艺。


背景技术：

2.现有技术中，对于汽车线束包覆方法大多采用手工或者半手工，自动化率差，人力成本高，而且线束采用一体化模式，每种尺寸就需要一种模具，模具使用率低，进一步增加了生产成本，此外，线束材料阻燃性能和耐磨性能较差，力学强度低，无法满足汽车用线束的性能需求。
3.现有技术中，授权公告号为cn106716553b的专利申请文件，公开了电线包覆材料用组合物、绝缘电线以及线束，选用聚烯烃作为主要材料来制备电线包覆材料用组合物，所述电线包覆材料用组合物耐热性能好，且柔软性高，方便操作，但是其力学强度和耐磨性能较差。
4.授权公告号为cn105264615b的专利申请文件，公开了电线包覆材料用树脂组合物及绝缘电线以及线束，通过加入聚砜类树脂、芳香族聚酯树脂、聚酯弹性体、具有与羧基或羟基反应的反应性官能团的化合物，制得的绝缘电线具有高温耐油性、耐磨损性且伸长率优良，但是其最佳成型温度高，成本较高，且阻燃性较差。
5.因此，研发一种自动化率高、成本低的汽车用线束包覆组装工艺，且制备出的线束阻燃效果好、力学性能优异成为了本领域技术人员研发的重点。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明第一方面，提供了一种汽车用线束包覆组装工艺，其步骤如下：
7.s1、制备填充胶料；
8.s2、梳理线束分支，模具清洗干净；
9.s3、将线束放入模具中，控制模具温度，将填充胶料预热后注入模腔中，待其固化；
10.s4、开模，将包覆有包覆物的线束脱模，并进行修剪；
11.s5、将修剪后的线束置于室温下，熟化后包装入库。
12.优选的，步骤s3中模具温度控制在45-55℃。
13.优选的，步骤s3中填充胶料预热温度在25℃以上。
14.优选的，所述步骤s3的具体步骤为：将线束放入模具中，控制模具温度，按重量比称取a料和b料，将其预热混合并高速搅拌10-30s后，迅速注入模腔中，待其固化。
15.在一些优选的方案中，步骤s3中所述模具温度控制在45-55℃，填充胶料的预热温度在25℃以上，能够在缩短反应时间的同时，还不影响产品力学性能。这可能是由于模具温度控制在45-55℃，填充胶料的预热温度在25℃以上，a料和b料的粘度降低，更有利于反应物之间的化学反应，从而加快了反应速率，缩短了反应时间。温度低反应进行慢，但是自动
化工艺流程中开模时间是一定的，所以会影响产品的骨架结构，而温度过高会增大产品的闭孔率，从而降低产品的力学性能。
16.优选的，所述填充胶料包括a料和b料。
17.优选的，所述a料，按重量份计，包括低聚物70-100份、阻燃剂9-30份、发泡剂1-10份、催化剂1-5份、扩链剂4-10份。
18.优选的，所述b料为异氰酸酯。
19.优选的，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、三甲基-1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷、二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或多种；进一步优选的，为二苯基亚甲基二异氰酸酯。
20.优选的，所述低聚物和异氰酸酯的重量比为(0.5-5)：1；进一步优选的，为2:1。
21.优选的，所述低聚物为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或多种；进一步优选的，为聚醚多元醇。
22.优选的，所述低聚物的官能度为1-5，在25℃下的粘度为500-1500mpa
·
s；进一步优选的，所述低聚物的官能度为3，在25℃下的粘度为860mpa
·
s。
23.申请人意外发现，选用官能度为1-5，在25℃下的粘度为500-1500mpa
·
s的聚醚多元醇作为原料来制备汽车用线束，不仅可以提高聚合物材料的加工性能，且当低聚物和异氰酸酯的重量比为(0.5-5)：1时，聚合物弹性体的抗拉强度高，断裂应变性能好。这可能是由于聚醚多元醇中的醚键内聚能较小，容易旋转，所以由此制备的电缆低温柔顺性和耐水解性好，易加工，而且与其他助剂和异氰酸的相容性高，但是其力学强度较低，无法满足汽车用线束的需求，当加入了一定量的异氰酸作为b料，且a料和b料的重量比为(0.5-5)：1时，两种材料交联作用，不仅能提高材料的抗拉强度和断裂应变等力学性能，还提高了材料的耐磨性，使得其能够很好的应用于汽车用线束。
24.在一些优选的方案中，所述低聚物可为市售，例如供应商陶氏化学生产的voranol 4701。
25.优选的，所述阻燃剂为二溴甲烷、三氯溴甲烷、三聚氰胺、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、三异丁酯、磷酸三氯代烷基酯中的一种或多种；进一步优选的，为三聚氰胺和磷酸三苯酯。
26.优选的，所述三聚氰胺和磷酸三苯酯的重量比为1：(1-3)；进一步优选的，为1:2。
27.申请人发现，选用磷酸三苯酯作为阻燃剂，可以提高电束的阻燃性能，这可能是由于磷酸三甲酯中含有多个氢键受体，能与含有羧基、羟基以及氨基等活性基团的聚醚多元醇和异氰酸反应，但是热稳定性较差且有一定的挥发性。申请人意外发现，在阻燃剂中加入三聚氰胺，且三聚氰胺和磷酸三苯酯的重量比为1：(1-3)时，两种材料协同作用，受热分解时在材料表面形成隔绝空气的炭层，进一步提高阻燃性能的同时，还提高了材料的热稳定性，减少了有害气体的挥发。
28.优选的，所述发泡剂为水、1，1-二氯-1-氟乙烷、1-氯-1,1-二氟乙烷、甲酸甲酯、七氟丙烷中的一种或多种；进一步优选的，为水。
29.优选的，所述催化剂为双二甲胺基乙基醚、二月桂酸二丁基锡、n,n-二甲基对甲苯胺、三亚乙基二胺、油酸亚锡和辛酸亚锡中的一种或多种；进一步优选的，为双二甲胺基乙基醚和三亚乙基二胺。
30.优选的，所述双二甲胺基乙基醚和三亚乙基二胺的重量比为1：(3-10)；进一步优选的，为1:5。
31.优选的，所述扩链剂为乙二醇、丁二醇、3,3
’‑
二氯-4,4
’‑
二苯基甲烷二胺、三乙醇胺、二乙醇胺中的一种或多种；进一步优选的，为三乙醇胺。
32.优选的，所述a料的制备方法，包括以下步骤：按重量比将a料各原料混合搅拌，搅拌温度在25℃以上，搅拌时间为5-30min，即得。
33.本发明的第二方面提供了所述汽车用线束包覆组装工艺在汽车的发动机线束、门后盖线束、高压线束、仪表线束中的应用。
34.有益效果：
35.1、通过选用官能度为1-5，在25℃下的粘度为500-1500mpa
·
s的聚醚多元醇作为原料来制备汽车用线束，可以提高聚合物材料的加工性能、回弹性和耐低温性。
36.2、通过选用重量比为(0.5-5)：1的低聚物和异氰酸酯，不仅能提高材料的抗拉强度和断裂应变等力学性能，还提高了材料的耐磨性，使得其能够很好的应用于汽车用线束。
37.3、步骤s3中所述模具温度控制在45-55℃，填充胶料的预热温度在25℃以上，能够在缩短反应时间的同时，还不影响产品力学性能。
38.4、通过选用重量比为1：(1-3)的三聚氰胺和磷酸三苯酯作为阻燃剂，进一步提高阻燃性能的同时，还提高了材料的热稳定性，减少了有害气体的挥发。
39.5、本发明所述汽车用线束包覆组装工艺模具采用拼接模式，能够组合使用，适合多种尺寸，还具有防夹线结构，不仅能实现较好的包覆效果，还提升了自动化率，节省人力成本，适合投入生产。
40.6、本发明所述汽车用线束包覆组装工艺制备出的线束阻燃效果好且无毒无害，力学性能高，耐磨性能高，耐高低温性能优异，可以应用在如发动机线束、门后盖线束、高压线束、仪表线束等汽车用线束中。
具体实施方式
41.实施例
42.实施例1
43.实施例1提供了一种汽车用线束包覆组装工艺，其步骤如下：
44.s1、制备填充胶料；
45.s2、梳理线束分支，模具清洗干净；
46.s3、将线束放入模具中，控制模具温度，按重量比称取a料和b料，将其预热混合并高速搅拌20s后，迅速注入模腔中，待其固化；
47.s4、开模，将包覆有包覆物的线束脱模，并进行修剪；
48.s5、将修剪后的线束置于室温下，熟化后包装入库。
49.步骤s3中所述模具温度控制在50℃。
50.步骤s3中所述填充胶料预热温度为30℃。
51.所述填充胶料包括a料和b料。
52.所述a料，按重量份计，包括低聚物80份、阻燃剂15份、发泡剂5份、催化剂2份、扩链剂5份。
53.所述b料为异氰酸酯。
54.所述异氰酸为二苯基亚甲基二异氰酸酯。
55.所述低聚物和异氰酸酯的重量比为2:1。
56.所述低聚物为聚醚多元醇。
57.所述低聚物的官能度为3，在25℃下的粘度为860mpa
·
s。
58.所述低聚物购买自供应商陶氏化学生产的voranol 4701。
59.所述阻燃剂为三聚氰胺和磷酸三苯酯。
60.所述三聚氰胺和磷酸三苯酯的重量比为1:2。
61.所述发泡剂为水。
62.所述催化剂为双二甲胺基乙基醚和三亚乙基二胺。
63.所述双二甲胺基乙基醚和三亚乙基二胺的重量比为1:5。
64.所述扩链剂为三乙醇胺。
65.所述a料的制备方法，包括以下步骤：按重量比将a料各原料混合搅拌，搅拌温度在30℃，搅拌时间为20min，即得。
66.本发明的第二方面提供了所述汽车用线束包覆组装工艺在汽车发动机线束上的应用。
67.实施例2
68.实施例2提供了一种汽车用线束包覆组装工艺，具体实施方式同实施例1。不同点在于，步骤s3中所述模具温度控制在60℃。
69.实施例3
70.实施例3提供了一种汽车用线束包覆组装工艺，具体实施方式同实施例1。不同点在于，所述低聚物和异氰酸酯的重量比为1:3。
71.实施例4
72.实施例4提供了一种汽车用线束包覆组装工艺，具体实施方式同实施例1。不同点在于，步骤s3中填充胶料未预热，填充胶料温度为10℃。
73.实施例5
74.实施例5提供了一种汽车用线束包覆组装工艺，具体实施方式同实施例1。不同点在于，所述阻燃剂为磷酸三苯酯。
75.性能测试方法
76.1、voc及有害气体测试
77.根据gmw 15634-2020测试标准，测试实施例1所制备的线束的voc及有害气体，结果记入表1：
78.表1实施例1得voc及有害气体测试结果
79.测试项目合格标准(μg/g)实施例1丙烯醛0.10丙酮0.10.1voc100svoc100物质分析0.10
80.2、阻燃性能
81.根据fmvss302测试标准，测试实施例1-5所制备的线束的阻燃性能，取样品102mm
×
356mm
×
厚度至少5块试样测试其燃烧速度，并将其平均值记入表2。
82.3、力学性能
83.根据din 53504测试标准，测试实施例1-5所制备的线束的抗张强度、断裂应变、100％定伸应力和300％定伸应力，每个实施例选取三个样品做平行试验，记录其平均值、标准差以及精密度，结果记入表2。
84.精密度/％(cv)＝标准差/平均值*100％，合格判定标准：cv(％)≤10％。
85.4、耐磨性能
86.对实施例1-5所制备的线束，参照导线耐刮磨试验，记录线束刮磨至破损次数，结果记入表2。
87.5、低温试验
88.对实施例1-5所制备的线束，将其放置在-40℃环境下4h，观察其外观是否有损伤，外观无损伤即为合格，结果记入表2。
89.6、高温高压喷水试验
90.对实施例1-5所制备的线束，依据iso 206539.3对其进行ipx9k高温高压喷水试验，观察其外观是否有损伤，外观无损伤即为合格，结果记入表2。
91.表2
92.