PU表皮喷涂工艺（PU Spray Skin）尽管进入中国较晚，但它以其能为产品性能带来优势，以及工艺本身存在的多种优势，正越来越受到中国汽车OEM的欢迎，将其用于汽车内饰如仪表板和汽车门板扶手表皮的成型制作。本文较为详细地介绍了PU表皮喷涂工艺的优点、流程及配套使用的材料，并特别指出了符合环保要求的水性模内漆（单组分及双组分）已逐渐成为市场主流。

目前，汽车行业常使用的仪表板主要包括：硬质仪表板、半硬质仪表板和发泡仪表板等几种类型。不同的仪表板，其生产工艺也不尽相同。常见的汽车仪表板制作工艺包括搪塑成型工艺、真空或阴模真空成型工艺、PU表皮模塑成型工艺、PU表皮喷涂工艺及真皮包覆工艺。其中，PU表皮喷涂工艺是一种较新的工艺，在2005年才进入中国，除用于汽车仪表板表皮外，该工艺还用于汽车门板扶手表皮的成型制作。

工艺优点

相对于一般的搪塑及真空成型工艺，PU表皮喷涂工艺具有以下优点：1.工艺及材料更为环保。这是因为所喷涂的PU材料不含氯，对环境的污染小。2.PU材料的表皮具有更好的低温柔韧性、手感及爆破性能。3.表皮的皮纹重现性更好，表面皮纹可以做得更深，也能实现更低的光泽。4.模具可保持低温（65℃以下），而不需经受高低温冲击，因此模具有更长的寿命，甚至是终身可用。5.更方便地转换和控制颜色，例如可以更容易实现双色效果。在实现双色表皮的时候，搪塑工艺由于需在模具里面通过密封条来区分两种不同的颜色，这样如需取得比较好的密封效果，就要求两种颜色分界线的轨迹变化比较平缓，否则可能出现串色现象，而PU 喷涂工艺则不会出现这种情况。6.PU喷涂反应完成后形状和尺寸会固定下来，而不像热塑性材料那样容易受使用外部物理条件的影响，因此材料具有良好环境适用性能。通常，表皮的厚度可以通过喷涂的时间和流量来调节和控制。

工艺流程

PU表皮喷涂工艺主要是将两组分的PU原料在经过计量设备精确计量后增压至高压状态，再经高压混合反应，然后喷涂到镍壳模具上，最后PU附着在镍壳上成为一张表皮。在此过程中，两组分PU的混合反应属于化学反应。　
　　　
在该工艺过程中，喷涂混合头一般由机器人操纵。为了便于机器人在很小的空间内灵活地移动，通常要求机器人的结构要紧凑，体积要小。原料从混合头出来时为液态，因而具有极好的流动性。

工艺配套使用材料

1.PU表皮组料

PU表皮的基本组成主要分为两种：

（1）组分一为多元醇组合料。一般在其分子结构中有两个或两个以上的羟基（—OH）或胺基（—NH2）等。常用的有：聚酯多元醇、聚醚多元醇和二元醇（EG、BDO、1，6—HDO及PG等），一般会同时加入一些助剂，如催化剂、抗氧化剂、表面活性剂及紫外线吸收剂等。

（2）组分二为异氰酸酯（盐）类。其官能团为—NCO（异氰酸酯基），此类原料中一般在其分子结构中有两个或两个以上的—NCO基。常用的有：芳香族原料MDI、PAPI和TDI，脂肪族HDI（1，6—己二异氰酸酯）、IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯，以及改性的异氰酸酯类——液化MDI（碳化二亚胺改性MDI）、聚酯多元醇改性MDI等。其中，脂肪族异氰酸酯的耐老化、耐UV照射能力要明显优于芳香族产品，这是因为芳香族异氰酸酯中含有较多的不饱和键，这些不饱和键易于分解造成的。

使用时，将组分一及组分二用机器混合，两者反应生成PU 表皮。两者间的基本反应分两种：与醇类反应：R1—NCO+R2—OH→R1NHCOOR2；与胺类反应：R1—NCO+R2—NH2→R1NHCONHR2。

2.表皮着色色浆

一般是由极好分散性的颜料分散在多元醇等载体中，按需要对表皮进行颜色调整。色浆要求针对PU料有很好的混溶性，以及很好的着色能力、良好的添加性（低黏度，流动性佳），并尽量不影响到PU料的反应。

3.模内漆

模内漆是在模具内成型前喷涂的油漆，与一般油漆的区别在于，模内漆是在产品成型前喷涂，而一般油漆是在在产品（工件）成型后涂装。

模内喷涂工艺，避免了传统喷涂中带来的过量喷涂、后处理及附着力差等缺点，大大提高了产品品质，缩短了生产周期，提高了生产效率，降低了生产成本。

模内漆目前主要用于聚氨酯行业。优秀的模内漆一般是脂肪族产品。其作用为延缓PU老化、遮盖PU表面瑕疵、稳定制品颜色、再现模具纹路，以及制造特殊效果等。

在汽车行业，对于模内漆的性能要求是非常高的。一般要求有很好的耐光照、耐磨性、耐化学品和耐热老化性等。大众汽车对内饰件用的模内漆性能提出的部分指标要求见表。

目前市场上能综合达到表中要求的模内漆产品并不多，且多以溶剂型产品为主。这些溶剂型产品虽在VOC排放上基本上能达到要求，但仍存在VOC排放偏上限、施工过程气味大及污染严重等问题。所以，符合环保要求的水性模内漆（单组分及双组分）已逐渐成为市场主流。

4.脱模剂

脱模剂主要分硅油型、蜡型及混合型等，其作用是使制品和模具不产生粘连。脱模剂需最先喷涂在模具上，以使PU皮能很轻易地从模具中取下来。目前，因环保需求，水基的脱模剂越来越成为市场的主流。

5.清模剂

一般是由特殊的有机溶剂构成，用于对模具的清洗。要求其能很好地溶解脱模剂及PU料的残留，且不腐蚀模具。同样地，水基的清模剂也是该产品的发展方向。
　　
结语

采用PU表皮喷涂工艺，在配套使用相关材料后，制得的汽车仪表板、车门板扶手表皮具有很多的优点，如具有更好的性能及皮纹更深、光泽更低等。不仅如此，该工艺本身也具有一些优势，如更环保、模具寿命更长以及因模内喷漆而带来的生产效率提高和成本降低等。目前，PU表皮喷涂工艺所使用的成套机器主要来自克劳斯玛菲（KraussMaffei）、亨内基（Hennecke）等，PU料供应商主要有拜耳材料科技、巴斯夫及亨斯曼（Huntsman）等，模内漆及色浆供应商主要有瑞士Berlac集团的宝美施化工(上海)有限公司公司（BOMEX）等。