一種改性PC塑膠原料在汽車換擋麵板上的應用

PC塑膠原料的機械性能優越，是五大通用工程塑料中唯一具有良好透明性的熱塑性工程塑料。在汽車照明係統中，目前所有車型幾乎全部采用抗衝擊性和透光性良好的聚碳酸酯材料，並且充分利用其易成型加工的特性，將車燈頭部、連接片和燈體等全部模塑在透鏡中，設計靈活性大，便於加工，是玻璃無法替代的。

汽車旋鈕式換擋器在執行選換擋操作時，其控製麵板需要發出滿足設計要求的背景光，實時提示駕駛員當下使用的擋位，同時令駕駛員不會產生刺眼感覺。
目前已有的透光技術通常是使用內置LED 燈光通過特定顏色的材料進行透光，該方式雖能夠滿足一般的背景光源的要求，但不能提供特別的顏色和效果來增強視覺效果。
其中，應用較多的方案就是直接在注塑件表麵噴塗所需要的各種透光漆，但是由於鐳雕深度難以控製，鐳雕後字符的同一性無法保證，同時塗料厚度也難以保證一致性，從而導致其透光的不均勻性，致使背景光難以達到車規級要求。
透光材料在汽車零部件方麵的應用較多，尤其是聚碳酸酯 PC 和聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA，不少學者對二者的光學性能也有較深的研究。

傳統的噴塗方案不論是從產品一致性還是透光性能均難以達到標準要求，基於聚碳酸酯基體進行改性以達到規定標準亮度的LED 透光板材料在汽車換擋麵板上應用研究具有重要意義。
改性聚碳酸酯配方
聚碳酸酯樹脂的熔融指數為5~8 g/10 min；光擴散劑為經1 000 目篩選後的硫酸鋇；光粉為經1 500 目篩選後的銀白色SB1222 號珠光粉。其中鈦白粉的作用是為了顏色均勻化，防止產生色差。
聚乙烯蠟可作為其在擠出、壓延、注射等加工中的潤滑劑，同時作為光亮潤滑劑。
抗氧劑可延緩或抑製聚合物氧化過程的進行，分散劑是在成型時將各組分分散均勻，防止凝聚。
光擴散劑的作用是在混合樹脂材料中增加光的散射和投射，遮住發光源以及刺眼光源的同時，又能使整個樹脂發出的光更加柔和；增加珠光粉則是為了增強材料的光澤效果。
換擋麵板主要采用注塑機利用模具注射成型。
改性方案製備步驟
a. 將聚碳酸酯樹脂在≥140 ℃下幹燥 3~5 h；將光擴散劑在 85~95 ℃下幹燥 5~7 h；將幹燥後的聚碳酸酯樹脂、幹燥後的光擴散劑、鈦白粉、聚乙烯蠟、抗氧劑和珠光粉按比例加入至混合機內預混2~3 min 再加入分散劑再次混合5~8 min；混合後的原料經雙螺杆擠出造粒機擠出造粒；
b. 將上述經過造粒後的材料在注塑機中一次性注塑成型；
c. 在注塑成型的旋鈕式換擋器選換擋控製麵板與模式按鈕的背麵噴塗厚度為 15~25 μm 的透光白漆並烘幹，烘幹後旋鈕式換擋器選換擋控製麵板與模式按鈕的正麵噴塗厚度為 15~25 μm 的遮光黑漆，再次烘幹；在正麵對顯示字符區域進行激光鐳雕；
d. 將旋鈕式換擋器選換擋控製麵板整個表麵噴塗厚度為15~25 μm 的UV 漆，然後經過UV 燈使UV 漆固化。
利用以上方法，基於改性 PC 材料的換擋麵板產品製備完成。此外，可根據需求通過調節改性聚碳酸酯材料配方比例以獲取更多可供選擇的換擋麵板產品。
目前，在換擋麵板生產過程中，對其發光體亮度的管控方法主要有兩種：一是通過與標準件對比，此種管控方法必須在黑暗的環境中，由人工通過肉眼觀察，主觀性較強，同時對操作人員的眼睛也存在一定的傷害；二是通過專門的集成測試設備，此種管控方法需要對發光體進行對焦，耗時較長，效率較低。
噴塗方案製備步驟
a. 將塑件以純聚碳酸酯樹脂進行注塑成型，在換擋麵板正麵噴塗厚度為 15~25 μm 的透光白漆後烘幹；
b. 正麵噴塗厚度為 15~25 μm 的遮光黑漆，再次烘幹；
c. 在正麵對顯示區域進行激光鐳雕；
d. 將選換擋控製麵板和模式按鈕表麵噴塗厚度為 15~25 μm 的 UV 漆，然後經過 UV 燈照射，使其由液態轉化為固態。
經批量測試，噴塗方案樣件亮度相當不穩定，與噴漆厚度關係較大，白色仍然為其白色塗料本身顏色，且由於其白色過於顯眼導致需要高亮字符處的 LED 燈顏色被部分過濾，使其與不需高亮字符處的燈光顏色和亮度差異不明顯。
而且由於表麵黑色噴塗厚度與字符鐳雕深度難以控製，鐳雕後字符的同一性無法保證，從而導致其透光的不均勻性，致使背景光難以達到車規級要求。
改性PC配方製成的產品透光率、亮度、色度均在標準值範圍內，這不僅解決了噴塗樣件檔次感低的問題，而且解決了燈光亮度不達標的問題。
點亮後的字符更具立體感，不但增加了字符的區分度，且燈光柔和符合汽車室內燈光標準要求，此外還提升了旋鈕式換擋方式的科技感。
作為汽車內關鍵安全件，使用戶能夠更清晰地判別當前擋位和模式狀態，尤為重要。
將各組分經擠出造粒後一次性注塑加工成型，鐳雕後在表麵進行UV 處理。不僅簡化了成型工藝，而且避免了因多餘工藝帶來的產品不良率。
經特殊配方處理後其白色均勻分散到PC 件中，使白色具有漸變效果不至於刺眼，同時使字符具有一種立體感。
改性PC製備的產品可應用於所有需要 LED 照明用蓋板處，還可根據需求對助劑含量進行適當調節。