近年来,搪塑技术在汽车内饰件上的应用越来越多。搪塑成型是无机械力的成型方式,成型表皮不易开裂,质感好接近自然皮革,许多中高档汽车仪表板表皮均采用搪塑成型工艺。搪塑成型工艺对聚合物材料的熔融流变性能要求极高,目前可以实际应用的只有聚氯乙烯(PVC)和热塑性聚氨酯(TPU)两种粉料。PVC搪塑材料中添加了大量的增塑剂以确保其熔融流变性能,但增塑剂易迁移,对本身性能和环境影响很大,TPU搪塑粉料无须添加增速剂,搪塑性能优异,但现在完全依赖进口。本文主要分析某大型汽车公司主要使用的两种日系TPU搪塑粉料的成分与性能,在此基础上研究了不同填料对TPU搪塑粉料性能的影响,探究TPU搪塑粉料制备工艺和搪塑加工工艺。本文首先对C1和C2两种日系商用TPU搪塑粉料进行成分和性能分析,并研究其搪塑特性。两种搪塑粉料使用的聚氨酯树脂和无机填料种类和添加量均有所不同,而有机添加剂种类相似。通过性能分析发现两种搪塑粉料具有优异的耐低温性能、较宽的使用温度和加工温度范围,并具表现出优异的机械性能,C2的机械性能优于C1。通过光学显微镜和自带热台原位观察两种搪塑粉料在高温下的熔融合并状态,发现熔体铺展面积受时间和温度影响的规律一致,确定了搪塑加工过程中适宜的预热温度和塑化时间。旋转流变仪表明两种搪塑粉料在高频区(短时间尺度)表现为类液性,在低频区(长时间尺度)储能模量和损耗模量出现平台,表现为类凝胶性。根据两种日系聚氨酯搪塑粉料中所使用无机填料的特点,本章实验选择三种不同形状的无机粒子和全硫化粉末橡胶填充搪塑型聚氨酯树脂,分析其影响。结果表明,四种填料均促进了聚氨酯软段的结晶,并对其玻璃化转变温度和熔点有不同的影响。二氧化硅对搪塑聚氨酯的力学性能增强最显著,二氧化硅的添加使聚氨酯树脂熔体的模量在低频区出现平台,表现为类凝胶态。碳纳米管对搪塑聚氨酯的热稳定性改善最为显著;碳纳米管同样使聚氨酯熔体在低频区表现类凝胶态,并且所需要的碳纳米管的浓度低于二氧化硅。高岭土对搪塑聚氨酯耐热性和拉伸性能也有明显改善,但聚氨酯树脂在高岭土添加范围内并未出现类凝胶态。全硫化粉末橡胶降低了聚氨酯的玻璃化转变温度,扩大了使用温度范围,同时对拉伸性能也有所改善。根据以上分析,用干混法制备TPU搪塑粉料,并将其搪塑成型表皮,研究TPU搪塑粉料的制备工艺及搪塑成型工艺。干混过程中各种组分的加料顺序、混合温度、混合时间等工艺参数至关重要,本文通过扫描电镜、光学显微镜、image J软件、旋转流变仪观察并分析聚氨酯粉料与无机填料的粘连混合情况、干混料的粒径及粒径分布和干混料的流变性能。用自制的聚氨酯搪塑粉料研究搪塑工艺中搪塑温度、塑化时间和上料量等因素,通过光学显微镜及自带的热台原位观察搪塑粉料高温下熔融合并情况,用材料试验机分析搪塑表皮的机械性能。通过研究获得聚氨酯搪塑粉料的干混工艺条件和搪塑成型条件。