一种汽车内饰板复合材料及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车内饰板复合材料，特别是涉及一种汽车内饰板复合材料及其生产方法。
【背景技术】
[0002]绿色、环保、低碳已成为汽车材料发展的主题词。天然植物纤维具有密度低、比性能高、价廉、资源丰富、可降解等优点，近年来天然纤维复合材料备受人们关注。国内外已经开展了许多研究工作，有些已经在工业上有很好的应用。然而天然植物纤维的力学性能相对较差，作为增强体材料使用，对树脂基的性能提高也有限。另一方面，天然植物纤维的耐热性较差，加工温度不能太高也不能太低，太高超过250°C，麻纤维容易焦糊变质，温度过低低于150°C，麻纤维不容易软化，加工性差，使得其对树脂基材的选择更为苛刻。
【发明内容】
[0003]本发明旨在提供一种新型绿色环保汽车内饰板复合材料及其生产方法。该汽车内饰板复合材料能够进行充分的环保处理，特别是废弃物可自行降解处理掉，不会污染环境，包括不增加地球上的二氧化碳，而且工艺简单容易生产。当其用作汽车门内板、顶棚基材时，安全坚固、绿色环保。
[0004]为达到这一目的，本发明提供一种汽车内饰板复合材料，包括基层和非织物或织物表面层，其表面层层压在所述基层的至少一个表面上，其中，
基层由下述复合纤维组成:
第一纤维:聚乳酸纤维；
第二纤维:麻纤维选自黄麻纤维、剑麻纤维、苎麻纤维、亚麻纤维、大麻纤维或洋麻纤维的至少一种；
第三纤维:玄武岩纤维；
第一纤维、第二纤维、第三纤维的重量百分比满足以下等式:第一纤维:第二纤维:第三纤维=20?70: 10?60: 10?60，并且三种纤维总的重量百分比为100%，所述表面层由聚乳酸纤维组成。
[0005]本发明提供了一种生产上述复合纤维汽车内饰板的方法，采取如下步骤:
(I)第一纤维和第二纤维混料铺网针刺制成毛毡I ; (2)第三纤维制成毛毡2 ； (3)毛毡I和毛毡2按交替顺序铺呈并层压在一起，形成预定厚度的毡状的基层，该基层的上、下两表面应为毛毡I ;(4)将所述的表面层层压到所述的基层的至少一个表面上；(5)对所述基层和表面层进行热压成型，形成预定形状的复合纤维板。
[0006]本发明添加天然矿物纤维玄武岩纤维可以弥补强度上的不足。玄武岩纤维，来源于天然玄武岩矿石，具有突出的抗拉性能，其拉伸强度与S型玻璃纤维相当，高于芳纶纤维和通用碳纤维。同时还具有耐高低温性能好，可在-269°c?700°C范围内连续工作；耐酸耐碱，抗氧化，抗辐射，抗紫外线性能强，吸湿性低，绝热隔音，高温过滤性佳，良好的透波性能，抗压缩强度和剪切强度高，优异的耐疲劳性，适用于多种环境等优异性能，是一种纯天然的高性能无机纤维材料。玄武岩纤维性能上不但全面超过了目前制造复合材料所使用的E型玻璃纤维，而且由玄武岩纤维增强的复合材料没有人体不适宜性，其制品可以与人体长期接触，这是玻璃纤维增强复合材料所不具备的。另外，玄武岩纤维突出的综合性能优势以及极高的性能价格比使其在碳纤维和芳纶纤维的竞争中具有明显优势，因此，在制造新型高性能汽车复合材料方面具有很好的应用前景。聚乳酸是一种以可再生的植物资源主要是玉米为原料经过化学合成制备的生物降解高分子。由于聚乳酸以生物质资源为原料的生物高分子，摆脱了对石油资源的依赖，降解产生的二氧化碳和水可以返回自然界，维持了自然界“碳循环平衡”。所以，聚乳酸的开发应用，能够减少废弃高分子材料对环境的白色污染，节省石油资源，抑制由于二氧化碳净排放量增加而导致的地球温室效应的加剧，能够满足可持续发展的要求。而且聚乳酸的熔点在150°C?180°C之间，更容易和麻纤维复合热压成型。
[0007]本发明以聚乳酸纤维为聚合物粘合剂，粘结麻纤维和玄武岩纤维，其中麻纤维主要起吸能抗冲击的作用，玄武岩纤维作骨架增强体起增强作用，这样制备具有高强度抗冲击的汽车内饰板，安全性更高，所有组分在使用后均可自行降解处理掉，实现真正的绿色环保、零碳排放，而且制备工艺简单可行。
[0008]由聚乳酸纤维、麻纤维和玄武岩纤维组成的复合板，没有使用石化材料，所以是完全环境友好材料。而且，聚乳酸纤维做成的表面层与聚乳酸纤维和麻纤维混合物制成的基层直接热压粘合而形成板材，因此并不需要单独粘合剂，而且简化了生产工艺和降低了生产成本。另外，玄武岩纤维的使用，可以充分满足大块衬垫的刚性要求，而且由于聚乳酸纤维牢牢地粘合于麻纤维和玄武岩纤维，使得这些纤维不能从聚乳酸中剥离，这样一来，粘合后的形状可以得到很好的保持，可以制得三维深拉伸的汽车内饰板。另外，制得的汽车内饰板没有使用任何有害物质如溶剂、粘合剂等，所以是环境友好的。
[0009]汽车内饰板复合材料可以进一步应用制成汽车顶棚、门内板等。在这种情况下，基层中包含10?60%玄武岩纤维，可以充分满足大块衬垫的刚性要求，从而保证了汽车顶棚、门内板的安全坚固O
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例的一种生产工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0012]参见图1，将麻纤维和聚乳酸纤维短切均匀混合，投入开松机内开松处理，通过气流输送至梳理机进行梳理成形，再送入铺网机中交叉铺网，将铺好的网按要求叠好后送入预针刺机中进行预针刺成毡，将预针刺好的毡继续送入主针刺机中进行主针刺，形成麻纤维和聚乳酸纤维复合的毛毡I。将玄武岩纤维编织成毛毡2。按毛毡1、毛毡2的交替顺序铺呈并层压在一起，形成预定厚度的毡状的基层，该基层的上、下两表面应为毛毡I ;将聚乳酸纤维织物或非织物表面层层压到基层的至少一个表面上；再对基层和表面层加热后(加热温度180?220°C，加热时间50?200s)，加压(压力10?30MPa，加压时间20?100s)，使得聚乳酸纤维与麻纤维和玄武岩纤维彼此粘合在一起，形成预定形状的复合纤维板，最后制成成品。
[0013]实施例1:
按照下面的重量称取原料(kg):
聚乳酸纤维50，黄麻纤维30，玄武岩纤维20 ；
生产汽车内饰板的方法:
(1)将50kg长度为5?20cm的聚乳酸纤维和30kg长度为5?20cm的黄麻纤维均匀混合；
(2)投入开松机内开松处理；
(3)通过气流输送至梳理机进行梳理成形；
(4)再送入铺网机中交叉铺网；
(5)将铺好的网按要求叠好后送入预针刺机中进行预针刺成毡；
(6)将预针刺好的毡继续送入主针刺机中进行主针刺，形成麻纤维和聚乳酸纤维复合的毛租I ；
(7)将20kg玄武岩纤维编织成毛毡2；
(8)按毛毡1、毛毡2、毛毡I的交替顺序铺呈并层压在一起，形成预定厚度的毡状的基层；
(9)将聚乳酸纤维织物表面层层压到基层的至少一个表面上；
(10)对基层和表面层加热后(加热温度200°C，加热时间100s)，加压(压力20MPa，加压时间50s)，使得聚乳酸纤维与麻纤维和玄武岩纤维彼此粘合在一起，形成预定形状的复合纤维板，最后制成成品。
[0014]实施例2:
按照下面的重量称取原料(kg):
聚乳酸纤维50，剑麻纤维25，玄武岩纤维25 ；
生产汽车内饰板的方法:
(1)将50kg长度为5?20cm的聚乳酸纤维和25kg长度为5?20cm的剑麻纤维均匀混合；
(2)投入开松机内开松处理；
(3)通过气流输送至梳理机进行梳理成形；
(4)再送入铺网机中交叉铺网；
(5)将铺好的网按要求叠好后送入预针刺机中进行预针刺成毡；
(6)将预针刺好的毡继续送入主针刺机中进行主针刺，形成麻纤维和聚乳酸纤维复合的毛租I ；
(7)将25kg玄武岩纤维编织成毛毡2；
(8)按毛毡1、毛毡2、毛毡1、毛毡2、毛毡I的交替顺序铺呈并层压在一起，形成预定厚度的毡状的基层；
(9)将聚乳酸纤维织物表面层层压到基层的至少一个表面上；
(10)对基层和表面层加热后(加热温度210°C，加热时间100s)，加压(压力20MPa，加压时间80s)，使得聚乳酸纤维与麻纤维和玄武岩纤维彼此粘合在一起，形成预定形状的复合纤维板，最后制成成品。
【主权项】
1.一种汽车内饰板复合材料，包括基层和非织物或织物表面层，所述表面层层压在所述基层的至少一个表面上，其特征在于:所述的基层由下述复合纤维组成: 第一纤维:聚乳酸纤维； 第二纤维:麻纤维选自黄麻纤维、剑麻纤维、苎麻纤维、亚麻纤维、大麻纤维或洋麻纤维的至少一种； 第三纤维:玄武岩纤维； 所述的第一纤维、第二纤维、第三纤维的重量百分比满足一下等式:第一纤维:第二纤维:第三纤维=20?70: 10?60: 10?60，并且三种纤维总的重量百分比为100% ；以及 所述的表面层由聚乳酸纤维组成。2.一种根据权利要求1所述的汽车内饰板复合材料的生产方法，其特征在于，采取如下步骤: (1)第一纤维和第二纤维混料铺网针刺制成毛毡I; (2)第三纤维制成毛毡2； (3)毛毡I和毛毡2按交替顺序铺呈并层压在一起，形成预定厚度的毡状的基层，该基层的上、下两表面应为毛租I ； (4)将所述的表面层层压到所述的基层的至少一个表面上； (5)对所述基层和表面层进行热压成型，形成预定形状的复合纤维板。
【专利摘要】本发明涉及一种汽车内饰板复合材料及其生产方法。所述汽车内饰板复合材料，包含基层和层压在基层的至少一个表面上的非织物或织物表面层。基层由下述复合纤维组成：第一纤维：聚乳酸纤维；第二纤维：麻纤维选自黄麻纤维、剑麻纤维、苎麻纤维、亚麻纤维、大麻纤维或洋麻纤维的至少一种；第三纤维：玄武岩纤维；三种纤维的重量百分比满足以下等式：第一纤维∶第二纤维∶第三纤维＝20～70∶10～60∶10～60，并且三种纤维总的重量百分比为100％。表面层由聚乳酸纤维组成。本发明可制成三维深拉伸的高强度汽车内饰板，当其用作汽车门内板、顶棚基材时，安全坚固、绿色环保。
【IPC分类】B32B19/06, B32B19/02, B32B37/00, B60R13/02
【公开号】CN105015110
【申请号】CN201410167657
【发明人】胡胜昔, 胡胜勇, 刘慧玲
【申请人】湘潭县兴胜复合材料有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月24日