专利名称：汽车内饰用增强淋膜复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合材料及其制备方法，尤其涉及汽车内饰用增强淋膜复合材料及其制备方法。所制成的增强淋膜复合材料被广泛应用于汽车内饰部件的制造。
背景技术：
目前生产的汽车内饰用淋膜复合材料一般是由面层、中间层和底层三层组成，其面层和底层均为基础纤维无纺织物所组成，而中间层是由以聚丙烯为主组成的淋膜树脂所构成的。这种按常规方法制得颗粒状的树脂经加热成熔融状态，通过螺杆挤入底层与面层之间，形成一种使面层与底层的两层织物粘合成整体的三层结构的淋膜复合材料，该材料再经加热、成型、水切割后最终制得汽车内饰各部件。但是，这种所制成的内饰部件存在着抗弯强度低的缺点，仅为< 8牛顿/平方米，从而造成在所制成的内饰部件内放置较重的物、品时，会导致部件变形甚至破裂最终影响其使用功能。另外，所制成的汽车内饰部件的耐气候交变收缩率大，即为1% 3%，这又会导致其汽车内饰部件的边缘与汽车外壳本体之间所用的密封条会因此脱离而失效，同时还会造成相邻两个内饰部件之间的边缘接缝处的缝隙会随着时间的推移而逐渐变大，最终影响其外观及保护作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的汽车内饰用增强淋膜复合材料，以解决现有淋膜复合材料所制成的汽车内饰部件存在的耐气候交变的收缩率大、抗弯强度低的缺陷。应用本发明的新型的汽车内饰用增强淋膜复合材料制成的内饰部件，具有高的抗弯强度及较小的耐气候交变收缩率，即优良的耐气候交变的尺寸稳定性，因而被广泛应用在高档汽车内饰部件的制造中。本发明的另一个目的是提供一种上述汽车内饰用增强淋膜复合材料的制备方法。本发明的技术解决方案如下
一种汽车内饰用增强淋膜复合材料，是由面层、中间层和底层三层构成的，所述面层是由基础纤维组成的织物，所述底层是由涤纶纤维组成的织物，所述中间层是由聚丙烯、玻璃纤维、增重剂、色母粒按比例熔融混合而成的增强淋膜树脂构成的，该增强淋膜树脂在熔融状态时，能使面层与底层粘合成一个整体，当树脂冷却后又成为支撑整个复合材料的骨架部分；
其中，所构成中间层的增强淋膜树脂按重量百分比由以下组分组成
等规共聚与无规共聚的两种聚丙烯混合树脂759^90% ；
玻璃纤维1% 8% ；
增重剂8% 15% ；
色母粒1% 2% ；
上述配方中，所述的无规共聚与等规共聚的两种聚丙烯树脂的混合比例为40^60:60^40 ;所述增重剂是选自碳酸钙粉末或硫酸钡粉末。
在上述构成中间层的增强淋膜混合树脂的组分中，等规共聚聚丙烯与无规共聚聚丙烯的两种混合树脂颗粒按重量百分比是共占总树脂的759Γ90%，则为构成混合树脂的主要成分，其中选用无规共聚聚丙烯树脂的目的是延长及调整整个混合淋膜树脂的开放时间，则满足后加工成型的所需时间的要求，同时克服了因其开放时间太短而引起局部已冷造成成型困难甚至拉破的缺陷；选用等规共聚聚丙烯树脂与玻璃纤维的两者加入是为了同时提高该淋膜复合材料的抗弯强度和材料的韧度，达到高档轿车内饰部件所需的抗弯强度与抗冲击强度，使部件既保持高的抗弯强度而又不易碎裂，另外，利用玻璃纤维具有高的耐温稳定的特点，加入后能提高产品的耐气候交变的尺寸稳定性；选用增重剂是利用该物质比重较聚丙烯比重大的特点，来调整整个材料在指定厚度下达到一定的面密度所需的重量的要求；添加色母粒是为了使淋膜树脂的颜色与面层及底层的颜色相互协调，或用色基本—致。所述的无规共聚聚丙烯树脂颗粒，其分子量为300(Γ10000，其分子排列等规度为O0 所述的等规共聚聚丙烯颗粒，其分子量为8000(Γ150000，其分子排列等规度为大于 97%。所述的玻璃纤维为无捻，规格为14 μ mX 2mm。所述的碳酸钙粉末或硫酸钡粉末均为工业级，含量彡98. 7%，细度320目。所述色母粒为30粒/I. 15 I. 25克。所述面层的基础纤维是选自涤纶纤维、锦纶纤维或丙纶纤维，其纤维的纤度6 18dteX，纤长37 51毫米的短纤维或长丝；所述面层组成的织物是选自无纺针刺织物、无纺针刺起绒织物或簇绒织物，其织物规格的面密度为25(Γ900克/平方米，厚度为2、毫米。所述的中间增强淋膜树脂层，其面密度为100(Γ2500克/平方米，厚度为f 3毫米。所述的底层为纤度3 lOdtex、纤长37 51毫米的涤纶纤维所制成的面密度为100^200克/平方米、厚度为f 2毫米的无纺织物。一种汽车内饰用增强淋膜复合材料的制备方法，采取下列步骤
A、先将无规共聚聚丙烯树脂颗粒与等规共聚聚丙烯树脂颗粒按重量百分比40 60:60^40 混合；
B、将上述已混合而成的聚丙烯树脂颗粒与玻璃纤维、增重剂及色母粒按重量百分比为759Γ90%: 1°/Γ8%:89Γ15%: 1% 2%混合，经加热、挤出、冷却、切片及烘干，制成直径为3mm、长度为3mm的圆柱体的汽车内饰用增强淋膜树脂颗粒；
C、另采用纤度为6 18dteX、纤长37 51毫米的短纤维或长丝的涤纶纤维、锦纶纤维或丙纶纤维所制成的面密度为250、00克/平方米、厚度为2、毫米的无纺针刺织物、无纺针刺起绒织物或簇绒织物作为面层；再采用纤度3 10dteX、纤长37 51毫米的涤纶纤维所制成的面密度为10(Γ200克/平方米、厚度为Γ2毫米的无纺织物作为底层；
D、将步骤B所得的树脂颗粒经真空吸入进带有符合所需宽度喷口的螺杆挤出机内，经加热熔融，并将熔体输送挤压成膜状，所形成的熔体膜先挤入已成卷的面层和底层之间，形成面密度为100(Γ2500克/平方米、厚度为Γ3毫米的增强淋膜树脂，即中间层，该中间层与面层和底层这三层同时通过上、下带有水冷却系统的两个滚轴的滚压粘合制成面密度为1500^3500克/平方米、厚度为3 13毫米的三层淋膜复合材料，再将该淋膜复合材料经加热、模压、切割成型制成汽车内饰的各种部件；经测试该内饰部件的抗弯强度为15 25牛顿/平方米，耐气候交变的最大收缩率为-0. 59TO. 5%，均满足客户对高档名牌轿车的要求；工艺参数螺杆温度为190 C ^230 C，螺杆转速为56飞5转/分钟，螺杆机模口间隙为r3毫米；所述冷却系统的两个滚轴的线速度均为I. 2米/分钟 2. 5米/分钟，冷却系统的两滚轴之间的夹距均为2. 6毫米 12毫米。本发明与现有技术相比，具有的优点是
I、本发明采用了无规共聚与等规共聚这两种不同规格的混合聚丙烯树脂，代替单一种类的聚丙烯树脂，并按比例混合作为本发明的淋膜复合材料的中间层(即淋膜复合树脂)的主体，因此所制得的树脂具有两者各自的优点，即具有无规共聚聚丙烯树脂的特点开放时间长，利于模压成型的加工；同时具有等规共聚聚丙烯树脂的特点高的抗弯强度，使其产品的抗弯强度高达15 25牛顿/平方米，比现有技术所制得的汽车内饰部件的抗弯强度提高了 7 17牛顿/平方米。2、本发明同时在混合树脂中添加了一定量的玻璃纤维，由于玻纤具有耐高温及尺寸稳定性的特性，因此它在整个加工过程中始终保持纤维状态，这种玻纤在混合树脂内就如同水泥(其他树脂)中包含着钢筋(指玻纤)那样，所形成比原先物体更坚实的实体。又由于玻纤的加入，提高了该淋膜复合材料的抗弯强度，达到了高档轿车内饰部件所需的抗弯强度与抗冲击强度，使部件既保持高的抗弯强度而又不易碎裂；还能达到耐气候交变的最大尺寸收缩率为±0. 5%,比现有技术所制得的内饰部件的耐气候交变最大尺寸收缩率减少I. 5 2. 5%，满足了装车后其材料的抗气候交变(在气候为-30 C 18 C及相关湿度条件下)的尺寸稳定和外观良好的特殊要求。3、本汽车内饰用增强淋膜复合材料的制备方法简单、可行，被应用于高档轿车的各内饰部件的制造。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对发明作各种改动和修改，这些等价同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围。本发明所采用的耐气候交变的最大收缩率的测试方法具体如下
I、测试条件
先将测试件放入环境起始温度为23 C、湿度为50%的测试室(或测试箱)内存放2小时后，再将测试室内的环境温度从23 C、湿度50%经I小时升温至80 C、湿度60%，该测试部件在此温度下继续存放I. 5小时，接着将测试室内的环境温度从80 C降至零下30 C，该测试件在零下30 C的环境下存放3小时，最后将测试室内温度从零下30 C经I小时升温，升至原起始温度23 C、湿度50%，测试件按此温度变化规律存放共24小时设定为I个周期。按此循环10个周期后作为测试数据基准的测试条件。
2、测试基准及其计算
A、选择以线段为测试基准及其计算
测试前，在试样上先取代表性的线段即经向最长线段及纬向最长线段为原有经向线段或纬向线段的长度的基准，经上述试验条件后(即240小时循环交变气候环境下)其原经向线段和纬向线段的长度变化长度为现有长度，耐气候交变收缩率的计算公式是
经向收缩率=原'货(Ι )χ οο°/°
纬麵率=■—馨盖—Hwm
然后，在经向与纬向的收缩率中，选择其中最大收缩率数据为该样品的耐气候交变的最大收缩率。 B、选择以线弧为测试基准及其计算
选择样品在试验前所显示的原安装线弧为基准，经气候交变测试240小时后，观其样品试验后的安装线弧离原安装线弧之间的距离变化，以安装线的位移情况作为样品耐气候交变收缩情况，标准为< 5毫米。下面给出本发明几个具体实施例
实施例I :制备用于行李箱侧板的增强淋膜复合材料。先将分子量为6500、分子排列等规度为O的无规共聚聚丙烯树脂与分子量为115000、分子排列等规度为97%的等规共聚聚丙烯树脂按重量百分比50%:50%混合；玻璃纤维为无抢，规格为14 μ mX 2mm ;硫酸钡粉末为工业级,含量彡98. 7%,细度为320目；色母粒为30粒/I. 15克。将上述混合而成的聚丙烯树脂、玻璃纤维、硫酸钡粉末与色母粒按重量百分比为83%:4. 5%: 11. 5%: 1%混合，经加热，挤出，冷却，烘干，切片制成直径为3mm、长度为3mm的圆柱体的汽车内饰用增强淋膜树脂颗粒。其面层采用纤度12dtex、纤长37毫米的丙纶纤维所制成的面密度为440克/平方米、厚度为3毫米的无纺针刺织物；其底层采用纤度7dtex、纤长37毫米的涤纶纤维所制成的面密度为100克/平方米、厚度I毫米的无纺织物。将上述所得的树脂颗粒经真空吸入带有宽度为2. 5m的模口间隙为Imm的螺杆挤出机内，经温度为190 C、转速为56转/分钟的螺杆加热熔融，并将熔体输送挤压成膜状。所形成的熔体膜先挤入均由涤纶针刺织物所构成的面层和底层之间，形成面密度为1000克/平方米、厚度为I毫米的增强淋膜树脂，即中间层，该中间层与面层和底层这三层同时通过上、下带有水冷却系统的线速度均为2. 5米/分钟、夹距均为2. 6毫米的两个滚轴的滚压粘合制成面密度为1540克/平方米、厚度为3毫米的三层淋膜复合材料，再将该淋膜复合材料经加热、模压、切割成型制成行李箱侧板，经测试其抗弯强度为15牛顿/平方米，其耐气候交变的最大收缩率为O. 5%，经气候交变测试后，其安装线的位移为3毫米(标准< 5毫米)，满足客户的要求。实施例2 :制备用于行李箱内后备胎盖板的增强淋膜复合材料。先将分子量为3000、分子排列等规度为O的无规共聚聚丙烯颗粒与分子量为80000、分子排列等规度为97%的有规共聚聚丙烯颗粒按重量百分比60%:40%混合；玻璃纤维为无捻，规格为14 μ mX 2mm ;碳酸钙粉末为工业级，含量彡98. 7%，细度320目；色母粒为30粒/I. 20克。将上述混合而成的聚丙烯颗粒、玻璃纤维、碳酸钙粉末与色母粒按重量百分比为90%: 1%: 8%: 1%混合，经加热，挤出，冷却，烘干，切片制成直径为3mm、长度为3mm的圆柱体的汽车内饰用增强淋膜树脂颗粒。其面层采用纤度6dtex、纤长51毫米的涤纶纤维所制成的面密度为250克/平方米、厚度为2毫米的无纺针刺起绒织物；其底层采用纤度lOdtex、纤长51毫米的涤纶纤维所制成的面密度为200克/平方米、厚度为2毫米的无纺织物。将上述所得的树脂颗粒经真空吸入带有宽度为2. 5m的模口间隙为2mm的螺杆挤出机内，经温度为220 C、转速为60转/分钟的螺杆加热熔融，并将熔体输送挤压成膜状。所形成的熔体膜先挤入面层和底层之间，形成面密度为1800克/平方米、厚度为2毫米的增强淋膜树脂，即中间层，该中间层与面层和底层这三层同时通过上、下带有水冷却系统的线速度均为I. 5米/分钟、夹距均为3. 5毫米的两个滚轴的滚压粘合制成面密度为2250克/平方米、厚度为4毫米的三层淋膜复合材料，再将该淋膜复合材料经加热、模压、切割成型制成行李箱内后备胎盖板，经测试其抗弯强度为20牛顿/平方米，其耐气候交变的最大收缩率为O. 3%，满足客户的要求。实施例3 :制备用于脚踏垫的增强淋膜复合材料。
先将分子量为10000、分子排列等规度为O的无规共聚聚丙烯颗粒与分子量为150000、分子排列等规度为97%的有规共聚聚丙烯颗粒按重量百分比40%:60%混合；玻璃纤维为无捻，规格为14 μ mX 2mm;碳酸钙粉末为工业级，含量彡98. 7%，细度320目；色母粒为30粒/I. 25克。将上述混合而成的聚丙烯颗粒、玻璃纤维、碳酸钙粉末与色母粒按重量百分比为75%:8%:15%:2%混合，经加热，挤出，冷却，烘干，切片制成直径为3mm、长度为3mm的圆柱体的汽车内饰用增强淋膜树脂颗粒。其面层采用纤度ISdtex的锦纶长丝纤维所制成的面密度为900克/平方米、厚度为9毫米的锦纶簇绒织物；其底层采用纤度3dtex、纤长51毫米的涤纶纤维所制成的面密度为150克/平方米、厚度为I. 5毫米的针刺无纺织物。将上述所得的树脂颗粒经真空吸入带有宽度为2. 5m的模口间隙为3mm的螺杆挤出机内，经温度为230 C、转速为65转/分钟的螺杆加热熔融，并将熔体输送挤压成膜状。所形成的熔体膜先挤入面层和底层之间，形成面密度为2500克/平方米、厚度为3毫米的增强淋膜树月旨，即中间层，该中间层与面层和底层这三层同时通过上、下带有水冷却系统的线速度均为I. 2米/分钟、夹距均为12毫米的两个滚轴的滚压粘合制成面密度为3460克/平方米、厚度为13毫米的三层淋膜复合材料，再将该淋膜复合材料经加热、模压、切割成型制成脚踏垫，经测试其抗弯强度为25牛顿/平方米，其耐气候交变的最大收缩率为O. 1%，满足客户的要求。
权利要求
1.一种汽车内饰用增强淋膜复合材料，其特征在于是由面层、中间层和底层三层构成的，所述面层是由基础纤维组成的织物，所述底层是由涤纶纤维组成的织物，所述中间层是由聚丙烯、玻璃纤维、增重剂、色母粒按比例熔融混合而成的增强淋膜树脂构成的，该增强淋膜树脂在熔融状态时，能使面层与底层粘合成一个整体，当树脂冷却后又成为支撑整个复合材料的骨架部分； 其中，所构成中间层的增强淋膜树脂按重量百分比由以下组分组成 等规共聚与无规共聚的两种聚丙烯混合树脂759^90% ； 玻璃纤维1% 8% ； 增重剂8% 15% ； 色母粒1% 2% ； 上述配方中，所述的无规共聚与等规共聚的两种聚丙烯树脂的混合比例为40^60:60^40 ;所述增重剂是选自碳酸钙粉末或硫酸钡粉末。
2.按权利要求I所述的汽车内饰用增强淋膜复合材料，其特征在于所述的无规共聚聚丙烯树脂颗粒，其分子量为300(T10000，其分子排列等规度为O。
3.按权利要求I所述的汽车内饰用增强淋膜复合材料，其特征在于所述的等规共聚聚丙烯颗粒，其分子量为8000(Tl50000，其分子排列等规度为大于97%。
4.按权利要求I所述的汽车内饰用增强淋膜复合材料，其特征在于所述的玻璃纤维为无抢，规格为14 umX 2mm。
5.按权利要求I所述的汽车内饰用增强淋膜复合材料，其特征在于所述的碳酸钙粉末或硫酸钡粉末均为工业级，含量> 98. 7%，细度320目。
6.按权利要求I所述的汽车内饰用增强淋膜复合材料，其特征在于所述色母粒为30粒 /I. 15 I. 25 克。
7.按权利要求I所述的汽车内饰用增强淋膜复合材料，其特征在于所述面层的基础纤维是选自涤纶纤维、锦纶纤维或丙纶纤维，其纤维的纤度6 18dteX，纤长37 51毫米的短纤维或长丝；所述面层组成的织物是选自无纺针刺织物、无纺针刺起绒织物或簇绒织物，其织物规格的面密度为250、00克/平方米，厚度为2、毫米。
8.按权利要求I所述的汽车内饰用增强淋膜复合材料，其特征在于所述的中间增强淋膜树脂层，其面密度为100(T2500克/平方米，厚度为f 3毫米。
9.按权利要求I所述的汽车内饰用增强淋膜复合材料，其特征在于所述的底层为纤度3 10dteX、纤长37 51毫米的涤纶纤维所制成的面密度为IOOlOO克/平方米、厚度为1^2毫米的无纺织物。
10.按权利要求I所述的汽车内饰用增强淋膜复合材料的制备方法，其特征在于，采取下列步骤 A、先将无规共聚聚丙烯树脂颗粒与等规共聚聚丙烯树脂颗粒按重量百分比40 60:60^40 混合； B、将上述已混合而成的聚丙烯树脂颗粒与玻璃纤维、增重剂及色母粒按重量百分比为75% 90%: 1% 8%:8% 15%: 1% 2%混合，经加热、挤出、冷却、切片及烘干，制成直径为3mm、长度为3mm的圆柱体的汽车内饰用增强淋膜树脂颗粒； C、另采用纤度为6 18dteX、纤长37 51毫米的短纤维或长丝的涤纶纤维、锦纶纤维或丙纶纤维所制成的面密度为250、00克/平方米、厚度为2、毫米的无纺针刺织物、无纺针刺起绒织物或簇绒织物作为面层；再采用纤度3 10dteX、纤长37 51毫米的涤纶纤维所制成的面密度为IOOlOO克/平方米、厚度为广2毫米的无纺织物作为底层； D、将步骤B所得的树脂颗粒经真空吸入进带有喷口的螺杆挤出机内，经加热熔融，并将熔体输送挤压成膜状，所形成的熔体膜先挤入已成卷的面层和底层之间，形成面密度为100(T2500克/平方米、厚度为广3毫米的增强淋膜树脂，即中间层，该中间层与面层和底层这三层同时通过上、下带有水冷却系统的两个滚轴的滚压粘合制成面密度为15001500克/平方米、厚度为:T13毫米的三层淋膜复合材料，再将该淋膜复合材料经加热、模压、切割成型制成汽车内饰的各种部件；该内饰部件的抗弯强度为15 25牛顿/平方米，耐气候交变 的最大收缩率为-0. 59TO. 5%，螺杆温度为190 C 230 C，螺杆转速为56飞5转/分钟，螺杆机模口间隙为广3毫米；所述冷却系统的两个滚轴的线速度均为I. 2米/分钟 2. 5米/分钟，冷却系统的两滚轴之间的夹距均为2. 6毫米 12毫米。
全文摘要
本发明涉及一种汽车内饰用增强淋膜复合材料及其制备方法，该材料是由面层、中间层和底层构成，面层为涤纶、锦纶或丙纶纤维所组成的针刺、针刺起绒或簇绒织物，底层为涤纶针刺织物；中间层为等规与无规聚丙烯混合树脂、玻纤、增重剂及色母粒按比例混合而成的增强淋膜树脂构成。本发明的制备方法先将无规与等规聚丙烯按40～60:60～40混合，再将该混合体与玻纤、增重剂及色母粒按重量比75%～90%:1%～8%:8%～15%:1%～2%混合制粒后，经螺杆熔融、成膜挤入面层与底层之间，经粘合、冷却、滚压制成三层结构的淋膜复合材料，再将该材料模压制成汽车内饰件，经测试具有高的抗弯强度及较小的耐气候交变收缩率，本方法简单、可行，广泛应用于高档汽车内饰件的制造。
文档编号B32B27/02GK102977463SQ201210578040
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者蒋军良, 沈利辉, 金建平, 万玉峰, 陆枫, 陆强 申请人:上海汽车地毯总厂有限公司