一种聚乳酸复合板材及其制备方法与流程

本发明涉及汽车材料，具体涉及一种聚乳酸复合板材及其制备方法。

背景技术：

1、随着汽车行业的不断发展，绿色环保的消费理念逐渐被更多的人所认同，可降解及天然基材料是未来汽车绿色化、环保化的重要解决方案。

2、聚乳酸(pla)材料作为生物降解材料中性价比最高的品种，被公认为21世纪绿色环保、可持续发展的重点生态材料。聚乳酸本身为线型聚合物，聚合物的相对分子量分布过宽，这使得聚乳酸材料的强度较低、脆性高、热变形温度较低、抗冲击性差、热稳定性较差，很大程度上限制了材料的使用场景。

技术实现思路

1、为了解决聚乳酸产品的耐热性及强度性能较差的问题，本发明提出了一种聚乳酸复合板材及其制备方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种聚乳酸复合板材，所述复合板材是由聚乳酸基板和玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板组成的双层复合结构；

4、所述聚乳酸基板的分子量为10～20万，所述聚乳酸基板中包含以下质量含量的组分：70％～85％的聚乳酸，10％～15％的增韧剂poe-g-mah，2.5％～5％的抗氧化剂；

5、所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板中的聚乳酸分子量为10～20万，所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板中包含以下质量含量的组分：38％～57％的聚乳酸纤维，38％～57％的玄武岩纤维，5％～8％的界面相容剂；所述聚乳酸纤维的单丝纤维细度为8dtex～28dtex；所述玄武岩单丝纤维细度≤100dtex。

6、优选地，所述玄武岩纤维的直径为10μm～15μm，长度为2mm～5mm。

7、优选地，所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板的面密度为800g/m2～1200g/m2。

8、优选地，所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板的厚度为所述聚乳酸复合板材厚度的40％～60％。

9、优选地，所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板中的聚乳酸原丝与玄武岩纤维丝的质量比为5:4.5。

10、优选地，所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板的厚度为2.4mm～3.6mm。

11、一种如上所述的聚乳酸复合板材的制备方法，包括如下步骤：

12、s1、分别将聚乳酸纤维和玄武岩纤维进行梳理，并交叉混合铺网，采用开松、梳理和铺网工艺制备成原毡；

13、s2、将原毡置于烘箱中烘干处理，取出后放入平板模压机中压制成型，得到玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板；

14、s3、将聚乳酸树脂熔融处理，然后浇筑在所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板上，采用共挤出工艺制成双面结构的聚乳酸复合板材。

15、优选地，所述烘干处理的温度为180℃～200℃，处理时间为90s～120s。

16、优选地，所述平板模压机的模具温度为40℃～50℃，保压时间为60s～120s。

17、优选地，所述熔融处理的温度为170℃～210℃。

18、与现有技术相比，本发明解决了聚乳酸产品的耐热性及强度性能较差的问题，具体有益效果为：

19、1、本发明采用玄武岩天然纤维对聚乳酸进行补强，其具有优异的耐温性、单丝力学强度、弹性模量、密度、蠕变断裂应力和化学稳定性，耐腐蚀性、力学性能优于普通玻璃纤维，蠕变率则约为芳纶纤维的1/4，工艺能耗仅为碳纤维的1/16，同时其具有疏松多孔的条状微观结构，有良好的吸声降噪作用，应用于汽车内饰中可有效降低车内噪音，给消费者人员带来更好的驾乘体验；

20、2、本发明将聚乳酸板材与综合性能优异的玄武岩纤维毡材共挤成型，成型后的复合板材可直接使用吸塑工艺成型，解决了聚乳酸产品的耐热性及强度性能问题，同时其天然环保可降解，是一种新式的绿色环保内饰板，能有效提高汽车制品的可回收利用率及可再生利用率，符合未来汽车可持续发展的趋势。

技术特征：

1.一种聚乳酸复合板材，其特征在于，所述复合板材是由聚乳酸基板和玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板组成的双层复合结构；

2.根据权利要求1所述的聚乳酸复合板材，其特征在于，所述玄武岩纤维的直径为10μm～15μm，长度为2mm～5mm。

3.根据权利要求1所述的聚乳酸复合板材，其特征在于，所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板的面密度为800g/m2～1200g/m2。

4.根据权利要求1所述的聚乳酸复合板材，其特征在于，所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板的厚度为所述聚乳酸复合板材厚度的40％～60％。

5.根据权利要求1所述的聚乳酸复合板材，其特征在于，所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板中的聚乳酸原丝与玄武岩纤维丝的质量比为5:4.5。

6.根据权利要求1所述的聚乳酸复合板材，其特征在于，所述玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板的厚度为2.4mm～3.6mm。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的聚乳酸复合板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的聚乳酸复合板材的制备方法，其特征在于，所述烘干处理的温度为180℃～200℃，处理时间为90s～120s。

9.根据权利要求7所述的聚乳酸复合板材的制备方法，其特征在于，所述平板模压机的模具温度为40℃～50℃，保压时间为60s～120s。

10.根据权利要求7所述的聚乳酸复合板材的制备方法，其特征在于，所述熔融处理的温度为170℃～210℃。

技术总结
一种聚乳酸复合板材及其制备方法，涉及汽车材料技术领域，解决了聚乳酸产品的耐热性及强度差的问题。复合板材是由聚乳酸基板和玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板组成的双层复合结构；聚乳酸基板分子量为10～20万，乳酸基板中包含以下质量含量组分：70％～85％聚乳酸，10％～15％增韧剂POE‑g‑MAH，2.5％～5％抗氧化剂；玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板中的聚乳酸分子量为10～20万，玄武岩纤维/聚乳酸纤维混合毡板中包含以下质量含量组分：38％～57％聚乳酸纤维，38％～57％玄武岩纤维，5％～8％界面相容剂；聚乳酸纤维单丝纤维细度为8dtex～28dtex；所述玄武岩单丝纤维细度≤100dtex。

技术研发人员：杨天博,罗浩,范喜龙,孙东睿
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13