一種複合纖維汽車內飾板及其生產方法
2023-06-03 09:58:46
專利名稱：一種複合纖維汽車內飾板及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車內飾板，特別是涉及一種複合纖維汽車內飾板及其生產方法。
背景技術：
綠色、環保、低碳已成為汽車材料發展的主題詞。天然植物纖維具有密度低、比性能高、價廉、資源豐富、可降解等優點，近年來天然纖維複合材料備受人們關注。國內外已經開展了許多研究工作，有些已經在工業上有很好的應用。然而天然植物纖維的力學性能相對較差，作為增強體材料使用，對樹脂基的性能提高也有限，文獻(Composites Science and Technology, 2003,63 :1287-1296)報導採用黃麻作為增強體、聚乳酸作為基體，採用熱壓的方法製備了複合板材，拉伸強度只提高了將近一倍。中國專利201010142221. 4公開了一種聚乳酸纖維和麻纖維汽車內飾件複合材料，其缺點是複合氈子需經漿液浸泡，採用熱壓和冷壓兩步成型方法制出成品，工藝複雜， 而且複合材料的強度提高不大，在力學性能要求較高的應用上受到限制。另一方面，天然植物纖維的耐熱性較差，加工溫度不能太高也不能太低，太高超過 2500C，麻纖維容易焦糊變質，溫度過低低於150°C，麻纖維不容易軟化，加工性差，使得其對樹脂基材的選擇更為苛刻。中國專利200610168547. 8公開了一種竹纖維/棉麻纖維/聚丁二酸丁二醇酯樹脂構成的汽車內飾板。其缺點是所用生物可降解樹脂聚丁二酸丁二醇酯仍是石油基得來的，並非來源生物質，而且所用的織物聚對苯二甲酸乙二醇PET也來源於石油基，並非生物可降解。
發明內容
本發明旨在提供一種新型綠色環保汽車內飾板及其生產方法。該汽車內飾板能夠進行充分的環保處理，特別是廢棄物可自行降解處理掉，不會汙染環境，包括不增加地球上的二氧化碳，而且工藝簡單容易生產。當其用作汽車門內板、頂棚基材時，安全堅固、綠色環保。為達到這一目的，本發明提供一種複合纖維汽車內飾板，包括基層和非織物或織物表面層，其表面層層壓在所述基層的至少一個表面上，其中，基層由下述複合纖維組成第一纖維聚乳酸纖維；第二纖維麻纖維選自黃麻纖維、劍麻纖維、薴麻纖維、亞麻纖維、大麻纖維或洋麻纖維的至少一種；第三纖維玄武巖纖維；第一纖維、第二纖維、第三纖維的重量百分比滿足以下等式第一纖維第二纖維第三纖維=20 70 10 60 10 60，並且三種纖維總的重量百分比為100%， 所述表面層由聚乳酸纖維組成。
本發明提供了一種生產上述複合纖維汽車內飾板的方法，採取如下步驟(1)第一纖維和第二纖維混料鋪網針刺製成毛氈1，(2)第三纖維製成毛氈2，(3)毛氈1和毛氈2按交替順序鋪呈並層壓在一起，形成預定厚度的氈狀的基層， 該基層的上、下兩表面應為毛氈1 ；(4)將所述的表面層層壓到所述的基層的至少一個表面上；(5)對所述基層和表面層進行熱壓成型，形成預定形狀的複合纖維板。本發明添加天然礦物纖維玄武巖纖維可以彌補強度上的不足。玄武巖纖維，來源於天然玄武巖礦石，具有突出的抗拉性能，其拉伸強度與S型玻璃纖維相當，高於芳綸纖維和通用碳纖維。同時還具有耐高低溫性能好，可在_269°C 700°C範圍內連續工作；耐酸耐鹼，抗氧化，抗輻射，抗紫外線性能強，吸溼性低，絕熱隔音，高溫過濾性佳，良好的透波性能，抗壓縮強度和剪切強度高，優異的耐疲勞性，適用於多種環境等優異性能，是一種純天然的高性能無機纖維材料。玄武巖纖維性能上不但全面超過了目前製造複合材料所使用的 E型玻璃纖維，而且由玄武巖纖維增強的複合材料沒有人體不適宜性，其製品可以與人體長期接觸，這是玻璃纖維增強複合材料所不具備的。另外，玄武巖纖維突出的綜合性能優勢以及極高的性能價格比使其在碳纖維和芳綸纖維的競爭中具有明顯優勢，因此，在製造新型高性能汽車複合材料方面具有很好的應用前景。聚乳酸是一種以可再生的植物資源主要是玉米為原料經過化學合成製備的生物降解高分子。由於聚乳酸以生物質資源為原料的生物高分子，擺脫了對石油資源的依賴，降解產生的二氧化碳和水可以返回自然界，維持了自然界「碳循環平衡」。所以，聚乳酸的開發應用，能夠減少廢棄高分子材料對環境的白色汙染， 節省石油資源，抑制由於二氧化碳淨排放量增加而導致的地球溫室效應的加劇，能夠滿足可持續發展的要求。而且聚乳酸的熔點在150°C 180°C之間，更容易和麻纖維複合熱壓成型。本發明以聚乳酸纖維為聚合物粘合劑，粘結麻纖維和玄武巖纖維，其中麻纖維主要起吸能抗衝擊的作用，玄武巖纖維作骨架增強體起增強作用，這樣製備具有高強度抗衝擊的汽車內飾板，安全性更高，所有組分在使用後均可自行降解處理掉，實現真正的綠色環保、零碳排放，而且製備工藝簡單可行。由聚乳酸纖維、麻纖維和玄武巖纖維組成的複合板，沒有使用石化材料，所以是完全環境友好材料。而且，聚乳酸纖維做成的表面層與聚乳酸纖維和麻纖維混合物製成的基層直接熱壓粘合而形成板材，因此並不需要單獨粘合劑，而且簡化了生產工藝和降低了生產成本。另外，玄武巖纖維的使用，可以充分滿足大塊襯墊的剛性要求，而且由於聚乳酸纖維牢牢地粘合於麻纖維和玄武巖纖維，使得這些纖維不能從聚乳酸中剝離，這樣一來，粘合後的形狀可以得到很好的保持，可以製得三維深拉伸的汽車內飾板。另外，製得的汽車內飾板沒有使用任何有害物質如溶劑、粘合劑等，所以是環境友好的。汽車內飾板可以進一步應用製成汽車頂棚、門內板等。在這種情況下，基層中包含 10 60%玄武巖纖維，可以充分滿足大塊襯墊的剛性要求，從而保證了汽車頂棚、門內板的安全堅固。
圖1為本發明實施例的一種生產工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。參見圖1，將麻纖維和聚乳酸纖維短切均勻混合，投入開松機內開松處理，通過氣流輸送至梳理機進行梳理成形，再送入鋪網機中交叉鋪網，將鋪好的網按要求疊好後送入預針刺機中進行預針刺成氈，將預針刺好的氈繼續送入主針刺機中進行主針刺，形成麻纖維和聚乳酸纖維複合的毛氈1。將玄武巖纖維編織成毛氈2。按毛氈1、毛氈2的交替順序鋪呈並層壓在一起，形成預定厚度的氈狀的基層，該基層的上、下兩表面應為毛氈1 ；將聚乳酸纖維織物或非織物表面層層壓到基層的至少一個表面上；再對基層和表面層加熱後 (加熱溫度180 220°C，加熱時間50 200s)，加壓(壓力10 30MPa，加壓時間20 100s)，使得聚乳酸纖維與麻纖維和玄武巖纖維彼此粘合在一起，形成預定形狀的複合纖維板，最後製成成品。實施例1 按照下面的重量稱取原料(kg)聚乳酸纖維50，黃麻纖維30，玄武巖纖維20 ；生產汽車內飾板的方法(1)將50kg長度為5 20cm的聚乳酸纖維和30kg長度為5 20cm的黃麻纖維均勻混合；(2)投入開松機內開松處理；(3)通過氣流輸送至梳理機進行梳理成形；(4)再送入鋪網機中交叉鋪網；(5)將鋪好的網按要求疊好後送入預針刺機中進行預針刺成氈；(6)將預針刺好的氈繼續送入主針刺機中進行主針刺，形成麻纖維和聚乳酸纖維複合的毛氈1 ；(7)將20kg玄武巖纖維編織成毛氈2 ；(8)按毛氈1、毛氈2、毛氈1的交替順序鋪呈並層壓在一起，形成預定厚度的氈狀的基層；(9)將聚乳酸纖維織物表面層層壓到基層的至少一個表面上；(10)對基層和表面層加熱後(加熱溫度200°C，加熱時間100s)，加壓(壓力 20MPa，加壓時間50s)，使得聚乳酸纖維與麻纖維和玄武巖纖維彼此粘合在一起，形成預定形狀的複合纖維板，最後製成成品。實施例2 按照下面的重量稱取原料(kg)聚乳酸纖維50，劍麻纖維25，玄武巖纖維25 ；生產汽車內飾板的方法(1)將50kg長度為5 20cm的聚乳酸纖維和25kg長度為5 20cm的劍麻纖維均勻混合；(2)投入開松機內開松處理；(3)通過氣流輸送至梳理機進行梳理成形；
(4)再送入鋪網機中交叉鋪網；(5)將鋪好的網按要求疊好後送入預針刺機中進行預針刺成氈；(6)將預針刺好的氈繼續送入主針刺機中進行主針刺，形成麻纖維和聚乳酸纖維複合的毛氈1 ；(7)將25kg玄武巖纖維編織成毛氈2 ；(8)按毛氈1、毛氈2、毛氈1、毛氈2、毛氈1的交替順序鋪呈並層壓在一起，形成預定厚度的氈狀的基層；(9)將聚乳酸纖維織物表面層層壓到基層的至少一個表面上；(10)對基層和表面層加熱後(加熱溫度210°C，加熱時間100s)，加壓(壓力 20MPa，加壓時間80s)，使得聚乳酸纖維與麻纖維和玄武巖纖維彼此粘合在一起，形成預定形狀的複合纖維板，最後製成成品。實施例3 按照下面的重量稱取原料(kg)聚乳酸纖維40，大麻纖維20，亞麻20，玄武巖纖維20 ；生產汽車內飾板的方法(1)將40kg長度為5 20cm的聚乳酸纖維、20kg長度為5 20cm的大麻纖維和 20kg長度為5 20cm的亞麻纖維均勻混合；(2)投入開松機內開松處理；(3)通過氣流輸送至梳理機進行梳理成形；(4)再送入鋪網機中交叉鋪網；(5)將鋪好的網按要求疊好後送入預針刺機中進行預針刺成氈；(6)將預針刺好的氈繼續送入主針刺機中進行主針刺，形成麻纖維和聚乳酸纖維複合的毛氈1 ；(7)將20kg玄武巖纖維編織成毛氈2 ；(8)按毛氈1、毛氈2、毛氈1的交替順序鋪呈並層壓在一起，形成預定厚度的氈狀的基層；(9)將聚乳酸纖維織物表面層層壓到基層的至少一個表面上；(10)對基層和表面層加熱後(加熱溫度210°C，加熱時間80s)，加壓(壓力25MPa， 加壓時間50s)，使得聚乳酸纖維與麻纖維和玄武巖纖維彼此粘合在一起，形成預定形狀的複合纖維板，最後製成成品。實施例4 按照下面的重量稱取原料(kg)聚乳酸纖維40，劍麻纖維10，薴麻纖維10，洋麻纖維10，玄武巖纖維30 ；生產汽車內飾板的方法(1)將40kg長度為5 20cm的聚乳酸纖維、IOkg長度為5 20cm的劍麻纖維、 IOkg長度為5 20cm的薴麻纖維和IOkg長度為5 20cm的洋麻纖維均勻混合；(2)投入開松機內開松處理；(3)通過氣流輸送至梳理機進行梳理成形；(4)再送入鋪網機中交叉鋪網；
(5)將鋪好的網按要求疊好後送入預針刺機中進行預針刺成氈；(6)將預針刺好的氈繼續送入主針刺機中進行主針刺，形成麻纖維和聚乳酸纖維複合的毛氈1 ；(7)將30kg玄武巖纖維編織成毛氈2 ；(8)按毛氈1、毛氈2、毛氈1、毛氈2、毛氈1、毛氈2、毛氈1的交替順序鋪呈並層壓在一起，形成預定厚度的氈狀的基層；(9)將聚乳酸纖維織物表面層層壓到基層的至少一個表面上；(10)對基層和表面層加熱後(加熱溫度2200C，加熱時間150s)，加壓(壓力25MPa,加壓時間100s)，使得聚乳酸纖維與麻纖維和玄武巖纖維彼此粘合在一起，形成預定形狀的複合纖維板，最後製成成品。
權利要求
1.一種複合纖維汽車內飾板，包括基層和非織物或織物表面層，所述表面層層壓在所述基層的至少一個表面上，其特徵在於所述的基層由下述複合纖維組成第一纖維聚乳酸纖維；第二纖維麻纖維選自黃麻纖維、劍麻纖維、薴麻纖維、亞麻纖維、大麻纖維或洋麻纖維的至少一種；第三纖維玄武巖纖維；所述的第一纖維、第二纖維、第三纖維的重量百分比滿足一下等式第一纖維第二纖維第三纖維=20 70 10 60 10 60，並且三種纖維總的重量百分比為100% ； 以及所述的表面層由聚乳酸纖維組成。
2.一種根據權利要求1所述的複合纖維汽車內飾板的生產方法，其特徵在於，採取如下步驟(1)第一纖維和第二纖維混料鋪網針刺製成毛氈1；(2)第三纖維製成毛氈2；(3)毛氈1和毛氈2按交替順序鋪呈並層壓在一起，形成預定厚度的氈狀的基層，該基層的上、下兩表面應為毛氈1 ；(4)將所述的表面層層壓到所述的基層的至少一個表面上；(5)對所述基層和表面層進行熱壓成型，形成預定形狀的複合纖維板。
全文摘要
本發明涉及一種複合纖維汽車內飾板及其生產方法。所述汽車內飾板，包含基層和層壓在基層的至少一個表面上的非織物或織物表面層。基層由下述複合纖維組成第一纖維聚乳酸纖維；第二纖維麻纖維選自黃麻纖維、劍麻纖維、薴麻纖維、亞麻纖維、大麻纖維或洋麻纖維的至少一種；第三纖維玄武巖纖維；三種纖維的重量百分比滿足以下等式第一纖維∶第二纖維∶第三纖維＝20～70∶10～60∶10～60，並且三種纖維總的重量百分比為100％。表面層由聚乳酸纖維組成。本發明可製成三維深拉伸的高強度汽車內飾板，當其用作汽車門內板、頂棚基材時，安全堅固、綠色環保。
文檔編號B32B5/26GK102166842SQ20101060430
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者張萬喜, 梁繼才, 陳廣義, 魏志勇 申請人:大連理工大學