專利名稱：特別用于頂棚內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的制作方法
特別用于頂棚內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料本發(fā)明涉及纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，包括兩個纖維復(fù)合層和它們之間的軟木層，以及涉及其作為成型制品一例如用于汽車內(nèi)飾、更具體地用于頂棚內(nèi)襯結(jié)構(gòu)一的用途。用于汽車的大面積內(nèi)飾組件(例如頂棚內(nèi)襯)迄今主要由聚氨酯和玻璃纖維的熱固性復(fù)合材料制成。這類復(fù)合材料在熱壓機下由硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料——其用基于二苯基甲烷二異氰酸酯(PMDI)的聚氨酯粘合劑浸潰——和在其雙面上施用的玻璃纖維無紡布通過模塑和聚合而制備。所使用的材料不是沒有問題的。處理PMDI需要保障和遵守嚴格的工作場所的安全措施?；诰郯滨ヅ菽芰系慕M分幾乎不能循環(huán)利用。類似地，使用玻璃纖維具有玻璃纖維飛灰和皮膚刺激的風(fēng)險并且因此需要特殊的職業(yè)衛(wèi)生措施。包含玻璃纖維的材料的熱回收由于玻璃碎渣殘留物而存在問題。因此需要可替代的用于大面積汽車成型體的結(jié)構(gòu)材料。本發(fā)明的一個目的是提供這種結(jié)構(gòu)材料。所述材料應(yīng)通常被職業(yè)衛(wèi)生學(xué)者認定是安全的并能循環(huán)利用。 我們發(fā)現(xiàn)該目的可由一種纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料實現(xiàn)，其按順序(i)-(iii)包括(i)第一纖維復(fù)合層；(ii)軟木層；(iii)第二纖維復(fù)合層。所述纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料包括兩個作為外層的纖維復(fù)合層。所述纖維復(fù)合層可以僅包括合成纖維。優(yōu)選地，所述纖維復(fù)合層包括天然纖維?？纱嬖谟谒隼w維復(fù)合層中的天然纖維的實例有棉纖維、劍麻纖維、亞麻纖維、大麻纖維、亞麻子纖維和黃麻纖維。所述纖維復(fù)合層(i)和(iii)通常以織物的形式存在。無紡布(人造短纖維或紡粘布)特別合適，但紡織物和針織物也是可行的。優(yōu)選天然纖維的無紡布，例如棉和劍麻的無紡布。它們的性質(zhì)接近玻璃纖維無紡布的性質(zhì)。所述天然纖維可以以與合成纖維的混合物形式存在，例如與聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維或聚丙烯腈纖維的混合物。所述制造的聚合物纖維的比例可最高達50重量％，優(yōu)選最高達30重量％且更優(yōu)選最高達10重量％。在一個特別優(yōu)選的實施方案中，除所述天然纖維外沒有合成纖維。在本發(fā)明另一個實施方案中，所述纖維復(fù)合層僅包括合成纖維，例如上文所述的合成纖維，或PET或PBT的聚酯纖維。所述無紡布可以處于機械、熱或化學(xué)預(yù)粘合(prebonded)狀態(tài)。熱預(yù)粘合無紡布可通過例如搭配使用合成的粘合纖維且在壓延機中熱處理而得到。所述無紡布、紡織物和針織物優(yōu)選經(jīng)可熱交聯(lián)粘合劑浸潰。合適的可熱交聯(lián)粘合劑為基于以下物質(zhì)的粘合劑可交聯(lián)聚丙烯酸、丙烯酸-馬來酸共聚物、甲醛樹脂(例如脲醛(UF)樹脂、酚醛(PF)樹脂、三聚氰胺-甲醛(MF)樹脂和三聚氰胺-脲醛(MUF)樹脂)、可交聯(lián)水性分散體(例如可交聯(lián)苯乙烯-丁二烯分散體、苯乙烯-丙烯酸酯分散體和純的丙烯酸酯分散體)。甲醛樹脂和水性分散體的結(jié)合物也是可行的。在本發(fā)明的一個實施方案中，基于丙烯酸-馬來酸共聚物和作為交聯(lián)劑的三乙醇胺的可熱交聯(lián)粘合劑——其記載于例如EP O 882 093
BI—被用作所述無紡布、紡織物和針織物的粘合劑。所述纖維復(fù)合層的基重通常為彡400g/m2，優(yōu)選為< 200g/m2且更優(yōu)選為< 150g/m2。對于汽車頂棚內(nèi)襯，其更具體地在100至150g/m2的范圍內(nèi)。所述纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的中間層是軟木層(ii)。所述軟木層由粘合劑粘合的軟木團塊組成，且可由具有不同粒度的粒狀軟木形成。選擇某些粒度使得可實現(xiàn)特定的軟木層密度。通常，使用密度為< 200kg/m3的軟木層。所述軟木層的厚度通常為4-6mm，且所述軟木層的基重通常為< 500g/m2。對于汽車頂棚內(nèi)襯，與兩個天然纖維復(fù)合層(i)和(iii)形成的整個層狀復(fù)合材料的基重應(yīng)為< 800g/m2。所述軟木層與合適的熱塑性粘合劑或熱固性粘合劑預(yù)粘合且優(yōu)選以未固化的形式使用。因此，所述軟木層非常柔軟且易于塑型。優(yōu)選基于以下物質(zhì)的上述可熱交聯(lián)粘合齊U:可交聯(lián)丙烯酸酯、包含丙烯酸酯的共聚物、可交聯(lián)水性分散體以及聚氨酯體系，如用于浸潰所述天然纖維復(fù)合層的那些。
本發(fā)明纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料通過熱塑所述層狀復(fù)合材料且使所述粘合劑熱交聯(lián)而制備。一種可熱交聯(lián)粘合劑至少存在于所述纖維復(fù)合層中。為此，將第一纖維復(fù)合層、軟木層和第二纖維復(fù)合層在未固化的狀態(tài)下依次層疊放置且根據(jù)需要進行三維塑形然后在熱壓機中進行熱交聯(lián)。纖維復(fù)合層和軟木層的固化在熱壓機中進行。根據(jù)結(jié)構(gòu)(無紡布重量、軟木密度、粘合劑份數(shù))，機械性質(zhì)可以在寬范圍內(nèi)改變且符合需求。因此本發(fā)明的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料滿足相關(guān)的規(guī)格。所述纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料可易于循環(huán)利用。在熱回收中沒有玻璃碎渣產(chǎn)生。本發(fā)明的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料可用于制造大面積的汽車內(nèi)飾制品。實例有頂棚內(nèi)襯、行李架和后備箱內(nèi)襯。所述纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料也可用于制造家具，例如學(xué)校家具。通常，它們可用于制造在熱壓機中成型的成型制品。一種優(yōu)選的應(yīng)用是將所述纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料——優(yōu)選包含由天然纖維制成的纖維復(fù)合層的天然纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料——用于制造頂棚內(nèi)襯。
實施例由Acrodur粘合的軟木載體組成的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的制備如下，其中所述Acrodur粘合的軟木載體的雙面用同樣的Acrodur粘合的無紡布加固I.制備軟木載體向容器中首先裝入206g具有3%的常規(guī)含水量的軟木。在攪拌下，在2分鐘內(nèi)加入16g固含量為50%的Acrodur可熱固化的無苯酹且無甲醒的活性丙烯酸酯樹脂。如此設(shè)定的軟木與粘合劑的比例為100:4(基于干組分計)。軟木/Acrodur混合物的含水量為6. 4%。將規(guī)格為15X 15cm、高IOcm且體積為2250cm3的方形金屬模具在可加熱的壓機中于10分鐘內(nèi)加熱到130° C。稱取216g軟木-粘合劑混合物加入如此預(yù)熱的模具中。用7cm厚的穿孔蓋封閉所述模具使內(nèi)容物壓縮至3cm厚。預(yù)定的體積是指獲得O. 24g/cm3的所需密度。在130° C下在熱壓機中的停留時間是60分鐘。加壓結(jié)束后，所述軟木板從模具中移出。頂棚內(nèi)襯所需的4mm厚的軟木載體隨后由所述塊狀材料鋸得。2.浸潰棉-劍麻外層無紡布
將基重為100g/m2的無紡布用Acrodur 9501浸潰。為此,所述Acrodur用水稀釋至40%然后通過向其中攪入空氣而調(diào)整至密度為450g/cm3。在標準條件下用實驗室用軋染機(Laborfoulard)將所述無紡布用所述泡沫浸潰。粘合劑量設(shè)定為100g/m2。在浸潰后，所述無紡布在干燥箱中在70° C下干燥至殘留含水量為18%。3.制作頂棚內(nèi)襯件在200° C，將一個規(guī)格為30X 30cm的鋸得的軟木盤——其雙側(cè)有Acrodur-粘合的無紡布一模壓成型60秒至4mm厚。加壓結(jié)束后，尺寸穩(wěn)定的組件可以脫模。其密度為
O.24g/cm3 且基重為約 1000g/m2。將如此獲得的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料進行機械測試。結(jié)果總結(jié)于下表
權(quán)利要求
1.一種纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，按順序(i)-(iii)包含 (i)第一纖維復(fù)合層； ( )軟木層； (iii)第二纖維復(fù)合層。
2.權(quán)利要求I的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其中所述第一纖維復(fù)合層和第二纖維復(fù)合層包括天然纖維。
3.權(quán)利要求I或2的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其中所述第一纖維復(fù)合層和第二纖維復(fù)合層包括選自棉纖維、劍麻纖維、亞麻纖維、大麻纖維、亞麻子纖維和黃麻纖維的天然纖維。
4.權(quán)利要求I至3中任一項的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其中所述第一纖維復(fù)合層和第二纖維復(fù)合層包括天然纖維的無紡布、紡織物或針織物。
5.權(quán)利要求I至4中任一項的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其中所述第一纖維復(fù)合層和第二纖維復(fù)合層在未固化的狀態(tài)下包括可熱交聯(lián)的粘合劑。
6.權(quán)利要求I至5中任一項的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其中所述軟木層在未固化的狀態(tài)下包括可熱交聯(lián)的粘合劑。
7.權(quán)利要求I至6中任一項的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其為汽車內(nèi)飾件的形式。
8.一種制備權(quán)利要求I至6中任一項的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的方法，其中將第一纖維復(fù)合層、軟木層和第二纖維復(fù)合層在未固化的狀態(tài)下依次層疊放置且根據(jù)需要進行成型并在熱壓機中進行熱交聯(lián)。
9.權(quán)利要求I至7中任一項的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料用于制造頂棚內(nèi)襯的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其按順序(i)-(iii)包括(i)第一纖維復(fù)合層；(ii)軟木層；(iii)第二纖維復(fù)合層。
文檔編號B32B9/04GK102821943SQ201180015820
公開日2012年12月12日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者M·卡爾比 申請人:巴斯夫歐洲公司