一種高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車外飾件用復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材及其制備工藝，板材自上而下依次為面料層、網(wǎng)狀熱熔膠膜、抗沖阻燃層、吸音層、抗沖阻燃層、網(wǎng)狀熱熔膠膜與面料層。工藝為將不同比例的熱塑性樹脂纖維、增強(qiáng)纖維經(jīng)開松機(jī)開松后，再交叉鋪網(wǎng)，并經(jīng)撒粉機(jī)添加不同比例的聚烯烴膠粉與阻燃填料的混合粉末，140℃紅外烘烤，最后經(jīng)不同的針刺工藝針刺后得到纖維增強(qiáng)熱塑性毛氈等，本發(fā)明兼具有優(yōu)異的抗沖、吸音與阻燃性能，有效解決了目前市面上常見底護(hù)板使用過程中遇到的各類難題，此外，本發(fā)明的制備工藝簡便可行，靈活多變，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求對產(chǎn)品的性能進(jìn)行設(shè)計(jì)，優(yōu)化了生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材及其制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車外飾件用復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車底護(hù)板主要用于保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)和車底盤，當(dāng)汽車通過障礙路面時(shí)，底護(hù)板可防止發(fā)動(dòng)機(jī)和車底盤被石頭或其他堅(jiān)硬物質(zhì)擊穿而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)漏油或變速箱殼體損壞等。此夕卜，車底盤裝入汽車底護(hù)板后，可有效降低汽車行駛過程中產(chǎn)生的噪音，從而改善乘坐環(huán)境的舒適性。
[0003]目前，市面上在售的底護(hù)板主要有鋼板、鋁合金、硬塑料與纖維增強(qiáng)塑料四大類。鋼板材質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)底護(hù)板是目前應(yīng)用最多的，材質(zhì)堅(jiān)硬，能很好地抵抗日常行駛中輪胎卷起的泥沙石子的沖擊。但鋼板重量太大，會(huì)給汽車的油耗帶來負(fù)擔(dān)，此外，鋼板在汽車遭受猛烈撞擊時(shí)無法起到理想的緩沖作用，反而變形后可能對車內(nèi)的乘客造成傷害；鋁合金底護(hù)板雖然重量小，不會(huì)增加汽車的油耗，但成本較高，且存在同鋼板類似的安全隱患；硬塑料重量小，有一定的剛性，可抵抗一般的石子沖擊，但抗沖韌性仍有所欠缺，在遭受較強(qiáng)烈的沖擊時(shí)容易開裂；纖維增強(qiáng)塑料則具有重量小、成本低與抗沖性好的優(yōu)點(diǎn)，解決了鋼板、鋁板及硬塑料材質(zhì)所遇到的難題，但在降噪與阻燃方面的開發(fā)并不理想，而隨著現(xiàn)代社會(huì)對汽車乘坐舒適性及安全性的日益重視，這些性能必將成為制約纖維增強(qiáng)塑料底護(hù)板成為主流廣品的關(guān)鍵。
[0004]綜上所述，研制一種兼具優(yōu)異抗沖、吸音及阻燃性能的纖維增強(qiáng)塑料底護(hù)板極具研究價(jià)值與市場潛力。目前，關(guān)于乘用車底護(hù)板的文獻(xiàn)報(bào)道及專利非常少見，大多研究集中于產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)的組合，如CN201484344U、CN302605956S、CN302278734S等，對底護(hù)板的材料選擇、設(shè)計(jì)及加工工藝的關(guān)注較少，尤其是與底護(hù)板的吸音與阻燃性相關(guān)的專利并未見報(bào)導(dǎo)。
[0005]相關(guān)的發(fā)明專利CN101987603A介紹了一種長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯樹脂的乘用車底護(hù)板，其特征在于:以長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯樹脂為原料，從通用擠出機(jī)擠出熔融片材后直接裁切，隨后將熔融片材放入模具中合模成型。該法簡化了步驟，減少了能耗與生產(chǎn)成本；發(fā)明專利CN101987604A則介紹了一種增強(qiáng)聚丙烯樹脂材料的底護(hù)板，其特征在于:由玻璃纖維/礦物增強(qiáng)粉填充聚丙烯組成，制備工藝為先將增強(qiáng)填料與聚丙烯樹脂混合后經(jīng)壓延制得LFT片材，隨后經(jīng)烘箱內(nèi)充分預(yù)熱后直接模壓，該產(chǎn)品質(zhì)輕、成本低，適用于經(jīng)濟(jì)型乘用車底護(hù)。以上兩個(gè)專利并未研究底護(hù)板的吸音與阻燃性能，且涉及的產(chǎn)品適用于是經(jīng)濟(jì)型乘用車，而本發(fā)明專利開發(fā)的是高檔乘用車的底護(hù)板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述提到現(xiàn)階段乘用車底護(hù)板領(lǐng)域所存在的問題，本發(fā)明提供了一種兼具優(yōu)異的抗沖、吸音及阻燃性能的高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材及其制備工藝，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明公開了一種高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材，所述的板材自上而下依次為面料層、網(wǎng)狀熱熔膠膜、抗沖阻燃層、吸音層、抗沖阻燃層、網(wǎng)狀熱熔膠膜與面料層。
[0008]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的抗沖阻燃層為添加了阻燃填料并經(jīng)特殊針刺工藝處理的纖維增強(qiáng)熱塑性材料。
[0009]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的吸音層為添加了熱塑性樹脂膠粉并經(jīng)特殊針刺工藝處理的纖維增強(qiáng)熱塑性材料。
[0010]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的特殊針刺工藝包括針形、針刺深度與針刺密度，針形為錐形、圓形與三角形中的一種或幾種的結(jié)合，針深5?15mm及針密為20?80。
[0011]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的面料層中的面料為表面噴涂了阻水劑、阻燃劑的PET無紡布。
[0012]一種高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材的制備方法，具體步驟如下:
[0013](I)將不同比例的熱塑性樹脂纖維、增強(qiáng)纖維經(jīng)開松機(jī)開松后，再交叉鋪網(wǎng)，并經(jīng)撒粉機(jī)添加不同比例的聚烯烴膠粉與阻燃填料的混合粉末，140°C紅外烘烤，最后經(jīng)不同的針刺工藝針刺后得到纖維增強(qiáng)熱塑性毛氈，包括抗沖阻燃層與吸音層的纖維增強(qiáng)熱塑性毛租；
[0014](2)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂氈首先通過懸浮烘烤裝置，接著在其上下方依次同時(shí)放卷網(wǎng)狀熱熔膠膜與面料，隨后分別進(jìn)入熱壓裝置與冷壓裝置，最后裁切后得乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材。
[0015]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的熱塑性樹脂纖維為改性聚丙烯纖維PP、改性聚酰胺纖維PA、改性聚對苯二甲酸乙二醇纖維PET與聚乳酸纖維PLA中的一種或幾種改性聚合物纖維的混合物。
[0016]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的增強(qiáng)纖維為改性的玻璃纖維、麻纖維、竹纖維與玄武巖纖維中的一種或幾種的混合物，添加量為20%?60%。
[0017]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的聚烯烴膠粉為50?200目的聚乙烯、聚丙烯膠粉中的一種或兩種的混合物，添加量為3%?15%。
[0018]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的阻燃填料為50?400目的改性氫氧化鎂、改性氫氧化鋁與改性膨脹石墨中的一種或幾種的混合物，添加量為3%?15%，填料的改性劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550或KH570。
[0019]采用本發(fā)明的有益效果如下:
[0020]依據(jù)本發(fā)明制得的乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材，兼具有優(yōu)異的抗沖、吸音與阻燃性能，有效解決了目前市面上常見底護(hù)板使用過程中遇到的各類難題，完全具備替代鋼板、鋁合金及硬塑料類底護(hù)板的能力。此外，本發(fā)明所提供的相應(yīng)制備工藝，簡便可行，靈活多變，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求對產(chǎn)品的性能進(jìn)行設(shè)計(jì)，優(yōu)化了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】[0021]圖1為乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為由纖維與膠粉形成的多孔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為市售產(chǎn)品、國外產(chǎn)品與我司產(chǎn)品的吸音測試曲線；
[0024]圖中，I為面料層，2為網(wǎng)狀熱熔膠膜，3為抗沖阻燃層，4為吸音層，5為大粒徑的膠粉，6為小粒徑的膠粉，7為增強(qiáng)纖維。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明:
[0026]實(shí)施例1
[0027](I)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%的聚丙烯纖維、20%的玻璃纖維經(jīng)開松機(jī)開松后，再交叉鋪網(wǎng)，并經(jīng)撒粉機(jī)添加5%、50目的聚乙烯膠粉與200目、10%的氫氧化鋁粉末，隨后在140°C下進(jìn)行紅外烘烤，并采用錐形針頭、針深7_、針密45進(jìn)行針刺，得到抗沖阻燃層3的纖維增強(qiáng)熱塑性毛氈。結(jié)合組成設(shè)計(jì)與針刺工藝，該層具有良好的抗沖性能，且改性氫氧化鋁顆粒均勻分散在材料中，在燃燒過程中可吸熱分解生成水，從而達(dá)到阻燃的效果。因此，該層兼具抗沖與阻燃的功能。
[0028](2)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)45%的聚丙烯纖維、40%的增強(qiáng)纖維7經(jīng)開松機(jī)開松后，再交叉鋪網(wǎng)，并經(jīng)撒粉機(jī)添加15%、150目與80目的聚乙烯膠粉，隨后在140°C下進(jìn)行紅外烘烤，并采用三角形針頭、針深12mm、針密30進(jìn)行針刺，得到抗吸音層4的纖維增強(qiáng)熱塑性毛氈?；烊氩煌降哪z粉后，零維的顆粒(圖2中5、6)與一維的纖維(圖2中7)可形成多孔結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，大大增加了聲音傳播的路徑，使更多的聲能通過摩擦轉(zhuǎn)化為熱能，從而明顯提高材料的吸音性能。
[0029](3)以吸音層4為芯層、抗沖阻燃層3為上下表面疊放好同時(shí)進(jìn)入懸浮烘烤裝置，接著在其上下方依次同時(shí)放卷網(wǎng)狀改性聚乙烯網(wǎng)狀熱熔膠膜2與無紡布面料層1，隨后一同進(jìn)入熱壓裝置，在190°C、20MPa下進(jìn)行熱壓復(fù)合，保壓10s，最后進(jìn)入冷壓裝置，實(shí)現(xiàn)邊壓邊冷卻，保壓時(shí)間30s，裁切后得乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材。
[0030]對得到的板材進(jìn)行彎曲、沖擊、吸音與阻燃測試，并與市售硬塑料底護(hù)、國外的纖維增強(qiáng)熱塑性底護(hù)板產(chǎn)品進(jìn)行各項(xiàng)性能的對比，結(jié)果如下:
【權(quán)利要求】
1.一種高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材，其特征在于，所述的板材自上而下依次為面料層(I)、網(wǎng)狀熱熔膠膜(2)、抗沖阻燃層(3)、吸音層(4)、抗沖阻燃層(3)、網(wǎng)狀熱熔膠膜(2 )與面料層(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材，其特征在于，所述的抗沖阻燃層為添加了阻燃填料并經(jīng)特殊針刺工藝處理的纖維增強(qiáng)熱塑性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材，其特征在于，所述的吸音層為添加了熱塑性樹脂膠粉并經(jīng)特殊針刺工藝處理的纖維增強(qiáng)熱塑性材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材，其特征在于，所述的特殊針刺工藝包括針形、針刺深度與針刺密度，針形為錐形、圓形與三角形中的一種或幾種的結(jié)合，針深5?15mm及針密為20?80。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材，其特征在于，所述的面料層(I)中的面料為表面噴涂了阻水劑、阻燃劑的PET無紡布。
6.一種如權(quán)利要求1或2或3或5所述的高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)將不同比例的熱塑性樹脂纖維、增強(qiáng)纖維(7)經(jīng)開松機(jī)開松后，再交叉鋪網(wǎng)，并經(jīng)撒粉機(jī)添加不同比例的聚烯烴膠粉與阻燃填料的混合粉末，140°C紅外烘烤，最后經(jīng)不同的針刺工藝針刺后得到纖維增強(qiáng)熱塑性毛氈，包括抗沖阻燃層與吸音層的纖維增強(qiáng)熱塑性毛租； (2)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂氈首先通過懸浮烘烤裝置，接著在其上下方依次同時(shí)放卷網(wǎng)狀熱熔膠膜與面料，隨后分別進(jìn)入熱壓裝置與冷壓裝置，最后裁切后得乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材的制備方法，其特征在于，所述的熱塑性樹脂纖維為改性聚丙烯纖維PP、改性聚酰胺纖維PA、改性聚對苯二甲酸乙二醇纖維PET與聚乳酸纖維PLA中的一種或幾種改性聚合物纖維的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材的制備方法，其特征在于，所述的增強(qiáng)纖維(7)為改性的玻璃纖維、麻纖維、竹纖維與玄武巖纖維中的一種或幾種的混合物，添加量為20%?60%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材的制備方法，其特征在于，所述的聚烯烴膠粉為50?200目的聚乙烯、聚丙烯膠粉中的一種或兩種的混合物，添加量為3%?15%。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高性能乘用車底護(hù)板用輕質(zhì)纖維增強(qiáng)熱塑性板材的制備方法，其特征在于，所述的阻燃填料為50?400目的改性氫氧化鎂、改性氫氧化鋁與改性膨脹石墨中的一種或幾種的混合物，添加量為3%?15%，填料的改性劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550或KH570。
【文檔編號】B32B27/18GK103692990SQ201310693910
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】傅華康, 周立, 趙濤, 丁文鵬, 馬國維 申請人:浙江華江科技發(fā)展有限公司