CN102145553A - 一种环保可回收汽车内饰件玄武岩纤维和麻纤维复合板材及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保可回收汽车内饰件玄武岩纤维和麻纤维复合板材及其生产方法，其复合板材由面层和芯层复合制成毛毡，再经热压成型。芯层由玄武岩纤和麻纤维两种天然纤维以及涤纶纤维和丙纶纤维两种化学纤维混料铺网针刺制成；芯层各组份的重量比为：玄武岩纤维10-30％、麻纤维10-30％、涤纶纤维20-30％、丙纶纤维30-40％。本发明具有密度小质量轻、成本低、强度高、韧性好、可大变形、安全性高、环保可回收等特点。
Description
技术领域
本发明涉及用天然纤维和化学纤维混合制作而成、主要用于汽车内饰的复合板材。
背景技术
随着汽车工业的迅速发展，汽车保有量的飞速增加，人们对于汽车内饰件的质量和环保要求越来越高。汽车内饰件材料朝着绿色环保可回收的方向发展，目前用于汽车内饰件生产的复合基材通常是聚氨酯(PU)板、聚丙烯(PP)木粉板、玻璃钢板等。由于存在有毒化学药品污染方面的缺陷，原有的PU板及PP木粉板等已不能适应现代汽车发展的需要，正逐步被天然纤维复合材料所取代。天然纤维复合材料的加工通常都是把天然纤维和化学纤维混合制成毡子再热压成型。如专利文献(专利号ZL200410041912.X)公开了一种环保型热塑性天然棕麻纤维汽车内饰件复合基材，由中间基板、面料层和底层即胶面层复合制成，面料层采用无纺布，胶面层采用PP膜，中间基板由棕丝、麻纤维、涤纶纤维和丙纶纤维混料铺网制成毛毡，再在中间基板上下两面分别铺设无纺布和PP膜制成复合基材半成品，再加热加压、模压成型。这种板材由于采用了天然棕、麻植物纤维，具有密度小、质量轻、吸湿性好、无毒环保、成本低等优点，是用作汽车内饰件的较为理想的材料。其缺点是制作工艺复杂，生产效率低；天然纤维使用量较少，板材的强度低。
专利文献(公开号：CN 101045310A)公开了一种汽车内饰用天然麻纤维复合板的加工方法，将制作胶面层、中间基层和面料层所需的纤维，按胶面层、中间基层和面料层的顺序通过铺网、针刺成复合麻毡，再经加热辊压成型。通过将板材所需的三层通过针刺固结制成一块复合针刺纤维 毡直接加热辊压成型，减少加工工序，便于大规模生产，提高生产效率。麻纤维的使用量较大，提高了强度，使得拉伸强度大于3MPa，弯曲强度大于2MPa。然而，强度提高的幅度不大，在对强度要求较高的汽车内饰件应用受到限制。
来源于天然玄武岩矿石的玄武岩纤维，具有突出的抗拉性能，其拉伸强度与S型玻璃纤维相当，高于芳纶纤维和通用碳纤维。同时还具有耐高低温性能好，可在-269℃～700℃范围内连续工作；耐酸耐碱，抗氧化，抗辐射，抗紫外线性能强，吸湿性低，绝热隔音，高温过滤性佳，良好的透波性能，抗压缩强度和剪切强度高，优异的耐疲劳性，适用于多种环境等优异性能，且性价比好，是一种纯天然的无机非金属材料。
玄武岩纤维性能上不但全面超过了目前制造复合材料所使用的E型玻璃纤维，而且由玄武岩纤维增强的复合材料没有人体不适宜性，其制品可以与人体长期接触，这是玻璃纤维增强复合材料所不具备的。另外玄武岩纤维突出的综合性能优势以及极高的性能价格比使其在碳纤维和芳纶纤维的竞争中具有明显优势，因此，在制造新型高性能汽车专用料方面玄武岩纤维具有很好的应用前景。
发明内容
本发明目的在于克服上述不足，提供一种密度小、质量轻、成本低、强度高、韧性好、安全性高、环保可回收的汽车内饰件天然玄武岩纤维和麻纤维的复合板材。通过在芯层中添加高强度的天然矿物纤维玄武岩纤维，与麻纤维、丙纶纤维和涤纶纤维混合，同时在面层中添加高弹性的氨纶纤维，分别经过铺网、针刺制成复合毛毡，再经热压成型。本发明大幅度提高了复合板材的强度和韧性，能够用作对强度要求较高的汽车内饰件如汽车顶棚、门内板骨架等的基材。
为实现本发明目的，采用以下技术方案：一种环保可回收汽车内饰件玄武岩纤维和麻纤维复合板材，由芯层和面层组成，芯层由玄武岩纤维和麻纤维两种天然纤维以及涤纶纤维和丙纶纤维两种化学纤维制成，其中各 组份的重量百分比为：玄武岩纤维10-30％、麻纤维10-30％、涤纶纤维20-30％、丙纶纤维30-40％。面层由涤纶纤维、丙纶纤维和氨纶纤维三种化学纤维制成；面层各组份的重量百分比为：涤纶纤维30-40％、丙纶纤维40-50％、氨纶纤维10-20％。
本发明还公开了一种环保可回收汽车内饰件玄武岩纤维和麻纤维复合板材的生产方法，复合板材由面层和芯层复合制成毛毡，再经过热压成型制成；面层和芯层分别由纤维混料铺网针刺制成。
天然矿物纤维玄武岩纤维具有突出的抗拉性能，其拉伸强度与S型玻璃纤维相当，高于芳纶纤维和通用碳纤维；耐酸耐碱，抗氧化，抗辐射，抗紫外线性能强，吸湿性低，极高的隔热隔音性能，高温过滤性佳，良好的透波性能，抗压缩强度和剪切强度高。而且玄武岩纤维增强的复合材料没有人体不适宜性，其制品可以与人体长期接触。但加多了后成型性较差，因此其用量控制在占芯层原料总重量的10-30％。
天然植物纤维麻纤维具有密度小、质量轻、吸湿性好、价格低，但加多以后拉伸强度低，成型性较差，因此其用量控制在占芯层原料总重量的10-30％。
涤纶纤维拉伸和抗压强度高、成型性好、隔音效果好，但分量较重、密度高，价格较高。因此其用量控制在占芯层原料总重量的20-30％，在底层和面层中占30-40％。
丙纶纤维热熔性较高，加热加压后起粘合作用。用以取代有毒的粘结剂。但其价格较高。因此其用量控制在占芯层总重量的40-50％。
氨纶纤维具有高延伸性、低弹性模量和高弹性回复率。可以增加韧性、提高抗冲击能力。
上述纤维经复配后，在保证汽车内饰件复合基材达到所需要的力学强度、成型性及隔音效果的前提下，本发明无毒，环保，且分量低，吸湿性好，成本较低。
具体实施方式
下面将描述本发明的几个实施例，更进一步了解本发明。
实施例1：
第一步：混料
芯层各纤维用量如下：玄武岩纤维20kg、麻纤维20kg、涤纶纤维25kg和丙纶纤维35kg混合均匀制成混合料；面层各纤维用量如下：涤纶纤维15kg、丙纶纤维25kg和氨纶纤维10kg混合均匀制成混合料；
第二步：铺网
将第一步制成的混合料按顺序分别铺展开制成芯层和面层制成复合基材半成品。
第三步：热压成型
将上述复合基材半成品热压成型制成复合板材成品。
实施例2：
芯层各纤维用量如下：玄武岩纤维15kg、麻纤维25kg、涤纶纤维25kg和丙纶纤维35kg混合均匀制成混合料；面层各纤维用量如下：涤纶纤维15kg、丙纶纤维25kg和氨纶纤维10kg混合均匀制成混合料；
其余同例1
实施例3
芯层各纤维用量如下：玄武岩纤维20kg、麻纤维20kg、涤纶纤维25kg和丙纶纤维35kg混合均匀制成混合料；面层各纤维用量如下：涤纶纤维20kg、丙纶纤维20kg和氨纶纤维10kg混合均匀制成混合料；
其余同例1
实施例4
芯层各纤维用量如下：玄武岩纤维20kg、麻纤维20kg、涤纶纤维30kg和丙纶纤维30kg混合均匀制成混合料；面层各纤维用量如下：涤纶纤维15kg、丙纶纤维25kg和氨纶纤维10kg混合均匀制成混合料；
其余同例1
实施例5
芯层各纤维用量如下：玄武岩纤维30kg、麻纤维20kg、涤纶纤维20kg 和丙纶纤维30kg混合均匀制成混合料；面层各纤维用量如下：涤纶纤维15kg、丙纶纤维25kg和氨纶纤维10kg混合均匀制成混合料；
其余同例1。
Claims (4)
1.一种环保可回收汽车内饰件玄武岩纤维和麻纤维复合板材，其特征在于：至少由芯层和面层组成，芯层由玄武岩纤维和麻纤维两种天然纤维以及涤纶纤维和丙纶纤维两种化学纤维制成，其中各组份的重量百分比为：玄武岩纤维10-30％、麻纤维10-30％、涤纶纤维20-30％、丙纶纤维30-40％。
2.如权利要求1所述的环保可回收汽车内饰件玄武岩纤维和麻纤维复合板材，其特征在于：面层由涤纶纤维、丙纶纤维和氨纶纤维三种化学纤维制成。
3.如权利要求2所述的环保可回收汽车内饰件玄武岩纤维和麻纤维复合板材，其特征在于：面层各组份的重量百分比为：涤纶纤维30-40％、丙纶纤维40-50％、氨纶纤维10-20％。
4.如权利要求1-3任一项所述的环保可回收汽车内饰件玄武岩纤维和麻纤维复合板材的生产方法，其特征在于：所述复合板材由面层和芯层复合制成毛毡，再经过热压成型制成；面层和芯层分别由纤维混料铺网针刺制成。
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