CN103171235A - 一种芯层可膨胀轻质层压板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯层可膨胀轻质层压板的生产方法，属于工业生产热塑性复合材料技术领域。该层压板由改性聚丙烯（PP）片材、无纺布芯层、聚乙烯（PE）膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）无纺布构成，属于典型的三明治结构板材；具体按照下述步骤生产：将无纺布芯层铺设在PP片材上，然后再在无纺布芯层上面铺PE薄膜，最后将PET无纺布铺在PE膜的上面。再将三明治结构板材经过140-220℃烘焙塑化，然后在160-240℃热压成型，最后经压辊冷却，制备得到轻质层压板。热压成型时无纺布芯层中玻璃纤维取向，使芯层经历一次膨胀及再压缩过程，由此得到的层压板内部结构较为疏松，导热系数低，因而具有更好的隔热性能。
Description
技术领域
本发明属于工业生产热塑性复合材料技术领域，涉及一种生产轻质层压板热塑性复合材料工艺。
背景技术
玻璃纤维增强聚丙烯复合纤维材料织物剪裁性好，可用低压力模塑迅速成型为均质的结构，热塑性纤维分布紧密且均匀，玻璃丝能非常迅速的浸溃和浸透，复合材料制品耐冲击和耐腐蚀性好，且成型迅速，比强度高，容易回收，用它制作的产品纤维含量可达40%-60%，它可用低压力模塑成形为均质的结构，制成大面积制品，大大降低热塑性复合材料的成本。
顶棚和侧后围护板是汽车内饰板的重要组成部分，其作用是在装饰车内空间的同时起到隔热、降噪、提高乘员乘坐的舒适性和安全性的效果。该类产品一般由树脂基材、缓冲层和表面装饰材料组成，三者通过热压复合并成型为具有一定刚性的内饰件。
发明内容
本发明的目是提供一种芯层可膨胀轻质层压板的生产方法。
本发明的技术方案如下：
本发明公开了一种轻质层压板的生产方法，该层压板由改性聚丙烯（PP）片材、无纺布芯层、聚乙烯（PE）膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）无纺布构成，属于典型的三明治结构板材；具体按照下述步骤生产：将无纺布芯层铺设在PP片材上，然后再在无纺布芯层上面铺PE薄膜，最后将PET无纺布铺在PE膜的上面。再将三明治结构板材经过140-220℃烘焙塑化，然后在160-240℃热压成型，最后经压辊（辊筒温度40-60℃）冷却，制备得到轻质层压板。
其中所述的无纺布芯层的制备方法，按照下述步骤进行：采用混合玻璃纤维与聚丙烯纤维共混，经过开松、梳理、铺网、针刺、成型针刺制得，所制得的无纺布厚度2-6mm；其中混合玻璃纤维是由不同长度的玻璃纤维组成，混合玻璃纤维长度为10-100mm，混合玻璃纤维的添加量为聚丙烯纤维的以质量比计为10-60%。
其中所述的无纺布芯层的制备方法，其中针刺为普通针刺、叉形刺针、侧开叉刺针的一种或几种组成。
其中所述的无纺布芯层的制备方法，所述玻璃纤维是由无碱玻璃纤维、高模量玻璃纤维、耐高温玻璃纤维和高强玻璃纤维的一种或几种组成。
其中所述的无纺布芯层的制备方法，所述混合玻璃纤维，是由不同长度的玻璃纤维组成，混合玻璃纤维长度为30-60mm。
其中所述的无纺布芯层的制备方法，所述混合玻璃纤维添加量优选为聚丙烯纤维质量的20-40 %.
其中所述的改性PP片材，是由PP（包括共聚PP和均聚PP）添加聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）共混制得，其面密度为100-500克/平方米；
上述PE膜的面密度为30-60克/平方米；
上述PET无纺布的面密度为100-300克/平方米；
上述三明治结构板材烘焙塑化，所述烘焙温度140-220℃，优选温度是160-200℃。
上述热压成型，所述热压成型温度160-240℃，优选180-220℃。
本发明制备的轻质板材的芯层中，玻璃纤维被聚丙烯树脂粘连并保持着压缩卷曲状态，加热成型时，随着聚丙烯树脂的熔融，玻璃纤维克服熔体粘接力而得以伸展，表现为板材膨胀。经测试膨胀率可达到180%-300%。
在热压成型时无纺布芯层中玻璃纤维取向，使芯层经历一次膨胀及再压缩过程，由此得到的层压板内部结构较为疏松，导热系数低，因而具有更好的隔热性能。中间层无方向的玻璃纤维与表面层的有取向玻璃纤维（对应拉力和压力方向）使材料同时具有高刚度和低单位面积重量的特点。能满足汽车、轮船等高载荷防护部件的使用要求，具有广泛应用前景。
具体实施方式：
以下结合实施例，对本发明来进一步说明，但并不限制本发明。除非另有说明，在实施例中所有份数和百分比均以质量计。
实施例1
制备无纺布芯层。取100份聚丙烯纤维和20份一定配比的长短玻璃纤维。经过粗开松机充分混合开松，然后由输棉风送至混棉箱，均匀延绵，再由风机输送至精开松机，精开松后，由风机输送至梳理机，梳理机将开松处理的纤维梳理成均匀分布的纤维网，经吹气输棉输送至铺网机上，铺网机将梳理好的纤维网进行铺网铺成多层纤维网，然后通过喂入机将纤维网输送至预针刺机，预刺机对纤维网经行预刺，预刺后的纤维网经过主刺机进行定型针刺，然后由成卷切边机把主针刺好的无纺布修边成卷处理，制得无纺布。
制备夹芯板。根据夹芯产品结构，将无纺布芯层铺设在PP片材上，然后再在无纺布芯层上面铺PE薄膜，最后将PET无纺布铺在PE膜的上面。将上述铺设好的具有三明治结构的板材芯层送入烘箱中在220℃烘焙塑化、熔融浸渍，然后通过连续的热压复合、经充分的冷却定型、按尺寸修边得到成品。
实施例2
制备无纺布芯层。取100份聚丙烯纤维和40份不同长度的玻璃纤维。经过粗开松机充分混合开松，然后由输棉风送至混棉箱，均匀延绵，再由风机输送至精开松机，精开松后，由风机输送至梳理机，梳理机将开松处理的纤维梳理成均匀分布的纤维网，经吹气输棉输送至铺网机上，铺网机将梳理好的纤维网进行铺网铺成多层纤维网，然后通过喂入机将纤维网输送至预针刺机，预刺机对纤维网经行预刺，预刺后的纤维网经过主刺机进行定型针刺，然后由成卷切边机把主针刺好的无纺布修边成卷处理，制得无纺布。
制备夹芯板。根据夹芯产品结构，将无纺布芯层铺设在PP片材上，然后再在无纺布芯层上面铺PE薄膜，最后将PET无纺布铺在PE膜的上面。将上述铺设好的具有三明治结构的板材送入烘箱中在140℃烘焙塑化、熔融浸渍，然后通过连续的热压复合（辊筒温度180℃）、经充分的冷却定型（辊筒温度50℃）、按尺寸修边得到成品。
实施例3
制备无纺布芯层。取100份聚丙烯纤维和30份不同长度的玻璃纤维。经过粗开松机充分混合开松，然后由输棉风送至混棉箱，均匀延绵，再由风机输送至精开松机，精开松后，由风机输送至梳理机，梳理机将开松处理的纤维梳理成均匀分布的纤维网，经吹气输棉输送至铺网机上，铺网机将梳理好的纤维网进行铺网铺成多层纤维网，然后通过喂入机将纤维网输送至预针刺机，预刺机对纤维网经行预刺，预刺后的纤维网经过主刺机进行定型针刺，然后由成卷切边机把主针刺好的无纺布修边成卷处理，制得无纺布。
制备夹芯板。根据夹芯产品结构，将无纺布芯层铺设在PP片材上，然后再在无纺布芯层上面铺PE薄膜，最后将PET无纺布铺在PE膜的上面。将上述铺设好的具有三明治结构的板材芯层送入烘箱中在200℃烘焙塑化、熔融浸渍，然后通过连续的热压复合（辊筒温度180℃）、经充分的冷却定型（辊筒温度50℃）、按尺寸修边得到成品。
制备的层压板，测试性能如下表：
| 性能 | 测试标准 | 数值 |
| 面密度（g*m-2） | -- | 700-2100 |
| 拉伸强度（MPa） | GB/T1004.4-2006 | 40-135 |
| 弯曲强度（/MPa） | GB/T9431-2000 | 60-145 |
| 冲击强度（ KJ*m-2） | GB/T1843-1996 | 20-100 |
| 导热系数（W/m*K ） | GB/T 8722-2008 | 0.027-0.048 |
| 热变形温度（℃） | GB/T 1634.2 | 123-146 |
从上面表格可以看出，本发明制得的层压板，由于芯层膨胀再压缩过程中产生很多细小泡孔，因而导热系数低，同时泡孔结构也使其具有较好的吸音性。中间层无方向的玻璃纤维与表面层的有取向玻璃纤维（对应拉力和压力方向）使材料同时具有高刚度和低单位面积重量的特点，因而面密度较低而冲击强度很高，具有很好的耐冲击性。能满足汽车、轮船等高载荷防护部件的使用要求，具有广泛应用前景。
Claims (10)
1.一种轻质层压板的生产方法，其特征在于该层压板由改性聚丙烯片材、无纺布芯层、聚乙烯膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布构成，属于典型的三明治结构板材；具体按照下述步骤生产：将无纺布芯层铺设在改性聚丙烯片材上，然后再在无纺布芯层上面铺聚乙烯薄膜，最后将聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布铺在聚乙烯膜的上面；再将三明治结构板材经过140-220℃烘焙塑化，然后在160-240℃热压成型，最后经辊筒温度40-60℃的压辊冷却，制备得到轻质层压板。
2.根据权利要求1所述的一种轻质层压板的生产方法，其特征在于其中所述的无纺布芯层的制备方法，按照下述步骤进行：采用混合玻璃纤维与聚丙烯纤维共混，经过开松、梳理、铺网、针刺、成型针刺制得，所制得的无纺布厚度2-6mm；其中混合玻璃纤维是由不同长度的玻璃纤维组成，混合玻璃纤维长度为10-100mm，添加量为聚丙烯纤维的10-60wt%，在无纺布中能够更好的起到3D骨架效果。
3.根据权利要求2所述的一种轻质层压板的生产方法，其特征在于其中所述的无纺布芯层的制备方法，其中针刺为普通针刺、叉形刺针、侧开叉刺针的一种或几种组成。
4.根据权利要求2所述的一种轻质层压板的生产方法，其特征在于其中所述的无纺布芯层的制备方法，所述玻璃纤维是由无碱玻璃纤维、高模量玻璃纤维、耐高温玻璃纤维和高强玻璃纤维的一种或几种组成。
5.根据权利要求2所述的一种轻质层压板的生产方法，其特征在于其中所述的无纺布芯层的制备方法，所述混合玻璃纤维，是由不同长度的玻璃纤维组成，玻璃纤维长度为30-60mm，所述混合玻璃纤维添加量优选为聚丙烯纤维质量的20-40 %。
6.根据权利要求1所述的一种轻质层压板的生产方法，其特征在于其中所述的改性聚丙烯片材，是由共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中一种或两种共混物中添加聚丙烯接枝马来酸酐共混制得，其面密度为100-500克/平方米。
7.根据权利要求1所述的一种轻质层压板的生产方法，其特征在于其中所述聚乙烯膜的面密度为30-60克/平方米。
8.根据权利要求1所述的一种轻质层压板的生产方法，其特征在于所述聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布的面密度为100-300克/平方米。
9.根据权利要求1所述的一种轻质层压板的生产方法，其特征在于所述三明治结构板材烘焙塑化是160-200℃。
10.根据权利要求1所述的一种轻质层压板的生产方法，其特征在于所述热压成型温度为180-220℃。
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