CN111376489A

CN111376489A - 一种遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺

Info

Publication number: CN111376489A
Application number: CN201811638123.2A
Authority: CN
Inventors: 花东龙; 陈荣枝; 何斐鲁; 周立; 马国维; 陈佳扬; 方晶; 吕超目; 曹安东; 赵程波
Original assignee: Zhejiang Huajiang Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Huajiang Technology Co ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2020-07-07

Abstract

本发明提供一种低气味低VOC高强度遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺。本发明的板材自上而下依次为面料层、热熔胶膜、纤维增强热塑性树脂毡、热熔胶膜和面料层，并通过连续滚压装置和热辐射加热或热板加热方式结合工艺制备。本发明制备的板材为厚度均匀、外观平整、高强度、低气味、低VOC遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材。

Description

一种遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺

技术领域

本发明涉及汽车内饰用复合材料领域，具体涉及一种遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺。

背景技术

车用遮物帘是各类型汽车中常见的一种内饰部件，主要用于汽车后备箱，主要有两方面的作用：(1)提高用车过程安全性。遮物帘对后备箱中存放的物品起到隔离作用，在汽车行驶过程，可防止物品蹿入到乘员空间造成的安全隐患；(2)节能和美观。遮挡后备箱内物品，提升了整车的整洁和美观，同时也节省了空调加热和降温空间，降低能耗。

目前，市面上在售的车用遮物帘主要有木粉板、纸板和纤维增强塑料板三大类。其中，木粉板材质坚硬，强度高，使用寿命长，但木粉板重量大，不符合当前汽车轻量化的趋势；纸板重量轻，有一定强度，但易受潮发霉，使用寿命短，且纸板有较高的VOC和气味性；纤维增强塑料板重量轻、强度高、耐霉变性好、气味和VOC可调控，使用寿命长等优点，解决了木粉板和纸板所遇到的难题，但目前受产品配方和生产工艺的限制，纤维增强塑料板以上优点不能同时聚集在一个产品上，而随着现代社会对乘用车经济适用性、健康舒适性、安全环保性的日益重视，这些性能能否齐聚在纤维增强塑料板上，必将决定了纤维塑料板能否成为车用遮物帘主流趋势的关键。

综上所述，研制一种低气味低VOC高强度轻质纤维增强热塑性乘用车遮物帘板材极具研究价值和市场潜力。目前，关于车用遮物帘的文献报道及专利较多，但大多研究集中于产品的外观设计或遮物帘结构组合，如CN208180904U、CN304821162S、CN207466502U、CN207535801U、CN205971091U等，对车用遮物帘的材料选择、配方设计及加工工艺关注的较少，尤其是对兼具低气味低VOC高强度轻质纤维增强热塑性乘用车遮物帘板材相关的专利并未见报导。

相关的发明专利，CN 107722915 A和CN107815864A介绍了轻便环保低气味汽车遮物帘及其制备方法，以300～700g/m²水性胶黏剂作为纤维增强热塑性板表面和无纺布粘结材料，无纺布经过抗菌处理，一定程度上降低了遮物帘VOC和气味性，但该法使用助剂种类较多，对VOC和气味性改善效果有限，而且显著增加了遮物帘生产周期、能耗和生产成本；发明专利CN 105034533 A则介绍了一种遮物帘及该遮物帘的生产工艺，粘合纤维增强热塑性板材和无纺布材料中间是PE胶膜，通过带压热板保压、冷板冷却方式，使无纺布和板材快速粘合，一定程度上缩短遮物帘产品生产周期，但产品的外观差、厚度均匀性波动较大，采用PE胶膜胶黏剂，因其熔点为100～130℃，中高温条件下易渗入毛毡中，无法制备厚度薄的纤维增强板材，且热板保压工艺限制了产品的生产速度。以上三个专利都是以纤维增强板和无纺布粘贴材料为核心开发的遮物帘，未针对低VOC低气味性高强度的特点研究乘用车遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材配方设计和相应的生产工艺。

发明内容

本发明的目的是解决以上提出的问题，提供一种低气味低VOC高强度遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺，所述板材自上而下依次为面料层、热熔胶膜、纤维增强热塑性树脂毡、热熔胶膜和面料层，其制备工艺包括以下步骤：

1)制纤维增强热塑性树脂毡：将不同比例热塑性树脂纤维和增强纤维共混，经铺网机铺网和针刺机针刺，再通过纤维增强热塑性树脂毡放卷装置放卷纤维增强热塑性树脂毡；

2)纤维增强热塑性树脂毡加热：纤维增强热塑性树脂先送入预热装置中加热，预加热温度设置呈梯度增加趋势，相邻加热区温度梯度范围0～20℃，并通过上下表面光滑的传送带，将面料层、热熔胶膜、纤维增强热塑性树脂毡、热熔胶膜和面料层按自上而下位置放置送入恒温装置，使各层材料充分受热和初步复合；

3)连续滚压和辐射加热装或热板加热结合制板：初步复合的材料，经一个或多个滚压装置压板(简称前压滚)，然后通过辐射加热装置或热板对板材整体进行均匀加热，再经一个或多个滚压装置压板至目标厚度(简称后压滚)，最后经冷却装置和裁切装置得到低气味低VOC强度高遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材。

作为进一步改进，所述连续滚压和辐射加热装或热板加热结合制板工艺参数：辐射加热装置或热板温度必须大于等于热塑性树脂纤维熔点或玻璃转化温度，保证板材表面软化，是后续调控板材厚度均匀性和表面平整度基础。

作为进一步改进，所述针刺工艺参数为：针形为锥形、圆形和三角形中的一种或几种，采用结合上下合刺，使纤维增强热塑性树脂毡厚度控制在8mm～20mm。

作为进一步改进，所述面料层原材料组成为改性聚酰胺纤维PA、改性聚对本二甲酸乙二醇纤维PET、聚乳酸纤维PLA与聚丙烯腈纤维PAN中一种或几种混合物。

作为进一步改进，所述热熔胶膜为改性聚丙烯胶膜PP、改性聚乙烯胶膜PE、改性聚氨酯胶膜TPU、改性聚酰胺胶膜PA、乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜EVA和改性聚酯胶膜中一种或几种混合物。

作为进一步改进，所述热塑性树脂纤维为改性聚丙烯纤维PP、改性聚酰胺纤维PA、改性聚对本二甲酸乙二醇纤维PET、聚乳酸纤维PLA和聚丙烯腈纤维PAN中一种或几种改性聚合物混合物；

作为进一步改进，所述增强纤维为改性竹纤维、改性麻纤维、改性玻璃纤维和玄武岩等无机纤维中一种或几种混合物，添加量为40wt％～55wt％。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明生产的板材外观平整，整体厚度均匀；

(2)本发明生产的板材克重轻且强度高；

(3)本发明得到的车遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材兼具低气味低VOC高强度，有效解决了目前市场上常见遮物帘用纤维增强板材遇到的各类难题，完全具备替代木粉板、硬纸板和传统GMT板材的能力。

(4)本发明所提供的相应制备工艺可连续化且自动化生产，方便可行，灵活多变，减少了资源配置，显著降低了产品的生产成本。

附图说明

图1：本发明车遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材结构示意图；

图2：本发明车遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的工艺流程图；

1-1、面料层；1-2、热熔胶膜；1-3、纤维增强热塑性树脂毡；

2-1、纤维增强热塑性树脂毡放卷装置；2-2、预热装置；2-3、面料和胶膜放卷装置；2-4、传送带；2-5、恒温加热装置；2-6、普通压滚装置；2-7、辐射加热装置；2-8、高精度压滚装置；2-9、冷却装置；2-10、板材和传送带分离装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行进一步详细说明：

实施例1

本实施是一种遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺，板材结构自上而下依次为改性PET面料、改性PA胶膜、纤维增强热塑性树脂毡、改性PP胶膜和改性PA面料。

纤维增强热塑性树脂毡包括热塑性树脂纤维和增强纤维，热塑性树脂纤维为改性聚丙烯纤维PP，添加量为48wt％；增强纤维为改性玻璃纤维，添加量为52wt％。

其制备方法采用连续滚压、热板和冷板结合工艺，具体步骤如下：

(1)制纤维增强热塑性树脂毡：将质量分数48％的改性聚丙烯纤维、52％的改性玻璃纤维经开松机开松混合均匀后，经铺网机铺网，再经针刺机采用上下合刺的方式，针形为锥形，分别制备5mm、10mm、25mm的纤维增强热塑性树脂毡，再通过纤维增强热塑性树脂毡放卷装置放卷纤维增强热塑性树脂毡；

(2)纤维增强热塑性树脂毡加热：分别将5mm、10mm、25mm的纤维增强热塑性树脂毡送入悬浮热风机烘烤烘箱预热，预热温度范围为185-205℃，并通过上下表面光滑的传送带将改性PET面料、改性PA胶膜、纤维增强热塑性树脂毡、改性PP胶膜和改性PA面料按自上而下位置放置送入悬浮恒温烘箱中加热，保证各层材料受热充分并初步复合，恒温烘箱温度均为200℃；

(4)初步复合的各层材料出恒温烘箱后送入常用滚压装置，上下压滚间隙2.5mm，压滚压力为0.55Mpa，将材料初步压制成整体厚度为2.5-3.0mm板材；

(5)再将初步成型的板材经传送带送入热板继续加热，上下热板间隙为3.5mm，热板温度为200℃，再经热板出口处高精度滚压装置压制，上下压滚间隙1.8mm，压滚压力为0.85Mpa；

(6)然后经传送带送入冷板中冷却，冷却水温度为25℃，上下冷却间隙为2.0mm，经传送带和板材分离装置将板材和传送带分离，最后裁切得到低气味低VOC乘用车遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材，板材表面平整，整体厚度均匀，维持在2.0±0.3mm以内。

对实施例1得到板材进行厚度、克重、弯曲强度测试，汇总结果如表1：

表1

从上面实施例1中可以发现，当纤维增强热塑性树脂毡处于低克重，毡厚度过厚如样品3，在收卷时，门幅收缩严重，常出现拉断毡的情况，无法满足目标克重毡收卷，当毡厚度偏薄如样品1，在热风风机预热烘箱中预热时，热风穿透毡过程受阻，导致毡受热不充分和不均，板材压制过程，热塑性性纤维流动不均，导致外观不平整，且板材弯曲强度和弯曲模量降低，因此，纤维增强热塑性树脂毡厚度控制在8-20mm为宜。

实施例2

纤维增强热塑性树脂毡包括热塑性树脂纤维和增强纤维，热塑性树脂纤维为改性聚丙烯纤维PP，添加量分别为65％、48wt％、40％；增强纤维为改性玻璃纤维，添加量分别为35％、52wt％、60％。

(1)制纤维增强热塑性树脂毡：将质量分数65％、48wt％、40％的改性聚丙烯纤维、对应的35％、52wt％、60％的改性玻璃纤维经开松机开松混合均匀后，经铺网机铺网，再经针刺机采用上下合刺的方式，针形为锥形，制备10mm的纤维增强热塑性树脂毡，再通过纤维增强热塑性树脂毡放卷装置放卷纤维增强热塑性树脂毡；

(2)纤维增强热塑性树脂毡加热：将10mm的纤维增强热塑性树脂毡送入悬浮热风机烘烤烘箱预热，预热温度范围为185-205℃，并通过上下表面光滑的传送带将改性PET面料、改性PA胶膜、纤维增强热塑性树脂毡、改性PP胶膜和改性PA面料按自上而下位置放置送入悬浮恒温烘箱中加热，保证各层材料受热充分并初步复合，恒温烘箱温度均为200℃；

对实施例2得到板材进行厚度、克重、弯曲强度测试，汇总结果如表2：

表2

从上面实施例2中可以发现，样品4、样品5和样品6比较可看出，玻纤含量过低，板材易压薄到指定厚度，但强度和刚性不足；玻纤含量过高，板材加热后玻纤回弹性大，板材不易压薄，且高含量玻纤板材，韧性不足，易折断，因此，增强纤维添加量控制在40wt％-55wt％为宜。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域中的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心技术特征的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺，其特征在于，所述板材自上而下依次为面料层、热熔胶膜、纤维增强热塑性树脂毡、热熔胶膜和面料层，其制备工艺包括以下步骤：

1)制纤维增强热塑性树脂毡：将不同比例的热塑性树脂纤维和增强纤维共混，经铺网机铺网和针刺机针刺，再通过纤维增强热塑性树脂毡放卷装置放卷纤维增强热塑性树脂毡；

2)纤维增强热塑性树脂毡加热：纤维增强热塑性树脂先送入预热装置中加热，预加热温度设置呈梯度增加趋势，相邻加热区段温度梯度范围0～20℃，并通过上下表面光滑的传送带，将面料层、热熔胶膜、纤维增强热塑性树脂毡、热熔胶膜和面料层按自上而下位置放置送入恒温装置，使各层材料充分受热并初步复合；

3)连续滚压和辐射加热或热板加热结合制板：初步复合的材料，经一个或多个滚压装置压板，然后通过辐射加热装置或热板对板材整体进行均匀加热，再经一个或多个滚压装置压板至目标厚度，最后经冷却装置和裁切装置得到低气味低VOC强度高遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材。

2.根据权利要求1所述遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺，其特征在于，所述辐射加热装置或热板温度大于等于热塑性树脂纤维熔点或玻璃转化温度。

3.根据权利要求1所述遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺，其特征在于，所述针刺工艺参数为：针形为锥形、圆形和三角形中的一种或几种结合，采用上下合刺方式，纤维增强热塑性树脂毡厚度控制在8-20mm。

4.根据权利要求1所述遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺，其特征在于，所述面料层原材料组成为改性聚酰胺纤维PA、改性聚对本二甲酸乙二醇纤维PET、聚乳酸纤维PLA和聚丙烯腈纤维PAN中一种或几种混合物。

5.根据权利要求1、2、3或4所述遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺，其特征在于，所述的热熔胶膜为改性聚丙烯胶膜PP、改性聚乙烯胶膜PE、改性聚氨酯胶膜TPU、改性聚酰胺胶膜PA、乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜EVA和改性聚酯胶膜中一种或几种混合物。

6.根据权利要求5所述的遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺，其特征在于，所述热塑性树脂纤维为改性聚丙烯纤维PP、改性聚酰胺纤维PA、改性聚对本二甲酸乙二醇纤维PET、聚乳酸纤维PLA与聚丙烯腈纤维PAN中的一种或几种改性聚合物混合物。

7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的遮物帘用轻质纤维增强热塑性板材的制备工艺，其特征在于，所述增强纤维为改性竹纤维、改性麻纤维、改性玻璃纤维和玄武岩等无机纤维中一种或几种混合物，添加量为质量分数40wt％-55wt％。