CN115821483A - 一种汽车用非织造布内饰材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车用非织造布内饰材料及其制备方法，属于非织造材料技术领域。本发明提供了一种制备非织造布内饰材料的方法，所述方法包含纺织成毡步骤和模压成型步骤，其中，纺织成毡步骤使用马来酸酐接枝聚丙烯和环氧树脂对聚丙烯进行改性以增加聚丙烯和麻纤维之间的相容性，模压成型步骤通过挤压对混合纤维毡进行改性以增加聚丙烯和麻纤维之间的黏结性。使用所述方法制得的非织造布内饰材料在具有良好的力学性能，在汽车领域极具应用前景。
Description
技术领域
本发明属于非织造材料技术领域，具体涉及一种汽车用非织造布内饰材料及其制备方法。
背景技术
传统汽车用非织造布内饰材料多为塑料制品，塑料制品来源于石油，需要消耗大量的资源，同时，塑料制品在使用后难分解、不易回收。麻纤维是一种环境友好型的纺织原料，具有来源广、易降解和易回收等优势，使用麻纤维和聚丙烯混合制成的非织造布内饰材料替代塑料制成的非织造布内饰材料已逐渐成为趋势。
优化麻纤维和聚丙烯混合制成的非织造布内饰材料的力学性能有助于进一步扩展其在汽车领域的应用。目前，通常先采用碱处理等化学方法对麻纤维进行处理，再将麻纤维和聚丙烯混合制备非织造布内饰材料以提升其力学性能。但是，化学方法的残留溶剂在使用过程中会对消费者身体健康造成危害。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种制备非织造布内饰材料的方法，所述方法包含如下步骤：
纺织成毡步骤：将聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯熔融后与环氧树脂混合，得到混合物；将混合物挤出后高压喷丝，得到聚丙烯纤维；将聚丙烯纤维和麻纤维切断至长度为30～100mm后混合，得到混合纤维；将混合纤维开松后气流成网，得到混合纤维网；将混合纤维网经预针刺与主针刺，得到混合纤维毡；
模压成型步骤：将混合纤维毡浸水饱和后进行挤压，得到经处理的混合纤维毡；将混合纤维毡烘干后热压成型，得到非织造布内饰材料。
在本发明的一种实施方式中，所述聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和环氧树脂的混合质量比为25～80：10～60：5～15。
在本发明的一种实施方式中，所述聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和环氧树脂的混合质量比为60：35：5。
在本发明的一种实施方式中，所述聚丙烯纤维和麻纤维的纤度为0.2～1tex。
在本发明的一种实施方式中，所述聚丙烯纤维和麻纤维的纤度为0.5tex。
在本发明的一种实施方式中，所述聚丙烯纤维和麻纤维的混合质量比为20～80：20～80。
在本发明的一种实施方式中，所述聚丙烯纤维和麻纤维的混合质量比为40：60。
在本发明的一种实施方式中，所述预针刺的针刺密度为200～300刺/cm2、针刺深度为10～20mm。
在本发明的一种实施方式中，所述预针刺的针刺密度为240刺/cm2、针刺深度为15mm。
在本发明的一种实施方式中，所述主针刺的针刺密度为250～350刺/cm2、针刺深度为5～12mm。
在本发明的一种实施方式中，所述主针刺的针刺密度为300刺/cm2、针刺深度为8mm。
在本发明的一种实施方式中，所述挤压为：使用挤压机在挤压速度为25～40mm/s的条件下挤压3～8h。
在本发明的一种实施方式中，所述挤压为：使用挤压机在挤压速度为35mm/s的条件下挤压6h。
在本发明的一种实施方式中，所述热压成型为：使用模压机在模压温度为170～250℃、模压压力为10～15MPa下热压成型5～15min。
在本发明的一种实施方式中，所述热压成型为：使用模压机在模压温度为200℃、模压压力为12MPa下热压成型8min。
在本发明的一种实施方式中，所述麻纤维为苎麻纤维、黄麻纤维、青麻纤维、***纤维、亚麻纤维、罗布麻纤维或槿麻纤维中的至少一种。
在本发明的一种实施方式中，所述麻纤维为***纤维。
本发明还提供了一种汽车用非织造布内饰材料，所述非织造布内饰材料由上述制备非织造布内饰材料的方法制得。
本发明技术方案具备以下优点：
本发明提供了一种制备非织造布内饰材料的方法，所述方法包含纺织成毡步骤和模压成型步骤，其中，纺织成毡步骤使用马来酸酐接枝聚丙烯和环氧树脂对聚丙烯进行改性以增加聚丙烯和麻纤维之间的相容性，模压成型步骤通过挤压对混合纤维毡进行改性以增加聚丙烯和麻纤维之间的黏结性。使用所述方法制得的非织造布内饰材料在具有良好的力学性能，在汽车领域极具应用前景。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1：非织造布内饰材料及其制备方法
本实施例提供了一种非织造布内饰材料，所述非织造布内饰材料的制备方法包含如下步骤：
纺织成毡步骤：将聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯熔融后与环氧树脂混合，得到混合物；将混合物挤出后高压喷丝，得到纤度为0.5tex的聚丙烯纤维；将聚丙烯纤维和纤度为0.5tex的***纤维切断至长度为50mm后混合，得到混合纤维；将混合纤维开松后气流成网，得到混合纤维网；将混合纤维网经预针刺与主针刺，得到混合纤维毡；所述聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和环氧树脂的混合质量比为60：35：5；所述聚丙烯纤维和麻纤维的混合质量比为40：60；所述预针刺的针刺密度为240刺/cm2、针刺深度为15mm；所述主针刺的针刺密度为300刺/cm2、针刺深度为8mm；
模压成型步骤：将混合纤维毡浸水饱和后使用挤压机在挤压速度为35mm/s的条件下挤压6h，得到经处理的混合纤维毡；将混合纤维毡烘干后使用模压机在模压温度为200℃、模压压力为12MPa下热压成型8min，得到非织造布内饰材料。
实施例2：非织造布内饰材料及其制备方法
本实施例提供了一种非织造布内饰材料，所述非织造布内饰材料的制备方法包含如下步骤：
纺织成毡步骤：将聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯熔融后与环氧树脂混合，得到混合物；将混合物挤出后高压喷丝，得到纤度为0.8tex的聚丙烯纤维；将聚丙烯纤维和纤度为0.8tex的***纤维切断至长度为30mm后混合，得到混合纤维；将混合纤维开松后气流成网，得到混合纤维网；将混合纤维网经预针刺与主针刺，得到混合纤维毡；所述聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和环氧树脂的混合质量比为70：30：10；所述聚丙烯纤维和麻纤维的混合质量比为50：50；所述预针刺的针刺密度为240刺/cm2、针刺深度为15mm；所述主针刺的针刺密度为300刺/cm2、针刺深度为8mm；
模压成型步骤：将混合纤维毡浸水饱和后使用挤压机在挤压速度为35mm/s的条件下挤压6h，得到经处理的混合纤维毡；将混合纤维毡烘干后使用模压机在模压温度为200℃、模压压力为12MPa下热压成型8min，得到非织造布内饰材料。
对比例1：非织造布内饰材料及其制备方法
本对比例提供了一种非织造布内饰材料，所述非织造布内饰材料的制备方法包含如下步骤：
纺织成毡步骤：将聚丙烯熔融挤出后高压喷丝，得到纤度为0.8tex的聚丙烯纤维；将聚丙烯纤维和纤度为0.8tex的***纤维切断至长度为30mm后混合，得到混合纤维；将混合纤维开松后气流成网，得到混合纤维网；将混合纤维网经预针刺与主针刺，得到混合纤维毡；所述聚丙烯纤维和麻纤维的混合质量比为50：50；所述预针刺的针刺密度为240刺/cm2、针刺深度为15mm；所述主针刺的针刺密度为300刺/cm2、针刺深度为8mm；
模压成型步骤：将混合纤维毡浸水饱和后使用挤压机在挤压速度为35mm/s的条件下挤压6h，得到经处理的混合纤维毡；将混合纤维毡烘干后使用模压机在模压温度为200℃、模压压力为12MPa下热压成型8min，得到非织造布内饰材料。
对比例2：非织造布内饰材料及其制备方法
本对比例提供了一种非织造布内饰材料，所述非织造布内饰材料的制备方法包含如下步骤：
纺织成毡步骤：将聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯熔融后与环氧树脂混合，得到混合物；将混合物挤出后高压喷丝，得到纤度为0.8tex的聚丙烯纤维；将聚丙烯纤维和纤度为0.8tex的***纤维切断至长度为30mm后混合，得到混合纤维；将混合纤维开松后气流成网，得到混合纤维网；将混合纤维网经预针刺与主针刺，得到混合纤维毡；所述聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和环氧树脂的混合质量比为70：30：10；所述聚丙烯纤维和麻纤维的混合质量比为50：50；所述预针刺的针刺密度为240刺/cm2、针刺深度为15mm；所述主针刺的针刺密度为300刺/cm2、针刺深度为8mm；
模压成型步骤：将混合纤维毡使用模压机在模压温度为200℃、模压压力为12MPa下热压成型8min，得到非织造布内饰材料。
试验例1：非织造布内饰材料的力学性能测试
对本发明实施例1～2和对比例1～2制得的非织造布内饰材料进行力学性能测试，其测试结果如下表1所示。
表1实施例1～2以及对比例1制得的非织造布内饰材料的性能测试结果
| 组别 | 拉伸强度 | 拉伸模量 | 弯曲强度 | 弯曲模量 |
| 实施例1 | 32.9±0.1MPa | 3450±20MPa | 51.3±0.3MPa | 3025±27MPa |
| 实施例2 | 34.5±0.2MPa | 3520±17MPa | 52.2±0.4MPa | 3190±50MPa |
| 对比例1 | 28.3±0.2MPa | 3270±18MPa | 42.5±0.5MPa | 2850±30MPa |
| 对比例2 | 27.9±0.2MPa | 3199±26MPa | 43.7±0.3MPa | 2784±35MPa |
从上表可以看出，对比例1～2的非织造布内饰材料在力学性能上低于实施例1～2的非织造布内饰材料，说明在纺织成毡步骤使用马来酸酐接枝聚丙烯和环氧树脂对聚丙烯进行改性可以增加聚丙烯和麻纤维之间的相容性，再模压成型步骤通过挤压对混合纤维毡进行改性可以增加聚丙烯和麻纤维之间的黏结性，进而显著提高非织造布内饰材料的力学性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种制备非织造布内饰材料的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：
纺织成毡步骤：将聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯熔融后与环氧树脂混合，得到混合物；将混合物挤出后高压喷丝，得到聚丙烯纤维；将聚丙烯纤维和麻纤维切断至长度为30～100mm后混合，得到混合纤维；将混合纤维开松后气流成网，得到混合纤维网；将混合纤维网经预针刺与主针刺，得到混合纤维毡；
模压成型步骤：将混合纤维毡浸水饱和后进行挤压，得到经处理的混合纤维毡；将混合纤维毡烘干后热压成型，得到非织造布内饰材料。
2.如权利要求1所述的制备非织造布内饰材料的方法，其特征在于，所述聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和环氧树脂的混合质量比为25～80：10～60：5～15。
3.如权利要求1或2所述的制备非织造布内饰材料的方法，其特征在于，所述聚丙烯纤维和麻纤维的纤度为0.2～1tex。
4.如权利要求1～3任一项所述的制备非织造布内饰材料的方法，其特征在于，所述聚丙烯纤维和麻纤维的混合质量比为20～80：20～80。
5.如权利要求1～4任一项所述的制备非织造布内饰材料的方法，其特征在于，所述预针刺的针刺密度为200～300刺/cm2、针刺深度为10～20mm。
6.如权利要求1～5任一项所述的制备非织造布内饰材料的方法，其特征在于，所述主针刺的针刺密度为250～350刺/cm2、针刺深度为5～12mm。
7.如权利要求1～6任一项所述的制备非织造布内饰材料的方法，其特征在于，所述挤压为：使用挤压机在挤压速度为25～40mm/s的条件下挤压3～8h。
8.如权利要求1～7任一项所述的制备非织造布内饰材料的方法，其特征在于，所述热压成型为：使用模压机在模压温度为170～250℃、模压压力为10～15MPa下热压成型5～15min。
9.如权利要求1～8任一项所述的制备非织造布内饰材料的方法，其特征在于，所述麻纤维为苎麻纤维、黄麻纤维、青麻纤维、***纤维、亚麻纤维、罗布麻纤维或槿麻纤维中的至少一种。
10.一种汽车用非织造布内饰材料，其特征在于，所述非织造布内饰材料由权利要求1～9任一项所述的制备非织造布内饰材料的方法制得。
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