專利名稱：汽車內飾用增強淋膜復合材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種復合材料及其制備方法，尤其涉及汽車內飾用增強淋膜復合材料及其制備方法。所制成的增強淋膜復合材料被廣泛應用于汽車內飾部件的制造。
背景技術：
目前生產的汽車內飾用淋膜復合材料一般是由面層、中間層和底層三層組成，其面層和底層均為基礎纖維無紡織物所組成，而中間層是由以聚丙烯為主組成的淋膜樹脂所構成的。這種按常規方法制得顆粒狀的樹脂經加熱成熔融狀態，通過螺桿擠入底層與面層之間，形成一種使面層與底層的兩層織物粘合成整體的三層結構的淋膜復合材料，該材料再經加熱、成型、水切割后最終制得汽車內飾各部件。但是，這種所制成的內飾部件存在著抗彎強度低的缺點，僅為< 8牛頓/平方米，從而造成在所制成的內飾部件內放置較重的物、品時，會導致部件變形甚至破裂最終影響其使用功能。另外，所制成的汽車內飾部件的耐氣候交變收縮率大，即為1% 3%，這又會導致其汽車內飾部件的邊緣與汽車外殼本體之間所用的密封條會因此脫離而失效，同時還會造成相鄰兩個內飾部件之間的邊緣接縫處的縫隙會隨著時間的推移而逐漸變大，最終影響其外觀及保護作用。
發明內容
本發明的目的是提供一種新型的汽車內飾用增強淋膜復合材料，以解決現有淋膜復合材料所制成的汽車內飾部件存在的耐氣候交變的收縮率大、抗彎強度低的缺陷。應用本發明的新型的汽車內飾用增強淋膜復合材料制成的內飾部件，具有高的抗彎強度及較小的耐氣候交變收縮率，即優良的耐氣候交變的尺寸穩定性，因而被廣泛應用在高檔汽車內飾部件的制造中。本發明的另一個目的是提供一種上述汽車內飾用增強淋膜復合材料的制備方法。本發明的技術解決方案如下
一種汽車內飾用增強淋膜復合材料，是由面層、中間層和底層三層構成的，所述面層是由基礎纖維組成的織物，所述底層是由滌綸纖維組成的織物，所述中間層是由聚丙烯、玻璃纖維、增重劑、色母粒按比例熔融混合而成的增強淋膜樹脂構成的，該增強淋膜樹脂在熔融狀態時，能使面層與底層粘合成一個整體，當樹脂冷卻后又成為支撐整個復合材料的骨架部分；
其中，所構成中間層的增強淋膜樹脂按重量百分比由以下組分組成
等規共聚與無規共聚的兩種聚丙烯混合樹脂759^90% ；
玻璃纖維1% 8% ；
增重劑8% 15% ；
色母粒1% 2% ；
上述配方中，所述的無規共聚與等規共聚的兩種聚丙烯樹脂的混合比例為40^60:60^40 ;所述增重劑是選自碳酸鈣粉末或硫酸鋇粉末。
在上述構成中間層的增強淋膜混合樹脂的組分中，等規共聚聚丙烯與無規共聚聚丙烯的兩種混合樹脂顆粒按重量百分比是共占總樹脂的759Γ90%，則為構成混合樹脂的主要成分，其中選用無規共聚聚丙烯樹脂的目的是延長及調整整個混合淋膜樹脂的開放時間，則滿足后加工成型的所需時間的要求，同時克服了因其開放時間太短而引起局部已冷造成成型困難甚至拉破的缺陷；選用等規共聚聚丙烯樹脂與玻璃纖維的兩者加入是為了同時提高該淋膜復合材料的抗彎強度和材料的韌度，達到高檔轎車內飾部件所需的抗彎強度與抗沖擊強度，使部件既保持高的抗彎強度而又不易碎裂，另外，利用玻璃纖維具有高的耐溫穩定的特點，加入后能提高產品的耐氣候交變的尺寸穩定性；選用增重劑是利用該物質比重較聚丙烯比重大的特點，來調整整個材料在指定厚度下達到一定的面密度所需的重量的要求；添加色母粒是為了使淋膜樹脂的顏色與面層及底層的顏色相互協調，或用色基本—致。所述的無規共聚聚丙烯樹脂顆粒，其分子量為300(Γ10000，其分子排列等規度為O0 所述的等規共聚聚丙烯顆粒，其分子量為8000(Γ150000，其分子排列等規度為大于 97%。所述的玻璃纖維為無捻，規格為14 μ mX 2mm。所述的碳酸鈣粉末或硫酸鋇粉末均為工業級，含量彡98. 7%，細度320目。所述色母粒為30粒/I. 15 I. 25克。所述面層的基礎纖維是選自滌綸纖維、錦綸纖維或丙綸纖維，其纖維的纖度6 18dteX，纖長37 51毫米的短纖維或長絲；所述面層組成的織物是選自無紡針刺織物、無紡針刺起絨織物或簇絨織物，其織物規格的面密度為25(Γ900克/平方米，厚度為2、毫米。所述的中間增強淋膜樹脂層，其面密度為100(Γ2500克/平方米，厚度為f 3毫米。所述的底層為纖度3 lOdtex、纖長37 51毫米的滌綸纖維所制成的面密度為100^200克/平方米、厚度為f 2毫米的無紡織物。一種汽車內飾用增強淋膜復合材料的制備方法，采取下列步驟
A、先將無規共聚聚丙烯樹脂顆粒與等規共聚聚丙烯樹脂顆粒按重量百分比40 60:60^40 混合；
B、將上述已混合而成的聚丙烯樹脂顆粒與玻璃纖維、增重劑及色母粒按重量百分比為759Γ90%: 1°/Γ8%:89Γ15%: 1% 2%混合，經加熱、擠出、冷卻、切片及烘干，制成直徑為3mm、長度為3mm的圓柱體的汽車內飾用增強淋膜樹脂顆粒；
C、另采用纖度為6 18dteX、纖長37 51毫米的短纖維或長絲的滌綸纖維、錦綸纖維或丙綸纖維所制成的面密度為250、00克/平方米、厚度為2、毫米的無紡針刺織物、無紡針刺起絨織物或簇絨織物作為面層；再采用纖度3 10dteX、纖長37 51毫米的滌綸纖維所制成的面密度為10(Γ200克/平方米、厚度為Γ2毫米的無紡織物作為底層；
D、將步驟B所得的樹脂顆粒經真空吸入進帶有符合所需寬度噴口的螺桿擠出機內，經加熱熔融，并將熔體輸送擠壓成膜狀，所形成的熔體膜先擠入已成卷的面層和底層之間，形成面密度為100(Γ2500克/平方米、厚度為Γ3毫米的增強淋膜樹脂，即中間層，該中間層與面層和底層這三層同時通過上、下帶有水冷卻系統的兩個滾軸的滾壓粘合制成面密度為1500^3500克/平方米、厚度為3 13毫米的三層淋膜復合材料，再將該淋膜復合材料經加熱、模壓、切割成型制成汽車內飾的各種部件；經測試該內飾部件的抗彎強度為15 25牛頓/平方米，耐氣候交變的最大收縮率為-0. 59TO. 5%，均滿足客戶對高檔名牌轎車的要求；工藝參數螺桿溫度為190 C ^230 C，螺桿轉速為56飛5轉/分鐘，螺桿機模口間隙為r3毫米；所述冷卻系統的兩個滾軸的線速度均為I. 2米/分鐘 2. 5米/分鐘，冷卻系統的兩滾軸之間的夾距均為2. 6毫米 12毫米。本發明與現有技術相比，具有的優點是
I、本發明采用了無規共聚與等規共聚這兩種不同規格的混合聚丙烯樹脂，代替單一種類的聚丙烯樹脂，并按比例混合作為本發明的淋膜復合材料的中間層(即淋膜復合樹脂)的主體，因此所制得的樹脂具有兩者各自的優點，即具有無規共聚聚丙烯樹脂的特點開放時間長，利于模壓成型的加工；同時具有等規共聚聚丙烯樹脂的特點高的抗彎強度，使其產品的抗彎強度高達15 25牛頓/平方米，比現有技術所制得的汽車內飾部件的抗彎強度提高了 7 17牛頓/平方米。2、本發明同時在混合樹脂中添加了一定量的玻璃纖維，由于玻纖具有耐高溫及尺寸穩定性的特性，因此它在整個加工過程中始終保持纖維狀態，這種玻纖在混合樹脂內就如同水泥(其他樹脂)中包含著鋼筋(指玻纖)那樣，所形成比原先物體更堅實的實體。又由于玻纖的加入，提高了該淋膜復合材料的抗彎強度，達到了高檔轎車內飾部件所需的抗彎強度與抗沖擊強度，使部件既保持高的抗彎強度而又不易碎裂；還能達到耐氣候交變的最大尺寸收縮率為±0. 5%,比現有技術所制得的內飾部件的耐氣候交變最大尺寸收縮率減少I. 5 2. 5%，滿足了裝車后其材料的抗氣候交變(在氣候為-30 C 18 C及相關濕度條件下)的尺寸穩定和外觀良好的特殊要求。3、本汽車內飾用增強淋膜復合材料的制備方法簡單、可行，被應用于高檔轎車的各內飾部件的制造。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的闡述，應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對發明作各種改動和修改，這些等價同樣落于本發明所附權利要求書所限定的范圍。本發明所采用的耐氣候交變的最大收縮率的測試方法具體如下
I、測試條件
先將測試件放入環境起始溫度為23 C、濕度為50%的測試室(或測試箱)內存放2小時后，再將測試室內的環境溫度從23 C、濕度50%經I小時升溫至80 C、濕度60%，該測試部件在此溫度下繼續存放I. 5小時，接著將測試室內的環境溫度從80 C降至零下30 C，該測試件在零下30 C的環境下存放3小時，最后將測試室內溫度從零下30 C經I小時升溫，升至原起始溫度23 C、濕度50%，測試件按此溫度變化規律存放共24小時設定為I個周期。按此循環10個周期后作為測試數據基準的測試條件。
2、測試基準及其計算
A、選擇以線段為測試基準及其計算
測試前，在試樣上先取代表性的線段即經向最長線段及緯向最長線段為原有經向線段或緯向線段的長度的基準，經上述試驗條件后(即240小時循環交變氣候環境下)其原經向線段和緯向線段的長度變化長度為現有長度，耐氣候交變收縮率的計算公式是
經向收縮率=原'貨(Ι )χ οο°/°
緯麵率=■—馨蓋—Hwm
然后，在經向與緯向的收縮率中，選擇其中最大收縮率數據為該樣品的耐氣候交變的最大收縮率。 B、選擇以線弧為測試基準及其計算
選擇樣品在試驗前所顯示的原安裝線弧為基準，經氣候交變測試240小時后，觀其樣品試驗后的安裝線弧離原安裝線弧之間的距離變化，以安裝線的位移情況作為樣品耐氣候交變收縮情況，標準為< 5毫米。下面給出本發明幾個具體實施例
實施例I :制備用于行李箱側板的增強淋膜復合材料。先將分子量為6500、分子排列等規度為O的無規共聚聚丙烯樹脂與分子量為115000、分子排列等規度為97%的等規共聚聚丙烯樹脂按重量百分比50%:50%混合；玻璃纖維為無搶，規格為14 μ mX 2mm ;硫酸鋇粉末為工業級,含量彡98. 7%,細度為320目；色母粒為30粒/I. 15克。將上述混合而成的聚丙烯樹脂、玻璃纖維、硫酸鋇粉末與色母粒按重量百分比為83%:4. 5%: 11. 5%: 1%混合，經加熱，擠出，冷卻，烘干，切片制成直徑為3mm、長度為3mm的圓柱體的汽車內飾用增強淋膜樹脂顆粒。其面層采用纖度12dtex、纖長37毫米的丙綸纖維所制成的面密度為440克/平方米、厚度為3毫米的無紡針刺織物；其底層采用纖度7dtex、纖長37毫米的滌綸纖維所制成的面密度為100克/平方米、厚度I毫米的無紡織物。將上述所得的樹脂顆粒經真空吸入帶有寬度為2. 5m的模口間隙為Imm的螺桿擠出機內，經溫度為190 C、轉速為56轉/分鐘的螺桿加熱熔融，并將熔體輸送擠壓成膜狀。所形成的熔體膜先擠入均由滌綸針刺織物所構成的面層和底層之間，形成面密度為1000克/平方米、厚度為I毫米的增強淋膜樹脂，即中間層，該中間層與面層和底層這三層同時通過上、下帶有水冷卻系統的線速度均為2. 5米/分鐘、夾距均為2. 6毫米的兩個滾軸的滾壓粘合制成面密度為1540克/平方米、厚度為3毫米的三層淋膜復合材料，再將該淋膜復合材料經加熱、模壓、切割成型制成行李箱側板，經測試其抗彎強度為15牛頓/平方米，其耐氣候交變的最大收縮率為O. 5%，經氣候交變測試后，其安裝線的位移為3毫米(標準< 5毫米)，滿足客戶的要求。實施例2 :制備用于行李箱內后備胎蓋板的增強淋膜復合材料。先將分子量為3000、分子排列等規度為O的無規共聚聚丙烯顆粒與分子量為80000、分子排列等規度為97%的有規共聚聚丙烯顆粒按重量百分比60%:40%混合；玻璃纖維為無捻，規格為14 μ mX 2mm ;碳酸鈣粉末為工業級，含量彡98. 7%，細度320目；色母粒為30粒/I. 20克。將上述混合而成的聚丙烯顆粒、玻璃纖維、碳酸鈣粉末與色母粒按重量百分比為90%: 1%: 8%: 1%混合，經加熱，擠出，冷卻，烘干，切片制成直徑為3mm、長度為3mm的圓柱體的汽車內飾用增強淋膜樹脂顆粒。其面層采用纖度6dtex、纖長51毫米的滌綸纖維所制成的面密度為250克/平方米、厚度為2毫米的無紡針刺起絨織物；其底層采用纖度lOdtex、纖長51毫米的滌綸纖維所制成的面密度為200克/平方米、厚度為2毫米的無紡織物。將上述所得的樹脂顆粒經真空吸入帶有寬度為2. 5m的模口間隙為2mm的螺桿擠出機內，經溫度為220 C、轉速為60轉/分鐘的螺桿加熱熔融，并將熔體輸送擠壓成膜狀。所形成的熔體膜先擠入面層和底層之間，形成面密度為1800克/平方米、厚度為2毫米的增強淋膜樹脂，即中間層，該中間層與面層和底層這三層同時通過上、下帶有水冷卻系統的線速度均為I. 5米/分鐘、夾距均為3. 5毫米的兩個滾軸的滾壓粘合制成面密度為2250克/平方米、厚度為4毫米的三層淋膜復合材料，再將該淋膜復合材料經加熱、模壓、切割成型制成行李箱內后備胎蓋板，經測試其抗彎強度為20牛頓/平方米，其耐氣候交變的最大收縮率為O. 3%，滿足客戶的要求。實施例3 :制備用于腳踏墊的增強淋膜復合材料。
先將分子量為10000、分子排列等規度為O的無規共聚聚丙烯顆粒與分子量為150000、分子排列等規度為97%的有規共聚聚丙烯顆粒按重量百分比40%:60%混合；玻璃纖維為無捻，規格為14 μ mX 2mm;碳酸鈣粉末為工業級，含量彡98. 7%，細度320目；色母粒為30粒/I. 25克。將上述混合而成的聚丙烯顆粒、玻璃纖維、碳酸鈣粉末與色母粒按重量百分比為75%:8%:15%:2%混合，經加熱，擠出，冷卻，烘干，切片制成直徑為3mm、長度為3mm的圓柱體的汽車內飾用增強淋膜樹脂顆粒。其面層采用纖度ISdtex的錦綸長絲纖維所制成的面密度為900克/平方米、厚度為9毫米的錦綸簇絨織物；其底層采用纖度3dtex、纖長51毫米的滌綸纖維所制成的面密度為150克/平方米、厚度為I. 5毫米的針刺無紡織物。將上述所得的樹脂顆粒經真空吸入帶有寬度為2. 5m的模口間隙為3mm的螺桿擠出機內，經溫度為230 C、轉速為65轉/分鐘的螺桿加熱熔融，并將熔體輸送擠壓成膜狀。所形成的熔體膜先擠入面層和底層之間，形成面密度為2500克/平方米、厚度為3毫米的增強淋膜樹月旨，即中間層，該中間層與面層和底層這三層同時通過上、下帶有水冷卻系統的線速度均為I. 2米/分鐘、夾距均為12毫米的兩個滾軸的滾壓粘合制成面密度為3460克/平方米、厚度為13毫米的三層淋膜復合材料，再將該淋膜復合材料經加熱、模壓、切割成型制成腳踏墊，經測試其抗彎強度為25牛頓/平方米，其耐氣候交變的最大收縮率為O. 1%，滿足客戶的要求。
權利要求
1.一種汽車內飾用增強淋膜復合材料，其特征在于是由面層、中間層和底層三層構成的，所述面層是由基礎纖維組成的織物，所述底層是由滌綸纖維組成的織物，所述中間層是由聚丙烯、玻璃纖維、增重劑、色母粒按比例熔融混合而成的增強淋膜樹脂構成的，該增強淋膜樹脂在熔融狀態時，能使面層與底層粘合成一個整體，當樹脂冷卻后又成為支撐整個復合材料的骨架部分； 其中，所構成中間層的增強淋膜樹脂按重量百分比由以下組分組成 等規共聚與無規共聚的兩種聚丙烯混合樹脂759^90% ； 玻璃纖維1% 8% ； 增重劑8% 15% ； 色母粒1% 2% ； 上述配方中，所述的無規共聚與等規共聚的兩種聚丙烯樹脂的混合比例為40^60:60^40 ;所述增重劑是選自碳酸鈣粉末或硫酸鋇粉末。
2.按權利要求I所述的汽車內飾用增強淋膜復合材料，其特征在于所述的無規共聚聚丙烯樹脂顆粒，其分子量為300(T10000，其分子排列等規度為O。
3.按權利要求I所述的汽車內飾用增強淋膜復合材料，其特征在于所述的等規共聚聚丙烯顆粒，其分子量為8000(Tl50000，其分子排列等規度為大于97%。
4.按權利要求I所述的汽車內飾用增強淋膜復合材料，其特征在于所述的玻璃纖維為無搶，規格為14 umX 2mm。
5.按權利要求I所述的汽車內飾用增強淋膜復合材料，其特征在于所述的碳酸鈣粉末或硫酸鋇粉末均為工業級，含量> 98. 7%，細度320目。
6.按權利要求I所述的汽車內飾用增強淋膜復合材料，其特征在于所述色母粒為30粒 /I. 15 I. 25 克。
7.按權利要求I所述的汽車內飾用增強淋膜復合材料，其特征在于所述面層的基礎纖維是選自滌綸纖維、錦綸纖維或丙綸纖維，其纖維的纖度6 18dteX，纖長37 51毫米的短纖維或長絲；所述面層組成的織物是選自無紡針刺織物、無紡針刺起絨織物或簇絨織物，其織物規格的面密度為250、00克/平方米，厚度為2、毫米。
8.按權利要求I所述的汽車內飾用增強淋膜復合材料，其特征在于所述的中間增強淋膜樹脂層，其面密度為100(T2500克/平方米，厚度為f 3毫米。
9.按權利要求I所述的汽車內飾用增強淋膜復合材料，其特征在于所述的底層為纖度3 10dteX、纖長37 51毫米的滌綸纖維所制成的面密度為IOOlOO克/平方米、厚度為1^2毫米的無紡織物。
10.按權利要求I所述的汽車內飾用增強淋膜復合材料的制備方法，其特征在于，采取下列步驟 A、先將無規共聚聚丙烯樹脂顆粒與等規共聚聚丙烯樹脂顆粒按重量百分比40 60:60^40 混合； B、將上述已混合而成的聚丙烯樹脂顆粒與玻璃纖維、增重劑及色母粒按重量百分比為75% 90%: 1% 8%:8% 15%: 1% 2%混合，經加熱、擠出、冷卻、切片及烘干，制成直徑為3mm、長度為3mm的圓柱體的汽車內飾用增強淋膜樹脂顆粒； C、另采用纖度為6 18dteX、纖長37 51毫米的短纖維或長絲的滌綸纖維、錦綸纖維或丙綸纖維所制成的面密度為250、00克/平方米、厚度為2、毫米的無紡針刺織物、無紡針刺起絨織物或簇絨織物作為面層；再采用纖度3 10dteX、纖長37 51毫米的滌綸纖維所制成的面密度為IOOlOO克/平方米、厚度為廣2毫米的無紡織物作為底層； D、將步驟B所得的樹脂顆粒經真空吸入進帶有噴口的螺桿擠出機內，經加熱熔融，并將熔體輸送擠壓成膜狀，所形成的熔體膜先擠入已成卷的面層和底層之間，形成面密度為100(T2500克/平方米、厚度為廣3毫米的增強淋膜樹脂，即中間層，該中間層與面層和底層這三層同時通過上、下帶有水冷卻系統的兩個滾軸的滾壓粘合制成面密度為15001500克/平方米、厚度為:T13毫米的三層淋膜復合材料，再將該淋膜復合材料經加熱、模壓、切割成型制成汽車內飾的各種部件；該內飾部件的抗彎強度為15 25牛頓/平方米，耐氣候交變 的最大收縮率為-0. 59TO. 5%，螺桿溫度為190 C 230 C，螺桿轉速為56飛5轉/分鐘，螺桿機模口間隙為廣3毫米；所述冷卻系統的兩個滾軸的線速度均為I. 2米/分鐘 2. 5米/分鐘，冷卻系統的兩滾軸之間的夾距均為2. 6毫米 12毫米。
全文摘要
本發明涉及一種汽車內飾用增強淋膜復合材料及其制備方法，該材料是由面層、中間層和底層構成，面層為滌綸、錦綸或丙綸纖維所組成的針刺、針刺起絨或簇絨織物，底層為滌綸針刺織物；中間層為等規與無規聚丙烯混合樹脂、玻纖、增重劑及色母粒按比例混合而成的增強淋膜樹脂構成。本發明的制備方法先將無規與等規聚丙烯按40～60:60～40混合，再將該混合體與玻纖、增重劑及色母粒按重量比75%～90%:1%～8%:8%～15%:1%～2%混合制粒后，經螺桿熔融、成膜擠入面層與底層之間，經粘合、冷卻、滾壓制成三層結構的淋膜復合材料，再將該材料模壓制成汽車內飾件，經測試具有高的抗彎強度及較小的耐氣候交變收縮率，本方法簡單、可行，廣泛應用于高檔汽車內飾件的制造。
文檔編號B32B27/02GK102977463SQ201210578040
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者蔣軍良, 沈利輝, 金建平, 萬玉峰, 陸楓, 陸強 申請人:上海汽車地毯總廠有限公司