天然纖維高分子復(fù)合物及汽車內(nèi)飾材料用環(huán)保輕量基材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及天然纖維高分子復(fù)合物及汽車用環(huán)保輕量基材。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車內(nèi)飾用基材作為與乘客直接接觸的汽車部件，很多部件通過組裝來保持形態(tài) 并發(fā)揮著保護(hù)乘客免受外部環(huán)境影響的作用，因此，要求在各種溫度及濕度的外部環(huán)境中 保持尺寸穩(wěn)定性和物性。并且，近年來由于環(huán)境污染和全球變暖等問題，還要求使用環(huán)保材 料和以輕量化來提高耗能。
[0003] 通常，汽車內(nèi)飾材料用基材主要采用三明治結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，用于賦予形態(tài)穩(wěn)定 性的加強(qiáng)層層疊于用于賦予吸隔音性的芯材層的一面或兩面，以往主要使用熱硬化性酚醛 樹脂浸漬于玻璃纖維氈子的加強(qiáng)層與利用聚氨酯發(fā)泡片的芯材層。
[0004] 但是，用于加強(qiáng)層的玻璃纖維氈子在制造時(shí)會(huì)產(chǎn)生粉塵，這種粉塵不僅對(duì)作業(yè)人 員的身體有害，而且在自然環(huán)境下幾乎無法降解，使得具有所產(chǎn)生的廢棄物造成環(huán)境污染 的問題，作為粘結(jié)劑使用的酚醛樹脂在自然環(huán)境下也幾乎無法降解，并且難以回收再利用， 因此不具有環(huán)保性。不僅如此，由于這些材料的密度高，當(dāng)應(yīng)用于汽車部件時(shí)，導(dǎo)致重量增 加，耗能下降。并且，用于芯材層的聚氨酯發(fā)泡片不溶于熱，當(dāng)層疊加強(qiáng)層時(shí)，需要實(shí)施涂敷 粘合劑或者使用熱熔膠膜的補(bǔ)充工序，使得具有不僅工序復(fù)雜，而且也會(huì)導(dǎo)致費(fèi)用增加的 問題。
[0005] 近年來，為了解決上述問題，將天然纖維作為加強(qiáng)層使用并將熱塑性發(fā)泡片作為 芯材層使用，從而在常溫下使用時(shí)，在基材的輕量化和環(huán)?；糠直憩F(xiàn)出優(yōu)秀性，但由于天 然纖維在水分環(huán)境下不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，在高溫多濕的環(huán)境下，基材會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位或懸垂現(xiàn)象，進(jìn) 而造成形態(tài)不穩(wěn)定的問題。
[0006] 為了解決這種存在問題，一直以來持續(xù)進(jìn)行了諸多預(yù)處理方法相關(guān)研究，該研究 采用如電子束照射、等離子照射、堿性處理及硅烷處理等各種物理化學(xué)方法，試圖提高天然 纖維的水分抵抗性，但預(yù)處理所需工序設(shè)置費(fèi)用昂貴，而且還需要額外加工時(shí)間，在產(chǎn)業(yè)應(yīng) 用層面存在局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 如上所述，本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有包含天然纖維并采用三明治結(jié)構(gòu)的汽車內(nèi)飾材 料用基材所表現(xiàn)出的在高溫多濕環(huán)境中的懸垂現(xiàn)象和物性低下的問題，本發(fā)明的目的在于 提供一種具有優(yōu)秀的輕量性的汽車內(nèi)飾材料用基材的制備方法，其通過使用異氰酸酯來改 善天然纖維加強(qiáng)層的耐濕性和強(qiáng)度，并以此來改善基材的懸垂問題及物性低下問題。
[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種采用環(huán)保材料，而且還具有優(yōu)秀的耐濕性和輕量性的 汽車內(nèi)飾材料用基材的制備方法，其通過向由天然纖維和合成纖維構(gòu)成的氈子涂敷異氰酸 酯來制造耐濕性得到改善的薄膜加強(qiáng)層，并連續(xù)地向熱塑性發(fā)泡片進(jìn)行熱覆膜。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供耐濕性得到強(qiáng)化的汽車內(nèi)飾材料用環(huán)保輕量 基材的制備方法，其特征在于，包括：第一步驟，以天然纖維和合成纖維制備氈子；第二步 驟，向上述氈子涂敷液狀異氰酸酯之后，利用熱軋輥來實(shí)施半硬化反應(yīng)，由此制備薄片；第 三步驟，通過向上述薄片涂敷熱塑性高分子粉末之后，經(jīng)過熱烤爐，形成熱塑性高分子粉末 層及完成硬化反應(yīng)，通過軋輥來制備薄膜加強(qiáng)層；第四步驟，通過熱覆膜工序向由熱塑性發(fā) 泡片構(gòu)成的芯材層的一面或兩面連續(xù)地層疊所制備的上述薄膜加強(qiáng)層，由此制備基材。
[0010] 并且，本發(fā)明提供耐濕性得到強(qiáng)化的汽車內(nèi)飾材料用環(huán)保輕量基材的制備方法， 其特征在于，包括：第一步驟，通過梳理來混合天然纖維和合成纖維，借助鋪網(wǎng)和針刺工序 制備氈子；第二步驟，向上述氈子涂敷或浸漬異氰酸酯或環(huán)氧樹脂，通過150°c至250°C的 熱軋輥，以半硬化狀態(tài)成型之后，通過進(jìn)行施壓來制備成薄片；第三步驟，向上述薄片涂敷 10g/m2至lOOg/m2的熱塑性粉末，并經(jīng)過150°C至250°C的熱烤爐之后，以熱輥進(jìn)行施壓來 準(zhǔn)備薄膜加強(qiáng)層；以及第四步驟，通過熱覆膜工序連續(xù)地向熱塑性發(fā)泡片層疊所制備的上 述薄膜加強(qiáng)層，由此制備基材。
[0011] 優(yōu)選地，上述熱塑性發(fā)泡片為聚丙烯、聚乙烯或聚酯，發(fā)泡倍率為5倍至40倍，厚 度為2mm至10mnin
[0012] 優(yōu)選地，上述異氰酸酯為二苯甲烷二異氰酸酯（MDI)或甲苯二異氰酸酯（TDI)。
[0013] 優(yōu)選地，涂敷或浸漬于上述天然纖維薄膜加強(qiáng)層的異氰酸酯的重量為5g/m2至 100g/m2。
[0014] 優(yōu)選地，包含在上述薄膜加強(qiáng)層的環(huán)氧樹脂或異氰酸酯以噴灑工序或浸漬輥?zhàn)拥?方式進(jìn)行添加。
[0015] 優(yōu)選地，上述薄膜加強(qiáng)層的厚度為0? 5mm至2mm，重量為120g/m2至700g/m2。
[0016] 優(yōu)選地，在本發(fā)明中，用于上述薄膜加強(qiáng)層的合成纖維采用選自長度為30mm至 IOOmrn的聚丙烯纖維、皮芯型低熔點(diǎn)聚酯纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、丙烯酸纖維或生物降 解性纖維中的一種以上。
[0017] 優(yōu)選地，用于上述薄膜加強(qiáng)層的合成纖維的含量為30重量％至70重量％。
[0018] 優(yōu)選地,用于上述薄膜加強(qiáng)層的天然纖維選自長度為30mm至IOOmrn的洋麻、黃麻、 亞麻、大麻、竹子或劍麻中的一種以上。
[0019] 優(yōu)選地，用于上述薄膜加強(qiáng)層的天然纖維的含量為30重量％至70重量％。
[0020] 優(yōu)選地，上述熱塑性粉末使用選自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或聚丙烯中的一 種或一種以上。
[0021] 優(yōu)選地，本發(fā)明的耐濕性優(yōu)秀的環(huán)保輕量基材的重量為300g/m2至1500g/m2。
[0022] 而且，本發(fā)明還提供耐濕性得到強(qiáng)化的汽車內(nèi)飾材料用環(huán)保輕量基材，其特征在 于，上述汽車內(nèi)飾材料用環(huán)保輕量基材是借助上述制備方法中的一種方法制備，并且其以 在熱塑性發(fā)泡片構(gòu)成的芯材層的一面或兩面進(jìn)行薄膜加強(qiáng)層的熱覆膜而形成的，上述薄膜 加強(qiáng)層是通過向天然纖維和合成纖維氈子層表面涂敷或浸漬液狀異氰酸酯之后，通過進(jìn)行 熱軋輥來實(shí)現(xiàn)半硬化，接著向上述薄膜加強(qiáng)層涂敷熱塑性粉末之后，經(jīng)過熱烤爐，來完成熱 塑性粉末層的形成及異氰酸酯或環(huán)氧樹脂的硬化反應(yīng)。
[0023] 本發(fā)明還提供耐濕性得到強(qiáng)化的汽車內(nèi)飾材料用環(huán)保輕量基材，其特征在于，耐 濕彎曲強(qiáng)度超過I.Okgf/5cm，耐濕懸垂量L為2. 0以下。
[0024] (其中，耐濕彎曲強(qiáng)度（kgf/5cm)的測量標(biāo)準(zhǔn)為，針對(duì)"50mmxl50mmX厚度"及 "660g/m2"重量的試片，以5mm/min的試驗(yàn)速度、IOOmm的跨距（spanwidth)，并在50°C、 95RH%濕度條件下放置24小時(shí)之后，在23°C、95RH%的條件下實(shí)施1小時(shí)穩(wěn)定化之后，依據(jù) ASTMD790進(jìn)行測量；
[0025] 耐濕懸垂量L的測量標(biāo)準(zhǔn)為，針對(duì)"50mmX200mmX厚度"及"660g/m2"重量的試 片，固定末端部分7〇mm，在相反側(cè)部分放置40mmx60mm的34. 2g的錘，測量從底面到試片下 方的初始高度Ll和在50°C、95RH%濕度條件下放置7小時(shí)后重新測量的后期高度L2,通過 L=L1-L2計(jì)算得出。）
[0026] 如上所述，本發(fā)明的汽車內(nèi)飾材料用環(huán)保輕量基材將以往的用于汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的 玻璃纖維替換成天然纖維，使得具有采用對(duì)人體無害的環(huán)保材料的優(yōu)點(diǎn)，而且放棄使用為 了粘結(jié)發(fā)泡片和加強(qiáng)層而使用的粘合劑或熱熔膠膜，而采用熱覆膜工序，從而具有使工序 變得簡單，價(jià)格低廉，向工作人員營造對(duì)人體無害的作業(yè)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。并且，通過采用價(jià)格 低廉和工序簡單的方法，將異氰酸酯（或環(huán)氧樹脂）適用于天然纖維加強(qiáng)層，可一定程度上 改善現(xiàn)有的包含天然纖維的三明治結(jié)構(gòu)的汽車內(nèi)飾材料用基材所具有的在高溫多濕環(huán)境 中的懸垂現(xiàn)象、錯(cuò)位現(xiàn)象及物性低下的問題，因此，不僅適用于汽車內(nèi)飾