CN109955544A - 一种汽车内饰用复合板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车内饰用复合板，板材表面平滑、均匀且两面外观对称，制造成本低，制造方便，质量轻，并具有更好的力学性能，在同克重时，承重性能，刚性都更强，并只需较薄的面料包覆板材即可获得平整的外观，较强的剥离强度和更优秀的性能，尤其是还具有较强的耐热性能和较少的高温弯曲性能衰减。

Description

一种汽车内饰用复合板及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料生产领域，尤其涉及热塑性树脂复合材料生产领域。
背景技术
无纤维增强的热塑性蜂窝板，由于其成本低，质量轻且承重性能适中，100％可回收利用以及低气味低VOC等特点，在汽车行李箱地板、搁物板及隔音板等方面得到越来越广泛的应用。目前，用于汽车内饰的无纤维增强蜂窝板以PP吸塑中空板为主。如图1所示，受吸塑成型工艺的限制，这类板材芯层一般为非连续的蜂窝结构，每个蜂窝单元格之间有一定的距离，芯层为一侧有面皮一侧无面皮的凹凸结构。如图2所示，这种结构的芯层与面层热熔复合时，有面皮一面会使得面层凸起，无面皮一侧因为缺乏支撑会使面层凹陷，成品板材将产生一面有凸起一面有凹陷的不均匀外观。这种板材用作汽车内饰材料时，需覆无纺布之类的软性面料来改善外观，而凹凸不平的表面将导致面料的剥离强度降低，且需要用很厚的软性面料才能抵消不平整度带来的影响，造成使用成本上升。同时，非连续蜂窝结构的芯层使得板材承重性能较低，力学性能缺乏优势。
而在汽车内饰用复合板，由于其功能作用要求复合板具有质量轻，并具有良好的承重性能，刚性。并只需较薄的面料包覆板材即可获得平整的外观，较强的剥离强度和更优秀的性能，尤其是这些汽车内饰在极端环境下还要求具有较强的耐热性能和较少的高温弯曲性能衰减。
例如，专利CN 102294850A公开了一种中空塑料层压板用作汽车内饰材料，该中空层压板即采用非连续凹凸蜂窝结构的芯层与面层复合，面层再覆盖无纺布面料。该层压板芯层的凹凸结构在熔融复合时将传递至面层并导致面层凹凸不平，需用较厚的面料并使用粘接力较强的胶粘剂才能保证较好的面料包覆效果，增加了使用成本。
专利CN 301381461S公开了一种三层中空树脂板的外观，该板材表面即为一面有凸起一面有凹陷的不均匀外观，用于汽车内饰材料时，表面的不平整将导致面料包覆要求变高，只有用较厚的无纺布才能保证外观平整，甚至在加工时需要区分正反面，增加了使用成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种汽车内饰用复合板，板材表面平滑、均匀且两面外观对称，制造成本低，制造方便，质量轻，并具有更好的力学性能，在同克重时，承重性能，刚性都更强，并只需较薄的面料包覆板材即可获得平整的外观，较强的剥离强度和更优秀的性能，尤其是还具有较强的耐热性能和较少的高温弯曲性能衰减。
本发明的汽车内饰用复合板，具有对称的上下面层和具有由连续蜂窝单元彼此紧邻排列组成的蜂窝芯层。因为具有最佳的蜂窝单元壁厚、边长、高度和面层厚度，而具有更优秀的力学性能。
本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：
本发明的汽车内饰用复合板，具有对称的上下面层和具有由连续蜂窝单元彼此紧邻排列组成的蜂窝芯层，其特征在于：面层与蜂窝芯层的制作原料相同，蜂窝单元为空心正六棱柱形，蜂窝单元壁厚为D(mm)、边长为L(mm)、高度为H(mm)，面层厚度为K(mm)。D：L＝1：8-12；H：L＝8-10：5；K：D＝4-6：3-5；L1/5≥K≥D；K为0.2-1mm。
通过这些参数的设定，复合板的承重能力、刚性得到提高；
蜂窝芯层的制作原料包括基础材料；基础材料包括基料和填料，填料占基础材料重量比为18-30％。
所述基料为热塑性材料，所述热塑性材料为PP、PET、PE、PA或PU材料的一种或几种的复合材料；
所述填料为滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石、高岭土、硅藻土等中的一种或多种；
进一步地，所述面层厚度优选为0.4-0.9mm。
进一步地，所述制作原料还包括耐高温添加料，耐高温添加料占制作原料总重量的20-35％。
所述耐高温添加料为含磷环氧树脂、苯并噁嗪树脂、双氰胺和铝酸硅。
其中含磷环氧树脂、苯并噁嗪树脂、双氰胺和铝酸硅质量比例为10-13：30-35：1-5：1-5。
加入耐高温添加料后，汽车内饰用复合板具有了更好的耐高温能力，GBT 1456-2005夹芯结构弯曲性能测试标准下测试，其在80℃弯曲性能保有率在75％以上。并具有较好的阻燃性。
面层与蜂窝芯层的制作材料相同，使得配料简单方便，节省成本。
先将蜂窝芯层制备好，然后将上面层2、下面层4一起复合热压到蜂窝芯层3两面，成型板两面完全一样，平整光滑，加工方便，无需区分正反面，与面料1贴合后具有较强的剥离强度。
本发明汽车内饰用复合板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：混料：用电子称或自动计量装置按配方比例及用量称好制作原料并投入混料罐，混料时间不少于10分钟；
S2：上下面层挤出：S1中混匀的制作原料投入淋膜线在200～220℃的温度下挤出成膜，膜的厚度从0.2～1mm，分切刀分切成指定宽度并连续收卷；
S3：蜂窝芯层挤出：S1中混匀的制作原料投入蜂窝芯成型线按蜂窝芯层的参数设计，先挤出形成膜，再经模条加压形成半高蜂窝芯层，半高蜂窝芯层重合堆叠并加入薄膜熔合成两面覆有薄膜的封闭六角蜂窝芯层。
S4：复合板的制备：上下面层置于放卷装置，中间夹着封闭六角蜂窝芯层一起进入连续复合生产设备，设备传送带间隙与进入物料的厚度相匹配，加热温度设定在180～230℃之间，循环水冷却，传送带运行速度与压力根据成品厚度要求调节，成品板材经后端切割设备切割至指定形状。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种汽车内饰用复合板，板材表面平滑、均匀且两面外观对称，制造成本低，制造方便，质量轻，并具有更好的力学性能，在同克重时，承重性能，刚性都更强，并只需较薄的面料包覆板材即可获得平整的外观，较强的剥离强度和更优秀的性能，尤其是还具有较强的耐热性能和较少的高温弯曲性能衰减。本发明设计的特定中空正六棱柱单元尺寸如高度、壁厚、边长、面层厚度，在同样的克重下能够获得较好承重能力、刚性，并且加入了耐高温添加料，使得汽车内饰用复合板具有较好的耐高温性能和较好的高温条件(80℃)弯曲性能保有率。这些特性使得本发明在作为汽车内饰使用时，轻便，承重性能和刚性性能优秀，且具有阻燃能力和较高的高温弯曲保有率，使得产品安全和实用性能大大提升，坚固耐用。并且其在制备时，面层和芯层物料相同，双面平整，可以使用较薄的面料覆盖既能美观实用，生产成本低，使用方便。
附图说明：
图1为普通圆管蜂窝板芯结构示意图。
图2为普通圆管蜂窝板芯产品截面示意图。
图3为中空正六棱柱蜂窝单元的结构示意图。
图4为汽车内饰用复合板截面示意图。
图5为汽车内饰用复合板结构示意图。
图6为蜂窝单元立体结构图。
图中：1.面料、2.上面层、3.蜂窝芯层、4.下面层。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下面对本发明的内容进行详细的说明。
实施例1：
本实施例的汽车内饰用复合板按照上述制备方法制造，其中基料选择为PP，填料为基础材料重量20％的滑石粉，不使用耐高温添加料；
调整参数使得K＝0.5mm，D＝0.4mm，L＝4mm，H＝8mm，制成复合板A，复合板厚度为9mm,面密度为2000g/m2。
同克重的市售厚度9mm,面密度2000g/m2的非连续圆管蜂窝板D。
相同构造参数范围外(K＝0.5mm,D＝0.15mm,L＝3mm,H＝8mm)的复合板A1进行对比测试。
在23℃条件下，按GBT 1456-2005进行弯曲测试，测得A的承重能力为191N，而非连续圆管蜂窝板D为89N，参数外的复合板A1为135N。
相同测试条件下断裂挠度越小说明刚性越高。在23℃条件下，按GB/T 1456-2005进行断裂挠度测试(样条宽度60mm，跨距(160mm),测得复合板A为10.3mm，非连续圆管蜂窝板D为14.9mm，参数外的复合板A1为11.4mm。
并且经过同克重下，与参数外其他数值组合对比，发现本发明范围内的复合板承重能力和刚性均为最优。
实施例2：
本实施例的汽车内饰用复合板按照上述制备方法制造，其中基料选择为PP，填料为基础材料重量20％的滑石粉，使用占制作原料总重量30％的耐高温添加料：含磷环氧树脂、苯并噁嗪树脂、双氰胺和铝酸硅质量比例为12：35：3：3。
调整制备模具使得K＝0.5mm，D＝0.4mm，L＝4mm，H＝8mm，制成复合板B，复合板厚度为9mm,面密度为2000g/m2。与同克重的添加比例外(5：5：1：1)的耐高温添加料的复合板B1进行对比测试。GBT 1456-2005夹芯结构弯曲性能测试标准下测试，B复合板在常温(23℃)的弯曲承载力为200N，80℃下的弯曲承载力为144N，弯曲性能保有率在77％；参数外的复合板B1为在常温(23℃)的弯曲承载力为169N，80℃下的弯曲承载力为108N，弯曲性能保有率为64％。
并且经过同克重下，与参数外其他数值组合对比，发现本发明范围内的复合板弯曲性能保有率均为最优。
并且A复合板的GBT 1456-2005夹芯结构弯曲性能测试标准下测试，在常温(23℃)的弯曲承载力为191N，80℃下的弯曲承载力为107N，弯曲性能保有率在56％。
非连续圆管蜂窝板D在GBT 1456-2005夹芯结构弯曲性能测试标准下测试，在常温(23℃)的弯曲承载力为89N，80℃下的弯曲承载力为45N，弯曲性能保有率在50％。
结合分析实施例1-2可以得出，本发明限定汽车内饰用复合板，设计的特定中空正六棱柱单元尺寸如高度H、壁厚D、边长L、面层厚度K，在同样的克重下能够获得较好承重能力、刚性，并且加入了耐高温添加料，使得汽车内饰用复合板具有较好的耐高温性能和较好的高温条件(80℃)弯曲性能保有率。远优于现有技术的特殊效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车内饰用复合板，具有对称的上下面层和具有由连续蜂窝单元彼此紧邻排列组成的蜂窝芯层，其特征在于：面层与蜂窝芯层的制作原料相同，蜂窝单元为空心正六棱柱形，蜂窝单元壁厚为D(mm)、边长为L(mm)、高度为H(mm)，面层厚度为K(mm)；D：L＝1：8-12；H：L＝8-10：5；K：D＝4-6：3-5；L1/5≥K≥D；K为0.2-1mm；蜂窝芯层的制作原料包括基础材料，基础材料包括基料和填料，所述填料占基础材料重量比为18-30％。
2.根据权利要求1所述的汽车内饰用复合板，其特征在于：所述填料为滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石、高岭土、硅藻土等中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的汽车内饰用复合板，其特征在于：所述面层厚度K为0.4-0.9mm。
4.根据权利要求1或2所述的汽车内饰用复合板，其特征在于：所述基料为热塑性材料，所述热塑性材料为PP、PET、PE、PA或PU材料的一种或几种的复合材料。
5.根据权利要求3所述的汽车内饰用复合板，其特征在于：所述制作原料还包括耐高温添加料，耐高温添加料占制作原料总重量的20-35％。
6.根据权利要求5所述的汽车内饰用复合板，其特征在于：所述耐高温添加料为含磷环氧树脂、苯并噁嗪树脂、双氰胺和铝酸硅。
7.根据权利要求6所述的汽车内饰用复合板，其特征在于：其中含磷环氧树脂、苯并噁嗪树脂、双氰胺和铝酸硅质量比例为10-13：30-35：1-5：1-5。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的汽车内饰用复合板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：混料：用电子称或自动计量装置按配方比例及用量称好制作原料并投入混料罐，混料时间不少于10分钟；
S2：上下面层挤出：S1中混匀的制作原料投入淋膜线在200～220℃的温度下挤出成膜，膜的厚度从0.2～1mm，分切刀分切成指定宽度并连续收卷；
S3：蜂窝芯层挤出：S1中混匀的制作原料投入蜂窝芯成型线按蜂窝芯层的参数设计，先挤出形成膜，再经模条加压形成半高蜂窝芯层，半高蜂窝芯层重合堆叠并加入薄膜熔合成两面覆有薄膜的封闭六角蜂窝芯层；
S4：复合板的制备：上下面层置于放卷装置，中间夹着封闭六角蜂窝芯层一起进入连续复合生产设备，设备传送带间隙与进入物料的厚度相匹配，加热温度设定在180～230℃之间，循环水冷却，传送带运行速度与压力根据成品厚度要求调节，成品板材经后端切割设备切割至指定形状。
9.如权利要求1所述的汽车内饰用复合板在汽车内饰中的应用。
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