CN112389051A - 一种复合夹层板及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合夹层板及其制备方法和用途，所述复合夹层板的制备方法包括：将玻璃纤维增强塑料板进行加热，上下表面加热温度不同；按照加热后的玻璃纤维增强塑料板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的玻璃纤维增强塑料板的顺序依次叠放，得到组合材料；将得到的组合材料进行模压成型，得到复合夹层板。本发明所述制备方法操作简单，环境友好，成本低，生产效率高，有利于工业化规模生产，具有较好的工业应用前景。

Description

一种复合夹层板及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于汽车内饰领域，具体涉及一种复合夹层板及其制备方法和用途。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步，越来越多的私家车走入千家万户。乘车消费者在追求环保节能的同时，对其舒适性与实用性也提出了更高的要求。其中，汽车后备箱作为储物空间也成为了人们购车的考虑要素。汽车后备箱中一般安装有行李箱备板，可起到分隔空间，承载物品与美化的作用。
目前，一般采用PU喷涂工艺将蜂窝纸芯和玻纤组合生产行李箱备板，但喷涂工艺PU材料用量大，成本高，且气味重，对工作环境有一定的影响。因此，开发一种环保节能的行李箱背板及其制备方法成为当前亟待解决的问题。
CN 204701223U公开了一种新型复合夹层板，包括上、下两个面层，两面层之间粘接有夹心层；所述面层为热塑玻璃纤维板，厚度范围在2～50mm；所述夹心层为扩展聚苯乙烯泡沫板，厚度范围在60～200mm。该产品进行生产时需要额外加入粘结剂，且生产效率较低。
CN 106832635A公开了一种阻燃保温复合夹层板，包括两个面层和位于两个面层之间的夹心层；所述面层为玻璃纤维板，厚度为5～25mm，所述夹心层为改性聚苯乙烯泡沫板，厚度为70～120mm；改性聚苯乙烯泡沫板的原料包括：可发性聚苯乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚丙烯酰胺、天然橡胶、环氧氯丙烷、海泡石、改性蒙脱土、二氧化硅气凝胶、碳纳米管、纳米碳酸钙、硼砂、磷酸三辛酯、改性氢氧化镁、硅酸盐纤维、苯乙烯接枝马来酸酐、轻烧氧化镁、氯化镁、棉花秸秆。该方法将聚苯乙烯泡沫板进行了改性，工艺流程复杂。
综上所述，如何提供一种环保节能、成本低，且生产效率高的行李箱备板及其制备方法，成为了目前迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种复合夹层板及其制备方法和用途，所述制备方法通过将材料加热软化进行粘结，然后通过加压即可得到高性能复合夹层板；所述制备方法无需采用喷涂料与粘结剂，工艺流程简单，生产效率高，且对环境友好，具有较好的工业应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种复合夹层板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维增强塑料板进行加热，上下表面的加热温度不同；按照加热后的玻璃纤维增强塑料板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的玻璃纤维增强塑料板的顺序依次叠放，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料进行模压成型，得到复合夹层板。
本发明中，所述制备方法通过对玻璃纤维增强塑料板的两个表面设置不同的加热温度，控制材料的软化程度，以达到最好的粘结效果，然后通过模压成型得到高性能、轻量化的复合夹层板；所述制备方法成本低，生产效率高，对环境友好，具有良好的工业前景。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述玻璃纤维增强塑料板包括PP玻纤板。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)采用烘箱进行玻璃纤维增强塑料板的加热。
优选地，步骤(1)所述加热的时间为80～100s，例如80s、82s、84s、87s、89s、93s、95s、97s、99s或100s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，加热的时间需进行控制。若加热时间过长，则会导致PP玻纤板软化过度；若加热时间过短，会导致PP玻纤板软化程度不够，影响产品成型状态。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述玻璃纤维增强塑料板的上表面的加热温度为270～290℃，例如270℃、273℃、275℃、278℃、280℃、284℃、287℃或290℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述玻璃纤维增强塑料板的下表面的加热温度为300～320℃，例如300℃、304℃、308℃、310℃、313℃、315℃、317℃或320℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，上表面与下表面只是为了说明两个表面的相对位置，两个表面并不作特定区分，因此，也可选择所述玻璃纤维增强塑料板的上表面加热温度为300～320℃，下表面的加热温度为270～290℃，对后续操作并无影响。
优选地，步骤(1)所述加热后的玻璃纤维增强塑料板进行叠放时，将加热温度高的表面贴近聚苯乙烯泡沫板。
本发明中，高温面的加热温度需进行严格控制。若温度过高，会导致PP玻纤板表面烘焦、烘烂；若温度过低，PP玻纤板则不能达到所需的软化要求，影响产品成型状态。
本发明中，低温面的加热温度较低，其可在保证材料达到软化要求的同时降低能耗。
本发明中，将加热温度高的表面与聚苯乙烯泡沫板贴合可使材料间结合更牢固，不易剥离，提高成型后产品的性能。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述模压成型所用的模具为铝制冷成型模具。
本发明中，所述铝制冷成型模具与产品要求相适应，不同的产品采用不同型腔的模具。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述模压成型的压力为15～20MPa，例如15MPa、15.5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa或、20MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，加压时的压力需进行严格控制。若压力过高，会导致材料挤压变形；若压力过低，会导致各层材料间结合较差，容易剥离。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述模压成型的时间为60～80s，例如60s、64s、68s、70s、72s、76s或80s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，加压时间控制在所述范围之内即可保证产品质量。若加压时间过短，会导致各层材料间结合不牢固，影响产品状态；加压时间过长，则会影响生产效率。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述复合夹层板的玻璃纤维增强塑料板的厚度均为3～5mm，例如3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述复合夹层板的聚苯乙烯泡沫板的厚度为15～20mm，例如15mm、15.5mm、16mm、16.5mm、17mm、17.5mm、18mm、18.5mm、19mm、19.5mm或20mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维增强塑料板加热，上表面的加热温度为270～290℃，下表面的加热温度为300～320℃，加热80～100s，按照加热后的玻璃纤维增强塑料板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的玻璃纤维增强塑料板的顺序依次叠放，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料放入模具内，施加15～20MPa的压力，保持60～80s，得到复合夹层板；所述复合夹层板玻璃纤维增强塑料层厚度均为3～5mm，聚苯乙烯泡沫板层厚度为15～20mm。
本发明中，所述制备方法仅需要140～180s即可得到产品，极大地提高了生产效率。
第二方面，本发明提供了一种采用上述制备方法制备的复合夹层板，所述复合夹层板包括上、下两个面层和位于两个面层之间的芯层；
优选地，所述面层为玻璃纤维增强塑料板，所述芯层为聚苯乙烯泡沫板。
优选地，所述面层和芯层之间不含有粘结剂；
优选地，所述面层的厚度均为3～5mm。
优选地，所述芯层的厚度为15～20mm。
第三方面，本发明提供了一种上述复合夹层板的用途，所述复合夹层板用于汽车行李箱备板。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述制备方法首先通过对玻璃纤维增强塑料板的两个表面设置不同的加热温度，控制材料的软化程度，加强了玻璃纤维增强塑料板与聚苯乙烯泡沫板之间的粘结性，然后通过模压成型得到高性能、轻量化的复合夹层板；且制备过程中无需采用喷涂料与粘结剂，工艺流程简单，生产效率高，环境友好，具有较好的工业应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的制备方法所得到的复合夹层板的结构示意图；
其中，1-玻璃纤维增强塑料板，2-聚苯乙烯泡沫板。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种复合夹层板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维增强塑料板进行加热，上下表面的加热温度不同；按照加热后的玻璃纤维增强塑料板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的玻璃纤维增强塑料板的顺序依次叠放，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料进行模压成型，得到复合夹层板。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种复合夹层板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将PP玻纤板放入烘箱加热，上表面的加热温度为280℃，下表面的加热温度为300℃，加热100s，然后取两块加热后的PP玻纤板和一块聚苯乙烯泡沫板，按照加热后的PP玻纤板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的PP玻纤板的顺序依次叠放，叠放时，将PP玻纤板的温度高的表面贴近聚苯乙烯泡沫材料，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料放入模具内，施加15MPa的压力，保持60s，得到复合夹层板；所述复合夹层板的PP玻纤板层厚度为3mm，聚苯乙烯泡沫板层厚度为15mm。
本实施例所述制备方法得到的复合夹层板的结构示意图如图1所示。其中，1-玻璃纤维增强塑料板，2-聚苯乙烯泡沫板，本实施例中玻璃纤维增强塑料板具体为PP玻纤板。
实施例2：
本实施例提供了一种复合夹层板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将PP玻纤板放入烘箱加热，上表面的加热温度为270℃，下表面的加热温度为310℃，加热80s，然后取两块加热后的PP玻纤板和一块聚苯乙烯泡沫板，按照加热后的PP玻纤板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的PP玻纤板的顺序依次叠放，叠放时，将PP玻纤板的温度高的表面贴近聚苯乙烯泡沫材料，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料放入模具内，施加14MPa的压力，保持70s，得到复合夹层板；所述复合夹层板的PP玻纤板层厚度为4mm，聚苯乙烯泡沫板层厚度为17mm。
实施例3：
本实施例提供了一种复合夹层板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将PP玻纤板放入烘箱加热，上表面的加热温度为285℃，下表面的加热温度为305℃，加热85s，然后取两块加热后的PP玻纤板和一块聚苯乙烯泡沫板，按照加热后的PP玻纤板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的PP玻纤板的顺序依次叠放，叠放时，将PP玻纤板的温度高的表面贴近聚苯乙烯泡沫材料，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料放入模具内，施加13MPa的压力，保持65s，得到复合夹层板；所述复合夹层板的PP玻纤板层厚度为5mm，聚苯乙烯泡沫板层厚度为18mm。
实施例4：
本实施例提供了一种复合夹层板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将PP玻纤板放入烘箱加热，上表面的加热温度为275℃，下表面的加热温度为315℃，加热90s，然后取两块加热后的PP玻纤板和一块聚苯乙烯泡沫板，按照加热后的PP玻纤板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的PP玻纤板的顺序依次叠放，叠放时，将PP玻纤板的温度高的表面贴近聚苯乙烯泡沫材料，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料放入模具内，施加16MPa的压力，保持75s，得到复合夹层板；所述复合夹层板的PP玻纤板层厚度为3.5mm，聚苯乙烯泡沫板层厚度为16mm。
实施例5：
本实施例提供了一种复合夹层板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将PP玻纤板放入烘箱加热，上表面的加热温度为285℃，下表面的加热温度为320℃，加热100s，然后取两块加热后的PP玻纤板和一块聚苯乙烯泡沫板，按照加热后的PP玻纤板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的PP玻纤板的顺序依次叠放，叠放时，将PP玻纤板的温度高的表面贴近聚苯乙烯泡沫材料，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料放入模具内，施加17MPa的压力，保持80s，得到复合夹层板；所述复合夹层板的PP玻纤板层厚度为4.5mm，聚苯乙烯泡沫板层厚度为17mm。
实施例6：
本实施例提供了一种复合夹层板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将PP玻纤板放入烘箱加热，上表面的加热温度为290℃，下表面的加热温度为300℃，加热80s，然后取两块加热后的PP玻纤板和一块聚苯乙烯泡沫板，按照加热后的PP玻纤板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的PP玻纤板的顺序依次叠放，叠放时，将PP玻纤板的温度高的表面贴近聚苯乙烯泡沫材料，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料放入模具内，施加15MPa的压力，保持60s，得到复合夹层板；所述复合夹层板的PP玻纤板层厚度为5mm，聚苯乙烯泡沫板层厚度为20mm。
对比例1：
本对比例提供了一种复合夹层板的制备方法，所述制备方法参照实施例6中的方法，区别仅在于：步骤(1)中PP玻纤板两面的加热温度相同，均为290℃。
对比例2：
本对比例提供了一种复合夹层板的制备方法，所述制备方法参照实施例6中的方法，区别仅在于：步骤(1)中PP玻纤板上表面的加热温度为290℃，下表面的加热温度为330℃。
本对比例中PP玻纤板因加热温度过高而烤焦，导致其无法聚苯乙烯泡沫板与进行粘结，不能得到复合夹层板。
对实施例1-6和对比例1所得的复合夹层板进行测试，测试标准为：在复合夹层板上承载80kg重物，常态承载变形量不大于23mm，即为合格；测试结果见表1。
表1实施例1-6和对比例1所得复合夹层板的常态承载测试结果
常态承载变形量/mm
实施例1 19.91
实施例2 17.92
实施例3 16.80
实施例4 18.19
实施例5 16.31
实施例6 15.92
对比例1 24.11
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述制备方法通过对玻璃纤维增强塑料板的两个表面设置不同的加热温度，控制材料的软化程度，加强了玻璃纤维增强塑料板与聚苯乙烯泡沫板之间的粘结性，然后通过模压成型得到高性能、轻量化的复合夹层板；所述制备方法制得的复合夹层板强度高，粘结性好，不易剥离，且制备成本低，生产效率高，对环境友好，具有较好的工业应用前景。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种复合夹层板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维增强塑料板进行加热，上下表面的加热温度不同；按照加热后的玻璃纤维增强塑料板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的玻璃纤维增强塑料板的顺序依次叠放，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料进行模压成型，得到复合夹层板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述玻璃纤维增强塑料板包括PP玻纤板。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)采用烘箱进行玻璃纤维增强塑料板的加热；
优选地，步骤(1)所述加热的时间为80～100s。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述玻璃纤维增强塑料板的上表面的加热温度为270～290℃；
优选地，步骤(1)所述玻璃纤维增强塑料板的下表面的加热温度为300～320℃；
优选地，步骤(1)所述加热后的玻璃纤维增强塑料板进行叠放时，将加热温度高的表面贴近聚苯乙烯泡沫板。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述模压成型所用的模具为铝制冷成型模具。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述模压成型的压力为15～20MPa；
优选地，步骤(2)所述模压成型的时间为60～80s。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述复合夹层板的玻璃纤维增强塑料板的厚度均为3～5mm；
优选地，步骤(2)所述复合夹层板的聚苯乙烯泡沫板的厚度为15～20mm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维增强塑料板加热，上表面的加热温度为270～290℃，下表面的加热温度为300～320℃，加热80～100s，按照加热后的玻璃纤维增强塑料板、聚苯乙烯泡沫板和加热后的玻璃纤维增强塑料板的顺序依次叠放，得到组合材料；
(2)将步骤(1)得到的组合材料放入模具内，施加15～20MPa的压力，保持60～80s，得到复合夹层板；所述复合夹层板的玻璃纤维增强塑料板的厚度均为3～5mm，聚苯乙烯泡沫板的厚度为15～20mm。
9.一种权利要求1-8任一项所述制备方法制备的复合夹层板，其特征在于，所述复合夹层板包括上、下两个面层和位于两个面层之间的芯层；所述面层为玻璃纤维增强塑料板，所述芯层为聚苯乙烯泡沫板；
优选地，所述面层和芯层之间不含有粘结剂；
优选地，所述面层的厚度均为3～5mm；
优选地，所述芯层的厚度为15～20mm。
10.一种权利要求9所述的复合夹层板的用途，其特征在于，所述复合夹层板用于汽车行李箱备板。
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