CN114990783B - 一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料及其加工成型方法 - Google Patents

一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料及其加工成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料及其加工成型方法，所叙述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，是通过材料改性技术、挥脱技术和复合成型技术相结合的方法制备的PP纤维和经过γ射线辐照改性和表面涂层处理的玄武岩纤维按照一定比例混合，然后通过加工工艺调节采用针刺法制备复合材料。其加工成型方法主要包括：低有害物质释放的PP纤维的加工成型，玄武岩纤维的γ射线辐照改性和表面涂层处理，针刺法复合材料的加工成型。本发明制备的玄武岩纤维复合材料，制备工艺简单，可以很好的满足复合材料在汽车内饰件领域的应用，并极大的降低内饰件材料的VOC释放和气味等级，实现产品的轻量化。

Description

一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料及 其加工成型方法
技术领域
本发明涉及汽车内饰用纤维增强复合材料及其加工成型领域，具体是一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料及其加工成型方法。
背景技术
随着汽车产业的快速发展，其带来的环境污染也日益加剧，相关研究表明，汽车减重10%，燃油效率提高6%～8%，电动汽车行程提高8%。汽车轻量化和有害物质释放超标问题是汽车产业面临的两大难题。
PP纤维由于比重轻、性能优良在汽车内饰领域有着广泛的应用，是实现车体轻量化的理想材料。PP纤维主要应用于汽车地毯、顶棚、后备箱盖板、侧围、座椅背板等，但现有汽车内饰用PP纤维普遍存在着有害物质释放超标问题，给汽车的驾乘人员带来一定的伤害。本发明所用PP纤维为我们经过改性处理和特殊工艺制备的低有害物质释放的PP纤维，但这种PP纤维按照传统制备工艺无法实现后续产品的加工。本发明的意义就在于解决了低有害物质释放的PP纤维后续产品制备的关键技术问题。
玄武岩纤维作为一种矿物纤维，原材料来源于玄武岩矿石，在我国储量巨大。玄武岩纤维具有优异的力学性能，是一种理想的增强材料，在加工和使用过程中不会给使用者带来不适，废弃后也不会对环境造成影响。此外，玄武岩纤维还具有极好的耐高低温性能，承受的工作温度范围为-260℃～650℃，玄武岩纤维的耐腐蚀性与化学稳定性好，吸水率只有0.3%左右，潮湿的环境下可长时间使用不变形。因此，开发玄武岩纤维复合材料应用于汽车内饰对解决汽车内饰材料回收利用以及废弃后对环境的影响具有重大意义。
目前汽车内饰用材料普遍使用玻纤、麻纤维等纤维增强复合材料，玻纤复合材料废弃后无法降解会对环境造成影响，加工的过程中对工人的伤害也比较大，容易造成尘肺病等职业病，严重者可以致癌，在国外玻纤产品已经严格限制在汽车上的应用。麻纤维复合材料作为天然纤维复合材料虽然具有环境友好性，但由于麻纤维吸湿比较大，在潮湿环境下使用容易发生变形、发霉等问题，同时还存在着天然麻的气味，所以在使用上也受到一定程度的限制。通过对各大主机厂的调查发现，部分主机厂已经开始放弃麻纤维和玻纤维复合材料在汽车内饰件上的应用，各大主机厂都在积极寻求新的低气味和低有害物质释放的轻量化的新材料来替代现有产品来增强使用者的驾乘感受，在此背景下本发明所开发的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料将具有非常好的市场前景。本发明解决了低有害物质释放的PP纤维和玄武岩纤维复合材料制备过程中的关键技术，使得制备的复合材料有害物质释放极低，可以有效解决汽车内饰材料VOC释放超标问题，并同时实现产品轻量化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料及其加工成型方法，以解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，包括低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理的玄武岩纤维，并通过针刺法加工成型；其中，低有害物质释放的PP纤维通过材料改性技术、挥脱技术和复合成型技术相结合的方法制备而成，按照质量百分比，低有害物质释放的PP纤维占35%～65%，改性玄武岩纤维占35%～65%。
在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：
在一种可选方案中：汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料尺寸变化率小于0.5%、弯曲强度100～240MPa、弯曲模量856～1386MPa。
在一种可选方案中：汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的有害物质释放范围为：甲醛未检出～0.100μg/g、甲苯未检出～0.104μg/g、苯未检出～0.040μg/g、二甲苯0.001～0.202μg/g、苯乙烯未检出～0.042μg/g、乙醛未检出～0.103μg/g、丙烯醛未检出～0.105μg/g。
一种如上述所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，包括以下步骤；
步骤1、低有害物质挥发的PP颗粒的加工成型：首先将气味改性剂和PP颗粒按照质量百分比（10%～30%）：（70%～90%）喂入搅拌机中进行混合，得到混料；然后将混料通过气流输送到造粒机经熔融混炼后由双螺杆挤出，冷却后经过切断从而制得低有害物质挥发的PP颗粒，步骤1中在造粒机上添加了挥脱装置；
步骤2：低有害物质释放的PP纤维的加工成型，将低有害物质挥发的PP颗粒加入熔融螺杆A（熔体温度为165℃～235℃）中作为皮层，将PP颗粒加入熔融螺杆B（熔体温度为200℃～245℃）中作为芯层，纤维的皮层和芯层按照质量百分比（40%～60%）：（40%～60%）加入到纺丝机计量泵中，经过喷丝板纺成纤维，成型后的纤维依次经过油剂槽上油辊、多步牵伸机、去油剂装置、一道定型机、卷曲机定型后得到纤维丝束，上述熔融螺杆A中加入的PP改性颗粒的熔融指数为30g/10min，熔融螺杆B中加入的PP颗粒的熔融指数为68g/10min~70g/10min，上述油剂槽上油辊的转数6.5r/min～7.3r/min；上述牵伸浴的温度为90℃～125℃，转数为15r/min～80r/min，上述定型机的温度为110℃～125℃，上述纤维的卷曲数为15～25个/25mm；
将上述制得的纤维丝束通过纤维整形机、切断机和打包机，最终制得复合纺皮芯结构的无气味PP短纤维，其中纤维长度控制在40～60cm、纤维细度控制在2.01dtex～8.22dtex，上述纤维整形机气流喷头压力为2.8kg/cm2～3.6kg/cm2，上述切断机的转数为40r/min～50r/min，打包机的转数为1700r/min～2000r/min；
步骤3：玄武岩纤维的γ射线辐照改性和表面涂层处理：首先将玄武岩纤维在120℃的真空干燥箱内进行预处理，时间1～5h，然后采用γ射线辐照改性和表面涂层技术相结合的方法对玄武岩纤维进行改性处理，对上述经过改性处理的玄武岩纤维进行超声波水洗处理，时间0.5～2h。最后对经过上述处理的材料在120℃真空干燥箱干燥处理，时间1～2h；
步骤:4：针刺法复合材料的加工成型，将经过步骤2、步骤3所得的低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理的玄武岩纤维按照质量百分比（35%~65%）：（35%~65%）进行充分混合，得到原材料，然后采用针刺法制备复合材料毡；
具体步骤为：首先通过开松机的粗齿轮滚筒分别进行上述两种纤维的预开松，预开松后的纤维进行第一次除尘，经第一次除尘的纤维经过开松机的细齿滚筒进行第二次开松，获得比较松散的纤维，将松散纤维进行第二次除尘；
将上述经第二次除尘后的松散纤维通过输送管道送入到混棉机中，在混棉机内经过充分混合均匀后经给棉机喂入到梳理机，经过多到梳理机梳理成单层纤维网，并通过道夫和剥棉罗拉后将纤维网送入到由滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致；
将上述混合纤维网通过输出帘送入到铺网机，铺网机根据产品要求将纤维网铺成多层纤维网，一般厚度为5mm～25mm，获得不同克重的纤维网；
将上述所获得的多层纤维网通过输出帘喂入到高速针刺机进行上、下针刺处理，针刺深度6mm～10mm，获得厚度为3mm～20mm针刺毡；
将上述获得的针刺毡经热压、冷却成型后，得到低气味PP纤维与玄武岩纤维复合材料，其中热压温度为165℃～180℃；
将上述获得的复合材料经分切机进行纵向切边、横向分切、收卷，最后利用塑包机进行塑封，获得最终产品。
在一种可选方案中：所述的步骤4中的低有害物质释放的PP纤维、玄武岩改性纤维复合材料的克重均为500g/m2～2800g/m2。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明制得的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料具有优良的力学性能、良好的尺寸变化率和极低的有害物质释放，是非常理性的汽车内饰件用纤维增强复合材料。本发明制备的复合材料经检测，尺寸变化率小于0.5%、弯曲强度100～240MPa、弯曲模量856～1386MPa，VOC释放的范围分别为：甲醛未检出～0.100μg/g、甲苯未检出～0.104μg/g、苯未检出～0.040μg/g、二甲苯0.001～0.202μg/g、苯乙烯未检出～0.042μg/g、乙醛未检出～0.103μg/g、丙烯醛未检出～0.105μg/g，这个数值要远远低于现有车型的限值。同时本复合材料具有极好的耐高低温性能，在-40℃下落球试验产品表面没有任何变化，材料的抗弯强度可以保持在99.9%以上，利用本材料制备现有汽车内饰件同现有产品相比可以实现减重30%左右，可以有效降低燃油车的有害物质排放和提高电动汽车的续航里程，另外，玄武岩在一定的条件下可以降解，即使废弃后也不会对环境产生永久性的破坏。
附图说明
图1为本发明制备的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围，对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
实施例1
一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，包括低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理玄武岩纤维，按照质量百分数计算，二者的比例为低有害物质释放的PP纤维：玄武岩改性纤维=50%：50%。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的克重为1100g/m2、尺寸变化率为0.1%、弯曲强度为185MPa、弯曲模量为865MPa。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的甲醛为未检出、甲苯为0.003μg/g、苯为未检出、二甲苯为0.032μg/g、苯乙烯为未检出、乙醛为未检出、丙烯醛为未检出。
一种如上述所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，包括以下步骤；
步骤1、低有害物质挥发的PP颗粒加工成型：首先将气味改性剂和PP颗粒按照质量百分比20%：80%喂入搅拌机中进行混合，得到混料；然后将混料通过气流输送到造粒机经熔融混炼后由双螺杆挤出，冷却后经过切断从而制得低有害物质挥发的PP颗粒（改性后的PP颗粒），步骤1中在造粒机上添加了挥脱装置；
步骤2：低有害物质释放的PP纤维的加工成型，将改性后的PP颗粒（熔融指数为30g/10min，按照质量分数计算占50%）加入熔融螺杆A（熔体温度为165℃～235℃）中作为皮层，将PP颗粒（熔融指数为68g/10min，按照质量分数计算占50%）加入熔融螺杆B（熔体温度为200℃～245℃）中作为芯层，加入到纺丝机计量泵中，经过喷丝板纺成皮芯结构的纤维，成型后的纤维依次经过油剂槽上油辊、多步牵伸机、去油剂装置、一道定型机、卷曲机定型后得到纤维丝束，上述油剂槽上油辊的转数6.5转/分，上述牵伸浴的温度为120℃，转数为15r/min～80r/min，上述定型机的温度为110℃，上述纤维的卷曲数为20个/25mm；
将上述制得的纤维丝束通过纤维整形机（气流喷头压力为2.8kg/cm2）、切断机（转数为40r/min）和打包机（转数为1700r/min），最终制得复合纺皮芯结构的低有害物质释放的PP纤维，其中纤维长度控制在51cm、纤维细度控制在2.26dtex；
步骤3：玄武岩纤维的γ射线辐照改性和表面涂层处理，首先将玄武岩纤维在120℃的真空干燥箱内进行预处理，时间1h，然后采用γ射线辐照改性和表面涂层技术相结合的方法对玄武岩纤维进行改性处理，对上述经过改性处理的玄武岩纤维进行超声波水洗处理，时间30min，最后对经过上述处理的材料在120℃真空干燥箱干燥处理，时间1h；
步骤4：针刺法复合材料的加工成型，将经过步骤2、步骤3所得的材料按照质量分数比为50%：50%的比例进行充分混合，然后采用针刺法制备复合材料毡；
具体步骤为：首先通过开松机的粗齿轮滚筒分别进行上述两种纤维的预开松，预开松后的纤维进行第一次除尘，经第一次除尘的纤维经过开松机的细齿滚筒进行第二次开松，获得比较松散的纤维，将松散纤维进行第二次除尘；
将上述经第二次除尘后的松散纤维通过输送管道送入到混棉机中，在混棉机内经过充分混合均匀后经给棉机喂入到梳理机，经过多到梳理机梳理成单层纤维网，并通过道夫和剥棉罗拉后将纤维网送入到由滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致，上述梳理机的刺辊转速分别为600r/min，锡林转速为300r/min，道夫的转速为18r/min；
将上述混合纤维网通过输出帘送入到铺网机，铺网机将纤维网铺成多层纤维网，获得克重为1100g/m2的纤维网；
将上述所获得的多层纤维网通过输出帘喂入到高速针刺机进行上、下针刺处理，针刺深度6mm，获得厚度为10mm的针刺毡；
将上述获得的针刺毡经热压、冷却成型后，得到超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，其中热压温度为165℃～180℃；
将上述获得的复合材料经分切机进行纵向切边、横向分切、收卷，最后利用塑包机进行塑封，获得最终产品。
实施例2
一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，包括低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理玄武岩纤维，按照质量百分数计算，二者的比例为低有害物质释放的PP纤维：玄武岩改性纤维=60%：40%。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的克重为1800g/m2，尺寸变化率为0.2%、弯曲强度为226MPa、弯曲模量为1023MPa。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的甲醛含量为未检出、甲苯为0.004μg/g、苯为未检出、二甲苯为0.035μg/g、苯乙烯为0.022μg/g、乙醛为未检出、丙烯醛为未检出。
一种如上述所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，包括以下步骤：
步骤1：低有害物质释放的PP纤维的加工成型，将实施例1制备的改性后的PP颗粒（熔融指数为30g/10min，按照质量分数计算占40%）加入熔融螺杆A（熔体温度为165℃～235℃）中作为皮层，将PP颗粒（熔融指数为68g/10min，按照质量分数计算占60%）加入熔融螺杆B（熔体温度为200℃～245℃）中作为芯层，加入到纺丝机计量泵中，经过喷丝板纺成皮芯结构的纤维，成型后的纤维依次经过油剂槽上油辊、多步牵伸机、去油剂装置、一道定型机、卷曲机定型后得到纤维丝束。上述油剂槽上油辊的转数6.2r/min，上述牵伸浴的温度为120℃，转数为20r/min～80r/min，上述定型机的温度为100℃，上述纤维的卷曲数为18个/25mm；
将上述制得的纤维丝束通过纤维整形机（气流喷头压力为2.8kg/cm2）、切断机（转数为40转/分）和打包机（转数为1700转/分），最终制得复合纺皮芯结构的低有害物质释放的PP纤维，其中纤维长度控制在51cm、纤维细度控制在2.26dtex；
步骤2：玄武岩纤维的γ射线辐照改性和表面涂层处理，首先将玄武岩纤维在120℃的真空干燥箱内进行预处理，时间1h，然后采用γ射线辐照改性和表面涂层技术相结合的方法对玄武岩纤维进行改性处理，对上述经过改性处理的玄武岩纤维进行超声波水洗处理，时间1h，最后对经过上述处理的材料在120℃真空干燥箱干燥处理，时间1h；
步骤3：针刺法复合材料的加工成型，将经过步骤1、步骤2所得的材料按照质量分数比为60%：40%的比例进行充分混合，然后采用针刺法制备复合材料毡；
具体步骤为：首先通过开松机的粗齿轮滚筒分别进行上述两种纤维的预开松，预开松后的纤维进行第一次除尘，经第一次除尘的纤维经过开松机的细齿滚筒进行第二次开松，获得比较松散的纤维，将松散纤维进行第二次除尘；
将上述经第二次除尘后的松散纤维通过输送管道送入到混棉机中，在混棉机内经过充分混合均匀后经给棉机喂入到梳理机，经过多到梳理机梳理成单层纤维网，并通过道夫和剥棉罗拉后将纤维网送入到由滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致。上述梳理机的刺辊转速分别为700r/min，锡林转速为280r/min，道夫的转速为70r/min；
将上述混合纤维网通过输出帘送入到铺网机，铺网机将纤维网铺成多层纤维网，获得克重为1800g/m2的纤维网；
将上述所获得的多层纤维网通过输出帘喂入到高速针刺机进行上、下针刺处理，针刺深度8mm，获得厚度为15mm的针刺毡；
将上述获得的针刺毡经热压、冷却成型后，得到低气味PP纤维与玄武岩纤维复合材料，其中热压温度为165℃～180℃；
将上述获得的复合材料经分切机进行纵向切边、横向分切、收卷，最后利用塑包机进行塑封，获得最终产品。
实施例3
一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，包括低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理玄武岩纤维，按照质量百分数计算二者的比例为低有害物质释放的PP纤维：玄武岩改性纤维=40%：60%。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的克重为2200g/m2、尺寸变化率为0.1%、弯曲强度为238MPa、弯曲模量为1348MPa。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的甲醛含量为未检出、甲苯为0.002μg/g、苯为未检出、二甲苯为0.022μg/g、苯乙烯为未检出、乙醛为未检出、丙烯醛为未检出。
一种如上述所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，包括以下步骤：
步骤1：低有害物质释放的PP纤维的加工成型，将实施例1制备改性后的PP颗粒（熔融指数为30g/10min，按照质量分数计算占50%）加入熔融螺杆A（熔体温度为165℃～235℃）中作为皮层，将PP颗粒（熔融指数为68g/10min，按照质量分数计算占50%）加入熔融螺杆B（熔体温度为200℃～245℃）中作为芯层，加入到纺丝机计量泵中，经过喷丝板纺成皮芯结构的纤维，成型后的纤维依次经过油剂槽上油辊、多步牵伸机、去油剂装置、一道定型机、卷曲机定型后得到纤维丝束，上述油剂槽上油辊的转数6.2r/min，上述牵伸浴的温度为120℃，转数为20r/min～80r/min，上述定型机的温度为100℃，上述纤维的卷曲数为25个/25mm；
将上述制得的纤维丝束通过纤维整形机（气流喷头压力为2.8kg/cm2）、切断机（转数为40r/min）和打包机（转数为2000r/min），最终制得复合纺皮芯结构的低有害物质释放的PP纤维，其中纤维长度控制在51cm、纤维细度控制在3.26dtex；
步骤2：玄武岩纤维改性处理，首先将玄武岩纤维在120℃的真空干燥箱内进行预处理，时间1.5h，然后采用等离子体改性和表面涂层技术相结合的方法对玄武岩纤维进行改性处理，对上述经过改性处理的玄武岩纤维进行超声波水洗处理，时间1h，最后对经过上述处理的材料在120℃真空干燥箱干燥处理，时间1h；
步骤3：针刺法复合材料的加工成型，将经过步骤1、步骤2所得的材料按照质量分数比为40%：60%的比例进行充分混合，然后采用针刺法制备复合材料毡；
具体步骤为：首先通过开松机的粗齿轮滚筒分别进行上述两种纤维的预开松，预开松后的纤维进行第一次除尘，经第一次除尘的纤维经过开松机的细齿滚筒进行第二次开松，获得比较松散的纤维，将松散纤维进行第二次除尘；
将上述经第二次除尘后的松散纤维通过输送管道送入到混棉机中，在混棉机内经过充分混合均匀后经给棉机喂入到梳理机，经过多到梳理机梳理成单层纤维网，并通过道夫和剥棉罗拉后将纤维网送入到由滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致，上述梳理机的刺辊转速分别为600r/min，锡林转速为240r/min，道夫的转速为40r/min；
将上述混合纤维网通过输出帘送入到铺网机，铺网机将纤维网铺成多层纤维网，获得克重为2200g/m2的纤维网；
将上述所获得的多层纤维网通过输出帘喂入到高速针刺机进行上、下针刺处理，针刺深度10mm，获得厚度为18mm的针刺毡；
将上述获得的针刺毡经热压、冷却成型后，得到低有害物质释放的PP纤维与玄武岩纤维复合材料，其中热压温度为170℃～180℃；
将上述获得的复合材料经分切机进行纵向切边、横向分切、收卷，最后利用塑包机进行塑封，获得最终产品。
实施例4（低有害物质释放的PP纤维：玄武岩改性纤维=35%：65%，其他同实施例3）
一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，包括低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理玄武岩纤维，按照质量百分数计算二者的比例为低有害物质释放的PP纤维：玄武岩改性纤维=35%：65%。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的克重为2000g/m2、尺寸变化率为0.1%、弯曲强度为232MPa、弯曲模量为1358MPa。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的甲醛含量为未检出、甲苯为0.001μg/g、苯为未检出、二甲苯为0.012μg/g、苯乙烯为未检出、乙醛为未检出、丙烯醛为未检出。
一种如上述所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，包括以下步骤：
步骤1：低有害物质释放的PP纤维的加工成型，将实施例1制备改性后的PP颗粒（熔融指数为30g/10min，按照质量分数计算占50%）加入熔融螺杆A（熔体温度为165℃～235℃）中作为皮层，将PP颗粒（熔融指数为70g/10min，按照质量分数计算占50%）加入熔融螺杆B（熔体温度为200℃～245℃）中作为芯层，加入到纺丝机计量泵中，经过喷丝板纺成皮芯结构的纤维，成型后的纤维依次经过油剂槽上油辊、多步牵伸机、去油剂装置、一道定型机、卷曲机定型后得到纤维丝束，上述油剂槽上油辊的转数6.2r/min，上述牵伸浴的温度为120℃，转数为20r/min～80r/min，上述定型机的温度为100℃，上述纤维的卷曲数为25个/25mm；
将上述制得的纤维丝束通过纤维整形机（气流喷头压力为2.8kg/cm2）、切断机（转数为40r/min）和打包机（转数为2000r/min），最终制得复合纺皮芯结构的低有害物质释放的PP纤维，其中纤维长度控制在51cm、纤维细度控制在3.26dtex；
步骤2：玄武岩纤维改性处理，首先将玄武岩纤维在120℃的真空干燥箱内进行预处理，时间1.5h，然后采用等离子体改性和表面涂层技术相结合的方法对玄武岩纤维进行改性处理，对上述经过改性处理的玄武岩纤维进行超声波水洗处理，时间1h，最后对经过上述处理的材料在120℃真空干燥箱干燥处理，时间1h；
步骤3：针刺法复合材料的加工成型，将经过步骤1、步骤2所得的材料按照质量分数比为35%：65%的比例进行充分混合，然后采用针刺法制备复合材料毡；
具体步骤为：首先通过开松机的粗齿轮滚筒分别进行上述两种纤维的预开松，预开松后的纤维进行第一次除尘，经第一次除尘的纤维经过开松机的细齿滚筒进行第二次开松，获得比较松散的纤维，将松散纤维进行第二次除尘；
将上述经第二次除尘后的松散纤维通过输送管道送入到混棉机中，在混棉机内经过充分混合均匀后经给棉机喂入到梳理机，经过多到梳理机梳理成单层纤维网，并通过道夫和剥棉罗拉后将纤维网送入到由滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致，上述梳理机的刺辊转速分别为600r/min，锡林转速为240r/min，道夫的转速为40r/min；
将上述混合纤维网通过输出帘送入到铺网机，铺网机将纤维网铺成多层纤维网，获得克重为2000g/m2的纤维网；
将上述所获得的多层纤维网通过输出帘喂入到高速针刺机进行上、下针刺处理，针刺深度10mm，获得厚度为18mm的针刺毡；
将上述获得的针刺毡经热压、冷却成型后，得到低有害物质释放的PP纤维与玄武岩纤维复合材料，其中热压温度为170℃～180℃；
将上述获得的复合材料经分切机进行纵向切边、横向分切、收卷，最后利用塑包机进行塑封，获得最终产品。
实施例5（低有害物质释放的PP纤维：玄武岩改性纤维=65%：35%，其他同实施例3）
一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，包括低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理玄武岩纤维，按照质量百分数计算二者的比例为低有害物质释放的PP纤维：玄武岩改性纤维=65%：35%。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的克重为2200g/m2、尺寸变化率为0.1%、弯曲强度为206MPa、弯曲模量为948MPa。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的甲醛含量为未检出、甲苯为0.005μg/g、苯为未检出、二甲苯为0.042μg/g、苯乙烯为0.003μg/g、乙醛为未检出、丙烯醛为未检出。
一种如上述所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，包括以下步骤：
步骤1：低有害物质释放的PP纤维的加工成型，将实施例1制备改性后的PP颗粒（熔融指数为30g/10min，按照质量分数计算占50%）加入熔融螺杆A（熔体温度为165℃～235℃）中作为皮层，将PP颗粒（熔融指数为68g/10min，按照质量分数计算占50%）加入熔融螺杆B（熔体温度为200℃～245℃）中作为芯层，加入到纺丝机计量泵中，经过喷丝板纺成皮芯结构的纤维，成型后的纤维依次经过油剂槽上油辊、多步牵伸机、去油剂装置、一道定型机、卷曲机定型后得到纤维丝束，上述油剂槽上油辊的转数6.2r/min，上述牵伸浴的温度为120℃，转数为20r/min～80r/min，上述定型机的温度为100℃，上述纤维的卷曲数为25个/25mm；
将上述制得的纤维丝束通过纤维整形机（气流喷头压力为2.8kg/cm2）、切断机（转数为40r/min）和打包机（转数为2000r/min），最终制得复合纺皮芯结构的低有害物质释放的PP纤维，其中纤维长度控制在51cm、纤维细度控制在3.26dtex；
步骤2：玄武岩纤维改性处理，首先将玄武岩纤维在120℃的真空干燥箱内进行预处理，时间1.5h，然后采用等离子体改性和表面涂层技术相结合的方法对玄武岩纤维进行改性处理，对上述经过改性处理的玄武岩纤维进行超声波水洗处理，时间1h，最后对经过上述处理的材料在120℃真空干燥箱干燥处理，时间1h；
步骤3：针刺法复合材料的加工成型，将经过步骤1、步骤2所得的材料按照质量分数比为65%：35%的比例进行充分混合，然后采用针刺法制备复合材料毡；
具体步骤为：首先通过开松机的粗齿轮滚筒分别进行上述两种纤维的预开松，预开松后的纤维进行第一次除尘，经第一次除尘的纤维经过开松机的细齿滚筒进行第二次开松，获得比较松散的纤维，将松散纤维进行第二次除尘；
将上述经第二次除尘后的松散纤维通过输送管道送入到混棉机中，在混棉机内经过充分混合均匀后经给棉机喂入到梳理机，经过多到梳理机梳理成单层纤维网，并通过道夫和剥棉罗拉后将纤维网送入到由滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致，上述梳理机的刺辊转速分别为600r/min，锡林转速为240r/min，道夫的转速为40r/min；
将上述混合纤维网通过输出帘送入到铺网机，铺网机将纤维网铺成多层纤维网，获得克重为2200g/m2的纤维网；
将上述所获得的多层纤维网通过输出帘喂入到高速针刺机进行上、下针刺处理，针刺深度10mm，获得厚度为18mm的针刺毡；
将上述获得的针刺毡经热压、冷却成型后，得到低有害物质释放的PP纤维与玄武岩纤维复合材料，其中热压温度为170℃～180℃；
将上述获得的复合材料经分切机进行纵向切边、横向分切、收卷，最后利用塑包机进行塑封，获得最终产品。
实施例6（皮层和芯层按照质量百分比40： 60%，其他同实施例3）
一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，包括低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理玄武岩纤维，按照质量百分数计算二者的比例为低有害物质释放的PP纤维：玄武岩改性纤维=40%：60%。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的克重为2000g/m2、尺寸变化率为0.1%、弯曲强度为228MPa、弯曲模量为1236MPa。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的甲醛含量为未检出、甲苯为0.002μg/g、苯为未检出、二甲苯为0.025μg/g、苯乙烯为未检出、乙醛为未检出、丙烯醛为未检出。
一种如上述所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，包括以下步骤：
步骤1：低有害物质释放的PP纤维的加工成型，将实施例1制备改性后的PP颗粒（熔融指数为30g/10min，按照质量分数计算占40%）加入熔融螺杆A（熔体温度为165℃～235℃）中作为皮层，将PP颗粒（熔融指数为68g/10min，按照质量分数计算占60%）加入熔融螺杆B（熔体温度为200℃～245℃）中作为芯层，加入到纺丝机计量泵中，经过喷丝板纺成皮芯结构的纤维，成型后的纤维依次经过油剂槽上油辊、多步牵伸机、去油剂装置、一道定型机、卷曲机定型后得到纤维丝束，上述油剂槽上油辊的转数6.2r/min，上述牵伸浴的温度为120℃，转数为20r/min～80r/min，上述定型机的温度为100℃，上述纤维的卷曲数为25个/25mm；
将上述制得的纤维丝束通过纤维整形机（气流喷头压力为2.8kg/cm2）、切断机（转数为40r/min）和打包机（转数为2000r/min），最终制得复合纺皮芯结构的低有害物质释放的PP纤维，其中纤维长度控制在51cm、纤维细度控制在3.26dtex；
步骤2：玄武岩纤维改性处理，首先将玄武岩纤维在120℃的真空干燥箱内进行预处理，时间1.5h，然后采用等离子体改性和表面涂层技术相结合的方法对玄武岩纤维进行改性处理，对上述经过改性处理的玄武岩纤维进行超声波水洗处理，时间1h，最后对经过上述处理的材料在120℃真空干燥箱干燥处理，时间1h；
步骤3：针刺法复合材料的加工成型，将经过步骤1、步骤2所得的材料按照质量分数比为35%：65%的比例进行充分混合，然后采用针刺法制备复合材料毡；
具体步骤为：首先通过开松机的粗齿轮滚筒分别进行上述两种纤维的预开松，预开松后的纤维进行第一次除尘，经第一次除尘的纤维经过开松机的细齿滚筒进行第二次开松，获得比较松散的纤维，将松散纤维进行第二次除尘；
将上述经第二次除尘后的松散纤维通过输送管道送入到混棉机中，在混棉机内经过充分混合均匀后经给棉机喂入到梳理机，经过多到梳理机梳理成单层纤维网，并通过道夫和剥棉罗拉后将纤维网送入到由滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致，上述梳理机的刺辊转速分别为600r/min，锡林转速为240r/min，道夫的转速为40r/min；
将上述混合纤维网通过输出帘送入到铺网机，铺网机将纤维网铺成多层纤维网，获得克重为2000g/m2的纤维网；
将上述所获得的多层纤维网通过输出帘喂入到高速针刺机进行上、下针刺处理，针刺深度9mm，获得厚度为16mm的针刺毡；
将上述获得的针刺毡经热压、冷却成型后，得到低有害物质释放的PP纤维与玄武岩纤维复合材料，其中热压温度为170℃～180℃；
将上述获得的复合材料经分切机进行纵向切边、横向分切、收卷，最后利用塑包机进行塑封，获得最终产品。
实施例7（皮层和芯层按照质量百分比60： 40%，其他同实施例3）
一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，包括低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理玄武岩纤维，按照质量百分数计算二者的比例为低有害物质释放的PP纤维：玄武岩改性纤维=40%：60%。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的克重为2000g/m2、尺寸变化率为0.1%、弯曲强度为186MPa、弯曲模量为869MPa。
所述汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的甲醛含量为未检出、甲苯为0.001μg/g、苯为未检出、二甲苯为0.018μg/g、苯乙烯为未检出、乙醛为未检出、丙烯醛为未检出。
一种如上述所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，包括以下步骤：
步骤1：低有害物质释放的PP纤维的加工成型，将实施例1制备改性后的PP颗粒（熔融指数为30g/10min，按照质量分数计算占60%）加入熔融螺杆A（熔体温度为165℃～235℃）中作为皮层，将PP颗粒（熔融指数为68g/10min，按照质量分数计算占40%）加入熔融螺杆B（熔体温度为200℃～245℃）中作为芯层，加入到纺丝机计量泵中，经过喷丝板纺成皮芯结构的纤维，成型后的纤维依次经过油剂槽上油辊、多步牵伸机、去油剂装置、一道定型机、卷曲机定型后得到纤维丝束，上述油剂槽上油辊的转数6.2r/min，上述牵伸浴的温度为120℃，转数为20r/min～80r/min，上述定型机的温度为100℃，上述纤维的卷曲数为25个/25mm；
将上述制得的纤维丝束通过纤维整形机（气流喷头压力为2.8kg/cm2）、切断机（转数为40r/min）和打包机（转数为2000r/min），最终制得复合纺皮芯结构的低有害物质释放的PP纤维，其中纤维长度控制在51cm、纤维细度控制在3.26dtex；
步骤2：玄武岩纤维改性处理，首先将玄武岩纤维在120℃的真空干燥箱内进行预处理，时间1.5h，然后采用等离子体改性和表面涂层技术相结合的方法对玄武岩纤维进行改性处理，对上述经过改性处理的玄武岩纤维进行超声波水洗处理，时间1h，最后对经过上述处理的材料在120℃真空干燥箱干燥处理，时间1h；
步骤3：针刺法复合材料的加工成型，将经过步骤1、步骤2所得的材料按照质量分数比为35%：65%的比例进行充分混合，然后采用针刺法制备复合材料毡；
具体步骤为：首先通过开松机的粗齿轮滚筒分别进行上述两种纤维的预开松，预开松后的纤维进行第一次除尘，经第一次除尘的纤维经过开松机的细齿滚筒进行第二次开松，获得比较松散的纤维，将松散纤维进行第二次除尘；
将上述经第二次除尘后的松散纤维通过输送管道送入到混棉机中，在混棉机内经过充分混合均匀后经给棉机喂入到梳理机，经过多到梳理机梳理成单层纤维网，并通过道夫和剥棉罗拉后将纤维网送入到由滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致，上述梳理机的刺辊转速分别为600r/min，锡林转速为240r/min，道夫的转速为40r/min；
将上述混合纤维网通过输出帘送入到铺网机，铺网机将纤维网铺成多层纤维网，获得克重为2000g/m2的纤维网；
将上述所获得的多层纤维网通过输出帘喂入到高速针刺机进行上、下针刺处理，针刺深度10mm，获得厚度为18mm的针刺毡；
将上述获得的针刺毡经热压、冷却成型后，得到低有害物质释放的PP纤维与玄武岩纤维复合材料，其中热压温度为170℃～180℃；
将上述获得的复合材料经分切机进行纵向切边、横向分切、收卷，最后利用塑包机进行塑封，获得最终产品。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，其特征在于，包括低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理的玄武岩纤维，并通过针刺法加工成型；其中，低有害物质释放的PP纤维通过材料改性技术、挥脱技术和复合成型技术相结合的方法制备而成，按照质量百分比，低有害物质释放的PP纤维占35%～65%，改性玄武岩纤维占35%～65%；
低有害物质释放的PP纤维的制备方法为：首先将气味改性剂和PP颗粒按照质量百分比（10%～30%）：（70%～90%）喂入搅拌机中进行混合，得到混料；然后将混料通过气流输送到造粒机经熔融混炼后由双螺杆挤出，冷却后经过切断从而制得低有害物质挥发的PP颗粒，在造粒机上添加了挥脱装置；将低有害物质挥发的PP颗粒加入熔融螺杆A中作为皮层，将PP颗粒加入熔融螺杆B中作为芯层，皮层和芯层按照质量百分比（40%～60%）：（40%～60%）加入到纺丝计量泵中，经过喷丝板纺成纤维，成型后的纤维依次经过油剂槽上油辊、多步牵伸机、去油剂装置、一道定型机、卷曲机定型后得到纤维丝束，上述熔融螺杆A中加入的低有害物质挥发的PP颗粒的熔融指数为30g/10min，熔融螺杆B中加入的PP颗粒的熔融指数为68g/10min ~70g/10min；将上述制得的纤维丝束通过纤维整形机、切断机和打包机，最终制得复合纺皮芯结构的低有害物质释放的PP纤维，其中纤维长度控制在40cm～60cm、纤维细度控制在2.01dtex～8.22dtex，整形机的喷头压力控制在2.8kg/cm2～3.6kg/cm2范围内；
玄武岩纤维经γ射线辐照改性和表面涂层处理的方法为：首先将玄武岩纤维在120℃的真空干燥箱内进行预处理，时间1h～5h，然后采用γ射线辐照改性和表面涂层技术相结合的方法对玄武岩纤维进行改性处理，对上述经过改性处理的玄武岩纤维进行超声波水洗处理，时间0.5h～2h，最后对经过上述处理的材料在120℃真空干燥箱干燥处理，时间1 h～2h。
2.根据权利要求1所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，其特征在于，复合材料的尺寸变化率小于0.5%、弯曲强度100 MPa～240MPa、弯曲模量856 MPa～1386MPa。
3.根据权利要求1所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，其特征在于，所述的复合材料的有害物质释放范围为：甲醛未检出～0.100μg/g、甲苯未检出～0.104μg/g、苯未检出～0.040μg/g、二甲苯0.001～0.202μg/g、苯乙烯未检出～0.042μg/g、乙醛未检出～0.103μg/g、丙烯醛未检出～0.105μg/g。
4.一种汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，其特征在于，用于如权利要求1～3任一所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型，所述方法包括以下步骤：
步骤1、低有害物质挥发的PP颗粒的加工成型：首先将气味改性剂和PP颗粒按照质量百分比（10%～30%）：（70%～90%）喂入搅拌机中进行混合，得到混料；然后将混料通过气流输送到造粒机经熔融混炼后由双螺杆挤出，冷却后经过切断从而制得低有害物质挥发的PP颗粒，步骤1中在造粒机上添加了挥脱装置；
步骤2：低有害物质释放的PP纤维的加工成型：将低有害物质挥发的PP颗粒加入熔融螺杆A中作为皮层，将PP颗粒加入熔融螺杆B中作为芯层，皮层和芯层按照质量百分比（40%～60%）：（40%～60%）加入到纺丝计量泵中，经过喷丝板纺成纤维，成型后的纤维依次经过油剂槽上油辊、多步牵伸机、去油剂装置、一道定型机、卷曲机定型后得到纤维丝束，上述熔融螺杆A中加入的低有害物质挥发的PP颗粒的熔融指数为30g/10min，熔融螺杆B中加入的PP颗粒的熔融指数为68g/10min ~70g/10min；
将上述制得的纤维丝束通过纤维整形机、切断机和打包机，最终制得复合纺皮芯结构的低有害物质释放的PP纤维，其中纤维长度控制在40 cm～60cm、纤维细度控制在2.01dtex～8.22dtex，整形机的喷头压力控制在2.8kg/cm2～3.6kg/cm2范围内；
步骤3：玄武岩纤维的γ射线辐照改性和表面涂层处理：首先将玄武岩纤维在120℃的真空干燥箱内进行预处理，时间1h～5h，然后采用γ射线辐照改性和表面涂层技术相结合的方法对玄武岩纤维进行改性处理，对上述经过改性处理的玄武岩纤维进行超声波水洗处理，时间0.5h～2h，最后对经过上述处理的材料在120℃真空干燥箱干燥处理，时间1 h～2h；
步骤4：针刺法复合材料的加工成型：将经过步骤2、步骤3所得的低有害物质释放的PP纤维和经γ射线辐照改性和表面涂层处理的玄武岩纤维按照质量百分比（35%~65%）：（35%~65%）进行充分混合，得到原材料，然后采用针刺法制备复合材料毡。
5.根据权利要求4所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，其特征在于，步骤4具体为：
首先通过开松机的粗齿轮滚筒分别对上述两种纤维进行预开松，预开松后的纤维进行第一次除尘，经第一次除尘的纤维经过开松机的细齿滚筒进行第二次开松，获得比较松散的纤维，将松散纤维进行第二次除尘；
将上述经第二次除尘后的松散纤维通过输送管道送入到混棉机中，在混棉机内经过充分混合均匀后经给棉机喂入到梳理机，经过多到梳理机梳理成单层纤维网，并通过道夫和剥棉罗拉后将纤维网送入到由滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致；
将上述混合纤维网通过输出帘送入到铺网机，铺网机根据产品要求将纤维网铺成多层纤维网，一般厚度为5mm～25mm，获得不同克重的纤维网；
将上述所获得的多层纤维网通过输出帘喂入到高速针刺机进行上、下针刺处理，获得厚度为3mm～20mm针刺毡；
将上述获得的针刺毡经热压、冷却成型后，得到汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料，其中热压温度为165℃～180℃；
将上述获得的复合材料经分切机进行纵向切边、横向分切、收卷，最后利用塑包机进行塑封，获得最终产品。
6.根据权利要求4所述的汽车内饰用超低有害物质释放的玄武岩纤维复合材料的加工成型方法，其特征在于，熔融螺杆A的熔体温度为165℃～235℃，熔融螺杆B的熔体温度为200℃～245℃。
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