CN205601308U - 一种可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材。复合板材从上至下依次包括上表层、再生层和下表层，上表层与下表层为连续纤维增强热塑性树脂预浸层，再生层为添加有再生颗粒的长纤维增强热塑性纤维复合材料层，再生层是多孔结构。采用本实用新型结构方案的客车地板，可实现整体材料的回收再利用，粉碎后以颗粒的形式添加到再生层中进行热压，且可多次循环使用，无任何废料产生，真正实现了材料的可再生，不但契合国家大力提倡的绿色环保材料，且显著降低了材料的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及车用复合材料领域，具体涉及一种可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材。
背景技术
随着汽车行业的飞速发展及人们环保意识的环保提高，客车内饰的耐用性及环保性越来越受到人们的重视，而客车地板作为客车内饰中面积最大的承力部件，在高强、环保及使用寿命长等性能方面有着较高的要求。政府的十三五规划中提出，汽车行业必须重视绿色发展与节能减排，意味着汽车材料的回收利用愈来愈受到社会的关注，可再生汽车材料是未来的发展趋势。
客车地板已经历了多次的材料升级与变革，从最初的木板到之后的竹胶板再到如今的硬质泡沫夹芯结构复合板材。目前，国外采用较多的是以PVC泡沫为芯层的复合板材，国内采用较多仍是竹胶板。前者，低温抗冲性不佳，且材料不可回收，后者，耐水与抗霉变性能较差，使用寿命短，同样不可回收再利用。
针对现有客车地板的一些不足，研究人员提出了许多的技术方案，主要分为两大类：
一、铝蜂窝夹芯复合结构，具有代表性的专利为CN104943752A，该发明公开了一种用于客车的铝合金蜂窝地板，包括多块相互连接的铺设于车体内部地板骨架上的蜂窝地板块。该客车地板具有高强、使用寿命长的优点，但裁切加工性能不佳，且价格非常昂贵，性价比低，在民用客车上的应用推广并不现实。
二、硬质泡沫夹芯复合结构，具有代表性的专利主要有两个：其中一个为CN104742460A，该发明公开了一种夹芯结构的客车地板，芯层为硬质聚氨酯(PU)泡沫，上下面层为玻璃纤维织物增强树脂基复合材料，该结构客车地板具有足够的力学性能、保温性能与耐候性，但PU泡沫具有严重的可挥发性有机物(VOC)问题，且材料不可回收，不符合绿色见健康环保材料的发展方向；另一个具有代表性的专利为CN203974970U，该发明公开了一种复合地板，上下表层为硬质PU泡沫，芯层为PU泡沫、PVC泡沫或连续玻纤增强PU泡沫，该结构客车地板具有轻量化、高强度、安装方便及防腐性能好的优点，但同样健康环保性能不佳，且不可回收再利用。
因此，现阶段客车地板用材面临的一个最严峻的问题就是材料的健康环保及如何实现回收再利用，随着人们生活水平的提高及健康环保意识的进一步增强，这个问题将会被逐渐放大。
实用新型内容
本实用新型提供了一种可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材的结构方案，在保证客车地板足够高强的前提下可满足绿色健康环保材料发展方向的需求，实现客车地板的可再生。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，所述的复合板材从上至下依次包括上表层、再生层和下表层，上表层与下表层为连续纤维增强热塑性树脂预浸层，再生层为添加有再生颗粒的长纤维增强热塑性纤维复合材料层，再生层是多孔结构。
作为进一步地改进，本实用新型所述的连续纤维的热塑性树脂预浸层是由至少二层以上不同方向的单向连续纤维热塑性树脂浸渍层所组成的结构。
作为进一步地改进，本实用新型所述的由至少二层以上不同方向的单向连续纤维热塑性树脂浸渍层的排列结构为垂直排列结构或米字排列结构。
作为进一步地改进，本实用新型所述的连续纤维是玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维中的一种。
作为进一步地改进，本实用新型所述的热塑性树脂是聚乙烯、聚丙烯、聚酯或尼龙中的一种。
作为进一步地改进，本实用新型所述的再生颗粒是所述的可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材粉碎后的颗粒。
作为进一步地改进，本实用新型所述的长纤维是玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维中的一种，再生层中长纤维的种类与上下表层中的连续纤维相同。
作为进一步地改进，本实用新型所述的热塑性纤维是聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维或尼龙纤维中的一种，再生层中热塑性纤维的种类与上下表层中的热塑性树脂相同。
作为进一步地改进，本实用新型所述的再生层的多孔结构包括由长纤维与热塑性纤维形成的多孔结构和再生颗粒本身包含的多孔结构。多孔结构是由长纤维与热塑性纤维形成，由长径比分布较广的热塑性纤维及增强纤维所构成，长径比较大的热塑性纤维与长径比较小的热塑性纤维在熔融后分别以捆绑或节点粘结的形式对长径比不一的增强纤维进行组合，从而形成复杂的多孔纤维网络。
本实用新型的有益效果如下：
1、复合板材的三层结构及再生层的多孔结构，增加了板材的柔韧性，使客车地板的弯曲强度可超过7000MPa，远远超过目前使用最多的竹胶板，且再生层的多孔结构进一步实现了轻质高强的效果。
2、采用本实用新型结构方案的客车地板，可实现整体材料的回收再利用，粉碎后以颗粒的形式添加到再生层中进行热压，且可多次循环使用，无任何废料产生，真正实现了材料的可再生，不但契合国家大力提倡的绿色环保材料，且显著降低了材料的成本。
3、采用本实用新型结构方案的客车地板，上下表层均为非极性热塑性树脂，防水、耐候性能优良。
附图说明
图1为可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材的结构示意图。
图中，1为上表层，2为再生层，3为下表层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型的结构方案做进一步的说明：
实施例1
图1为可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材的结构示意图，从上至下依次为上表层、再生层与下表层，其中上表层与下表层均由两层单向玻璃纤维的聚酯浸渍层叠加所组成，两层中连续玻璃纤维的排列方向互相垂直，再生层为添加有再生颗粒的长玻璃纤维增强聚酯纤维层，上、下表层通过拉丝预浸料的工艺制成，再生层则通过梳理针刺的非织造工艺制成，最后将三层复合材料经热压-冷压制成高强度复合板材。其中，上述再生颗粒为将复合板材粉碎后得到的颗粒，成分同样为玻璃纤维与聚酯，因此与再生层的相容性好，不影响其力学性能。
上述复合板材与竹胶板类客车地板的性能对比如下表所示：
从上述结果看，采用本实用新型结构方案得到的客车地板，强度远远高于目前广泛使用的竹胶板，复合板材上下表层的材质与密压结构相比于竹胶板耐水性优异，同时，气味性也有较大的优势，且通过粉碎后以颗粒形式加入再生层的形式可实现再生，并可多次循环利用，大大降低了材料成本，属于国家十三五规划中大力提倡推广的绿色产品。
实施例2
图1为可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材的结构示意图，从上至下依次为上表层、再生层与下表层。上表层与下表层均由四层单向碳纤维的聚丙烯浸渍层叠加所组成，其中，四层的排列呈现米字状，再生层为添加有再生颗粒的长碳纤维增强聚丙烯纤维层，上、下表层通过拉丝预浸料的工艺制成，再生层则通过梳理针刺的非织造工艺制成，最后将三层复合材料经热压-冷压制成高强度复合板材。上述再生颗粒为将复合板材粉碎后得到的颗粒，成分同样为碳纤维与聚丙烯，与再生层的相容性好。
对比例1
一种可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，从上至下依次为上表层、再生层纤维增强热塑性层与下表层，其中上表层与下表层均由两层单向玻璃纤维的聚酯浸渍层叠加所组成，两层中连续玻璃纤维的排列方向互相垂直，纤维增强热塑性层为将玻璃纤维与聚酯纤维通过梳理针刺的非织造工艺制成，最后将三层复合材料经热压-冷压制成高强度复合板材。
实施例1与对比例1得到的客车地板的性能对比如下表所示：
| 实施例1 | 对比例1 | |
| 厚度(mm) | 8 | 8 |
| 弯曲强度(MPa) | 87 | 80 |
| 静曲模量(MPa) | 7200 | 6815 |
| 耐水性 | 优异 | 优异 |
| 气味性 | 无 | 无 |
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但具体实现该技术方案方法和途径还有很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，其特征在于，所述的复合板材从上至下依次包括上表层、再生层和下表层，所述的上表层与下表层为连续纤维增强热塑性树脂预浸层，所述的再生层为添加有再生颗粒的长纤维增强热塑性纤维复合材料层，所述的再生层是多孔结构。
2.根据权利要求1所述的可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，其特征在于，所述的连续纤维的热塑性树脂预浸层是由至少二层以上不同方向的单向连续纤维热塑性树脂浸渍层所组成的结构。
3.根据权利要求2所述的可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，其特征在于，所述的由至少二层以上不同方向的单向连续纤维热塑性树脂浸渍层的排列结构为垂直排列结构或米字排列结构。
4.根据权利要求2所述的可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，其特征在于，所述的连续纤维是玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维中的一种。
5.根据权利要求2所述的可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，其特征在于，所述的热塑性树脂是聚乙烯、聚丙烯、聚酯或尼龙中的一种。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，其特征在于，所述的再生颗粒是所述的可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材粉碎后的颗粒。
7.根据权利要求6所述的可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，其特征在于，所述的长纤维是玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维中的一种，再生层中长纤维的种类与上下表层中的连续纤维相同。
8.根据权利要求6所述的可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，其特征在于，所述的热塑性纤维是聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维或尼龙纤维中的一种，再生层中热塑性纤维的种类与上下表层中的热塑性树脂相同。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或7或8所述的可再生的高强环保型客车地板用热塑性复合板材，其特征在于，所述的再生层的多孔结构包括由长纤维与热塑性纤维形成的多孔结构和再生颗粒本身包含的多孔结构。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110561860A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-13 | 贵州玄武岩新材料工程技术开发有限公司 | 玄武岩纤维热塑性复合板 |
| CN114348123A (zh) * | 2022-01-30 | 2022-04-15 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种集成式中后地板及车辆 |
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