【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于夹层结构的高强度竹原纤维复合材料汽车内饰件及其制备方法，属于汽车内饰件领域。
技术介绍
1、随着汽车工业的飞速发展，绿色化、低碳化、轻量化已经成为汽车发展的主流。玻璃纤维、碳纤维等复合材料因其轻质高强特性在汽车内饰件领域得到广泛应用，在保证汽车的强度和安全性能前提下，大大降低汽车的质量，减少燃料消耗。然而，随着我国“双碳”政策的提出，玻璃纤维、碳纤维等人工合成纤维因其制造过程复杂、能耗高、碳排放量大等因素，大大限制了汽车内饰件行业未来的发展潜力。
2、竹原纤维是一种强度高、绿色环保、可再生、固碳能力强的天然纤维，素有“天然玻璃纤维”的美誉。采用竹原纤维来开发高强度汽车内饰件，对汽车行业绿色化、低碳化的发展具有巨大的推动作用。此外，竹原纤维具有中空结构，能够吸附大量voc，减小汽车内部空间的气味。因此，越来越多的研究提出将竹原纤维和碳纤维或者玻璃纤维混合，制备出混杂纤维复合材料。然而现在混杂纤维复合材料存在以下问题：(1)采用混杂纤维复合材料制备汽车内饰件时，由于竹原纤维与碳纤维或者玻璃纤维属于不同极性材料，两者混合性能较差，无法保证复合材料主体结构之间的连接强度，组装时连接件容易发生断裂；(2)与玻璃纤维、碳纤维相比较，竹原纤维长度较短，混合之后，容易在混杂复合材料内部形成应力集中点，导致人工合成纤维之间结合力较低，无法保证制备后汽车内饰件整体的结构强度满足使用要求。
技术实现思路
1、鉴于上述情况，本专利技术提供了一种基于夹层结构的高强度竹原纤维
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、一种基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，由内饰板和铺设在其表面的装饰层构成，所述的内饰板具有夹层结构，由施胶竹原纤维复合毡、人工纤维预浸布和施胶竹原纤维复合毡三层材料构成，通过高温模压粘合在一起。
4、所述的施胶竹原纤维复合毡由施胶竹原纤维采用无纺气流铺装工艺及针刺工艺制成；所述的施胶竹原纤维由竹原纤维和树脂胶黏剂构成，所述的树脂胶黏剂施加在竹原纤维表面，所述的树脂胶黏剂为丙烯酸酯、酚醛树脂、脲醛树脂和异氰酸酯中的一种或两种以上的混合；所述的竹原纤维为毛竹、绿竹和慈竹中的一种或两种以上的混合；所述的树脂胶黏剂占施胶竹原纤维总质量的5-20％。
5、所述竹原纤维的长径比在400-1500之间，竹原纤维直径在50μm-300μm之间；所述树脂胶黏剂的数均分子量在1000以下。
6、所述的人工纤维预浸布由人工纤维布和涂覆在人工纤维布表面的高分子胶黏剂构成，所述的高分子胶黏剂为环氧树脂或酚醛树脂等，所述的人工纤维布为玻璃纤维布、玄武岩纤维布和碳纤维布中的一种或两种以上的复合。所述的高分子胶黏剂占人工纤维预浸布总质量的40-70％。
7、所述的内饰板中，施胶竹原纤维复合毡占整个夹层结构总质量的60-90％。
8、所述的内饰板厚度小于等于2mm。所述的施胶竹原纤维复合毡的厚度小于等于1.5mm，人工纤维预浸布的厚度小于等于0.5mm。
9、所述的装饰层由汽车内饰件饰面材料构成，铺设在内饰板表面，通过热压熔融粘合或者通过胶黏剂粘合。汽车内饰件饰面材料包括pvc(聚氯乙烯)装饰层、tpo(热塑性聚烯烃)装饰层、真皮、木皮、布匹和/或装饰纸等，用于提高汽车内饰件整体的装饰性和美观度。在内饰板表面铺装装饰层，然后热压粘合或者胶黏剂粘接。
10、一种基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件的制备方法，主要分为三个工序，包括如下步骤：
11、(1)施胶竹原纤维复合毡制造工序：采用雾化喷胶工艺将树脂胶黏剂喷洒到竹原纤维表面，然后采用无纺气流铺装工艺将其制成混合蓬松层，形成网状结构，再通过针刺工艺使竹原纤维之间相互交织缠结，制成复合毡材；所述的树脂胶黏剂为丙烯酸酯、酚醛树脂、脲醛树脂和异氰酸酯中的一种或两种以上；
12、(2)人工纤维预浸布制造工序：将高分子胶黏剂涂抹在人工纤维布的表面，所述的高分子胶黏剂为环氧树脂或酚醛树脂等，所述的人工纤维布为玻璃纤维布、玄武岩纤维布和碳纤维布中的一种或两种以上；
13、(3)夹层结构模压工序：将复合毡和预浸布按照三明治夹层结构层叠，其中复合毡在预浸布两侧，再将夹层结构放入汽车内饰件模具中高温模压，胶黏剂发生固化促使三层材料的界面实现粘合，然后进行冷却处理，制得具有夹层结构的高强度竹原纤维汽车内饰板，所述的内饰板厚度小于等于2mm。
14、步骤(1)中，所述的竹原纤维为毛竹、绿竹和慈竹的一种或两种以上的混合。竹原纤维的长径比在400-1500之间，其中，长径比优选为500-1200，更为优选为800-1000。
15、所述的树脂胶黏剂占施胶竹原纤维总质量的5-20％，其中，施胶量优选为5-15％，更为优选为8-12％；所述的树脂胶黏剂的数均分子量在1000以下。
16、在针刺工艺中，针刺密度为30-45针/cm2，其中，针刺密度优选为30-40针/cm2；针刺深度为20-30mm，其中，针刺深度优选为24-28mm。通过针刺设备对所述网状结构进行针刺作业，使得竹原纤维之间相互交织缠结在一起，提高两者之间的连接强度。
17、步骤(2)中，所述的高分子胶黏剂占人工纤维预浸布总质量的40-70％，其中，施胶量优选为50-70％，更为优选为50-60％。
18、所述的夹层结构中，施胶竹原纤维复合毡占夹层结构总质量的60-90％，其中，施胶竹原纤维复合毡的质量分数优选为60-80％，更为优选为70-85％。
19、步骤(3)中，所述的高温模压的温度为100-180℃，优选为120-180℃，模压压力为1mpa-2mpa，模压时间为5min-60min，高温高压作用使得界面结合材料充分熔融，还保证树脂具有一定的流动性，能够较好的实现竹原纤维毡和人工纤维布之间界面的粘接，提高两者之间的粘接强度，此外，通过对夹层结构进行加压处理，使得三层结构密实，同时排出空气，避免加热时空气受热膨胀影响汽车内饰件的成型质量，保证汽车内饰件的成品率。
20、所述的内饰板中，施胶竹原纤维复合毡厚度小于等于1.5mm，其中施胶竹原纤维复合毡的厚度优选为1-1.4mm；人工纤维预浸布的厚度小于等于0.5mm，预浸布的厚度优选为0.3-0.5mm。
21、上述制备方法还包括后处理步骤：(4)对竹原纤维汽车内饰板进行饰面，得到高强度夹层结构汽车内饰件。
22、所述的饰面为在模压的内饰板表面铺设装饰层；所述的装饰层为pvc装饰层、tpo装饰层、真皮、木皮、布匹和/或装饰纸等，用于提高汽车内饰件整体的装饰性和美观度。在内饰板表面铺装装饰层，然后通过热压粘合或者胶黏剂粘接。
23、本专利技术的有益效果：
24、(1)将竹原纤维引入汽车内饰件，不仅有助于汽车内饰件的绿色化发展，降低汽车行业本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：由内饰板和铺设在其表面的装饰层构成，所述的内饰板具有夹层结构，由施胶竹原纤维复合毡、人工纤维预浸布和施胶竹原纤维复合毡三层材料构成，通过高温模压粘合在一起。
2.根据权利要求1所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：所述的施胶竹原纤维复合毡由施胶竹原纤维采用无纺气流铺装工艺及针刺工艺制成；所述的施胶竹原纤维由竹原纤维和树脂胶黏剂构成，所述的树脂胶黏剂施加在竹原纤维表面，所述的树脂胶黏剂为丙烯酸酯、酚醛树脂、脲醛树脂和异氰酸酯中的一种或两种以上的混合；所述的竹原纤维为毛竹、绿竹和慈竹中的一种或两种以上的混合；所述的树脂胶黏剂占施胶竹原纤维总质量的5-20％。
3.根据权利要求2所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：所述竹原纤维的长径比在400-1500之间；所述树脂胶黏剂的数均分子量在1000以下。
4.根据权利要求1所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：所述的人工纤维预浸布由人工纤维布和涂覆在人工纤维布表面的高分子胶黏剂
5.根据权利要求1所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：所述的内饰板中，施胶竹原纤维复合毡占整个夹层结构总质量的60-90％。
6.根据权利要求1所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：所述的内饰板厚度小于等于2mm；所述的施胶竹原纤维复合毡的厚度小于等于1.5mm，人工纤维预浸布的厚度小于等于0.5mm。
7.根据权利要求1所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：所述的装饰层由汽车内饰件饰画材料构成，铺设在内饰板表面；汽车内饰件饰画材料包括PVC装饰层、TPO装饰层、真皮、木皮、布匹和/或装饰纸。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件的制备方法，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件的制备方法，其特征在于：在针刺工艺中，针刺密度为30-45针/cm2，针刺深度为20-30mm。
10.根据权利要求8所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件的制备方法，其特征在于：所述的高温模压的温度为100-180℃，模压压力为1MPa-2MPa，模压时间为5min-60min。
...【技术特征摘要】
1.一种基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：由内饰板和铺设在其表面的装饰层构成，所述的内饰板具有夹层结构，由施胶竹原纤维复合毡、人工纤维预浸布和施胶竹原纤维复合毡三层材料构成，通过高温模压粘合在一起。
2.根据权利要求1所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：所述的施胶竹原纤维复合毡由施胶竹原纤维采用无纺气流铺装工艺及针刺工艺制成；所述的施胶竹原纤维由竹原纤维和树脂胶黏剂构成，所述的树脂胶黏剂施加在竹原纤维表面，所述的树脂胶黏剂为丙烯酸酯、酚醛树脂、脲醛树脂和异氰酸酯中的一种或两种以上的混合；所述的竹原纤维为毛竹、绿竹和慈竹中的一种或两种以上的混合；所述的树脂胶黏剂占施胶竹原纤维总质量的5-20％。
3.根据权利要求2所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：所述竹原纤维的长径比在400-1500之间；所述树脂胶黏剂的数均分子量在1000以下。
4.根据权利要求1所述的基于夹层结构的竹原纤维复合材料汽车内饰件，其特征在于：所述的人工纤维预浸布由人工纤维布和涂覆在人工纤维布表面的高分子胶黏剂构成，所述的高分子胶黏剂为环氧树脂或酚醛树脂，所述的人工纤维布为玻璃纤维布、玄武岩纤维布和碳纤维布中的一种或两种以上的复合；所述的高分子胶黏剂占...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐启恒，潘国立，郭文静，
申请(专利权)人：扬州恒立复合材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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