【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车内外饰部件纤维复合板材范畴，具体地说，涉及一种非均质lwrt的纤维复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、lwrt是轻质增强热塑性塑料的简称，是一种新型gmt(glass-mat reinforcedthermoplastic)材料。lwrt是以玻纤和pp纤维为原料，经开包、梳理、铺网、针刺、热压而成的复合材料。表面常覆盖织物或薄膜。与传统gmt材料相比，lwrt复合材料可以大大降低部件的质量和成本，提高抗声性能。同时，lwrt材料还保留了传统gmt材料的比强度高、导热系数低、尺寸变化率小、可回收等特点。目前该种材料广泛运用与制造汽车车底屏蔽防护装置、承重板、车顶内衬、车门装饰、行李架、车顶模塑件、发动机盖以及车后行李箱盖等。
2、汽车行业的低碳发展，对于实现双碳目标会起到重要作用，因此节能减排成为了汽车行业的重要发展方向。而汽车轻量化是节能减排最直接的方案，lwrt以其与生俱来的本体三维网络结构带来的轻质高强优势在一众车用材料中具备突出的轻量化优势，随着双碳发展的步伐日趋向前，lwrt在汽车行业节能减排领域必定发挥着越来越重要的作用。因此在上述大背景的前提之下，基于传统lwrt材料，我们开发一种特殊的非均质lwrt的复合材料以及生产工艺，在保证在制成终端部件后的性能不下降的前提下，新型lwrt材料整体重量对比原先常规lwrt下降了20-30％，这对于提高整体材料的利用率以及降低最终制品的重量都具有极大的意义，将lwrt材料轻量化优势属性提升到了一个新的层次。
技术实现思路
1、由于lwrt纤维复合材料其主体为多层疏松纤维交织网层叠铺结构，其本体存在诸多空隙结构，这使得lwrt材料整体密度对比传统gmt材料低40％-60％，比强度和比模量存在一定优势，但是目前lwrt材料在应用过程中仍存在一定问题，比如制品在成型过程中边料报废损耗大，成型时材料密度高整体硬度过高导致扎针上料或者模压冲切失败，并且，均质lwrt成型后在局部造型较深位置由于材料受到强力牵伸会发生材料拉稀、拉裂等问题，为了弥补上述缺陷，本专利技术通过lwrt材料生产时铺网设备的路线及频率变化找到了一种非均质lwrt的纤维复合材料及其制备方法，可以通过差异性的局部升高或降低材料的密度，针对性改善上述问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
3、本专利技术公开了一种非均质lwrt的纤维复合材料，所述的复合材料整体结构依次从上到下为：辅料层、热塑性胶膜层、lwrt芯层、热塑性胶膜层和辅料层，lwrt芯层包括密度为0.5-0.9g/cm3的高密区和密度为0.1-0.5g/cm3的低密区。
4、作为进一步地改进，本专利技术所述的lwrt芯层的芯层纤维为pp纤维、玻璃纤维以、pa纤维、pe纤维、芳纶纤维、纤维素纤维、玄武岩纤维中的一种或多种组合，lwrt芯层为两侧高密区中间低密区或中间高密区两侧低密区或高密区低密区交错排布的结构，当为高密区低密区交错排布的结构时，密度差异区域数量为大于3的奇数。
5、作为进一步地改进，本专利技术所述的辅料层的辅材为pet针刺面料、pp针刺面料、pp/pet针刺面料、pes针刺面料和pa针刺面料中的一种或多种的组合，高密区为30-100层，低密区为6-30层。
6、作为进一步地改进，本专利技术所述的热熔胶膜层的成分为pp、pe、pes、eva、eaa和pa中的一种或多种的组合。
7、本专利技术还公开了一种非均质lwrt的纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：所需芯层纤维原料经历开松、混料、梳理、铺网、针刺工序制备得到毡材，作为lwrt复合材料的芯材，
8、在铺网过程中，门幅范围为100-3300mm之间，铺网层数范围为6-100层，铺网速度范围为0.5-200m/min；
9、当要制备密度为0.5-0.9g/cm3的高密区芯材时，铺网层数30-100层，铺网速度为50-200m/min；
10、当要制备密度为0.1-0.5g/cm3的低密区芯材时，铺网层数为6-30层，铺网速度为0.5-50m/min。
11、作为进一步地改进，本专利技术当制备两侧高密区中间低密区时，密度差异区域数量为3个，从左往右密度的变化趋势为高-低-高，铺网小车的走向为从一侧高密度边缘区域开始出发，后经过低密度中间区域后转移到另一侧高密度边缘，在经过高密度边缘区域时，铺网小车来回铺摆以增加密度，铺摆次数范围为1-5次，此为一个循环，单个循环左右两侧边缘铺网层数比中间铺网层数高1-5层，制备非均质芯层需要经历5-50个循环。
12、作为进一步地改进，本专利技术当制备中间高密区两侧低密区时，密度差异区域数量为3个，从左往右密度的变化趋势为低-高-低，铺网小车的走向一侧低密度边缘区域开始出发，后经过中间高密度区域后转移到另一侧低密度边缘，在经过中间高密度区域时，铺网小车来回铺摆以增加密度，铺摆次数范围为1-5次，此为一个循环，单个循环中间铺网层数比左右两侧边缘铺网层数高1-5层，制备非均质芯层需要经历5-50个循环。
13、作为进一步地改进，本专利技术当高密区低密区交错排布的结构时，密度差异区域数量范围为大于等于5的奇数，路线可分为两类，第一类为两边低密度，中间高密度低密度交错排列；第二类为两边高密度，中间低密度高密度交错排列；第一类时：从左往右密度的变化趋势为低-高-n*(低-高)-低，铺网小车的整体走向为：从一侧低密度边缘区出发，经过一定距离后到达第一个高密度区，铺网小车来回铺摆增加铺网层数，后继续行进经过第二个低密度区后到达第二个高密度区，小车再次来回铺摆，之后行进至第三个低密度区，以此类推，直到进入到另一侧边缘的低密度边缘区为一个循环，单个循环高密度区域铺网层数比低密度区域高1-5层，制备非均质芯层需要经历以上5-50个循环；第二类时：从左往右密度的变化趋势为高-低-n*(高-低)-高，铺网小车的整体走向为：从一侧高密度边缘区出发后便开始来回铺摆，形成第一个高密度区，结束后行进经过第一个低密度区到达第二个高密度区，小车来回铺摆，之后继续行进，经过第二个低密度区后达到第三个高密度区，小车再次来回铺摆，以此类推，直到进入到另一侧边缘的高密度边缘区为一个循环，单个循环高密度区域铺网层数比低密度区域高1-5层，制备非均质芯层需要经历以上5-50个循环；所述的n的数量范围：30≥n≥1。
14、作为进一步地改进，本专利技术所述的密度差异区域数量范围为2-33个，具体密度可调整范围为0.1-0.9g/cm3，高低密度区域密度的差异范围为20-500％，铺网速度变化范围在0.5-200m/min，铺网线路根据程序设置进行相应变化，改变对应区域的密度。
15、作为进一步地改进，本专利技术所述的非均质lwrt复合材料的面密度可控范围在300-3300g/m2，厚度可控范围为1.0-10mm。
16、本专利技术的有益效果如下：
17、1.本专利技术的非均质复合板材料的局部区域密度可根据需求进行调整，以应对不本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非均质LWRT的纤维复合材料，其特征在于，复合材料整体结构依次从上到下为：辅料层、热塑性胶膜层、LWRT芯层、热塑性胶膜层和辅料层，所述的LWRT芯层包括密度为0.5-0.9g/cm3的高密区和密度为0.1-0.5g/cm3的低密区。
2.根据权利要求1所述的非均质LWRT的纤维复合材料，其特征在于，所述的LWRT芯层的芯层纤维为PP纤维、玻璃纤维以、PA纤维、PE纤维、芳纶纤维、纤维素纤维、玄武岩纤维中的一种或多种组合，所述的LWRT芯层为两侧高密区中间低密区或中间高密区两侧低密区或高密区低密区交错排布的结构，当为高密区低密区交错排布的结构时，密度差异区域数量为大于3的奇数。
3.根据权利要求1或2所述的非均质LWRT的纤维复合材料，其特征在于，所述的辅料层的辅材为PET针刺面料、PP针刺面料、PP/PET针刺面料、PES针刺面料和PA针刺面料中的一种或多种的组合，所述的高密区为30-100层，低密区为6-30层。
4.根据权利要求3所述的非均质LWRT的纤维复合材料，其特征在于，所述的热熔胶膜层的成分为PP、PE、PES、EVA、E
5.一种非均质LWRT的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的非均质LWRT的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，当制备两侧高密区中间低密区时，密度差异区域数量为3个，从左往右密度的变化趋势为高-低-高，铺网小车的走向为从一侧高密度边缘区域开始出发，后经过低密度中间区域后转移到另一侧高密度边缘，在经过高密度边缘区域时，铺网小车来回铺摆以增加密度，铺摆次数范围为1-5次，此为一个循环，单个循环左右两侧边缘铺网层数比中间铺网层数高1-5层，制备所述非均质芯层需要经历5-50个循环。
7.根据权利要求5所述的非均质LWRT的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，当制备中间高密区两侧低密区时，密度差异区域数量为3个，从左往右密度的变化趋势为低-高-低，铺网小车的走向一侧低密度边缘区域开始出发，后经过中间高密度区域后转移到另一侧低密度边缘，在经过中间高密度区域时，铺网小车来回铺摆以增加密度，铺摆次数范围为1-5次，此为一个循环，单个循环中间铺网层数比左右两侧边缘铺网层数高1-5层，制备所述非均质芯层需要经历5-50个循环。
8.根据权利要求5所述的非均质LWRT的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，当高密区低密区交错排布的结构时，密度差异区域数量范围为5个，路线可分为两类，第一类为两边低密度，中间高密度低密度交错排列；第二类为两边高密度，中间低密度高密度交错排列；第一类时：从左往右密度的变化趋势为低-高-n*(低-高)-低，铺网小车的整体走向为：从一侧低密度边缘区出发，经过一定距离后到达第一个高密度区，铺网小车来回铺摆增加铺网层数，后继续行进经过第二个低密度区后到达第二个高密度区，小车再次来回铺摆，之后行进至第三个低密度区，以此类推，直到进入到另一侧边缘的低密度边缘区为一个循环，单个循环高密度区域铺网层数比低密度区域高1-5层，制备所述非均质芯层需要经历以上5-50个循环；第二类时：从左往右密度的变化趋势为高-低-n*(高-低)-高，铺网小车的整体走向为：从一侧高密度边缘区出发后便开始来回铺摆，形成第一个高密度区，结束后行进经过第一个低密度区到达第二个高密度区，小车来回铺摆，之后继续行进，经过第二个低密度区后达到第三个高密度区，小车再次来回铺摆，以此类推，直到进入到另一侧边缘的高密度边缘区为一个循环，单个循环高密度区域铺网层数比低密度区域高1-5层，制备所述非均质芯层需要经历以上5-50个循环；所述的n的数量范围：30≥n≥1。
9.根据权利要求5或6或7或8所述的非均质LWRT的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述的密度差异区域数量范围为2-33个，具体密度可调整范围为0.1-0.9g/cm3，高低密度区域密度的差异范围为20-500％，铺网速度变化范围在0.5-200m/min，铺网线路根据程序设置进行相应变化，改变对应区域的密度。
10.根据权利要求9所述的非均质LWRT的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述的非均质LWRT复合材料的面密度可控范围在300-3300g/m2，厚度可控范围为1.0-10mm。
...【技术特征摘要】
1.一种非均质lwrt的纤维复合材料，其特征在于，复合材料整体结构依次从上到下为：辅料层、热塑性胶膜层、lwrt芯层、热塑性胶膜层和辅料层，所述的lwrt芯层包括密度为0.5-0.9g/cm3的高密区和密度为0.1-0.5g/cm3的低密区。
2.根据权利要求1所述的非均质lwrt的纤维复合材料，其特征在于，所述的lwrt芯层的芯层纤维为pp纤维、玻璃纤维以、pa纤维、pe纤维、芳纶纤维、纤维素纤维、玄武岩纤维中的一种或多种组合，所述的lwrt芯层为两侧高密区中间低密区或中间高密区两侧低密区或高密区低密区交错排布的结构，当为高密区低密区交错排布的结构时，密度差异区域数量为大于3的奇数。
3.根据权利要求1或2所述的非均质lwrt的纤维复合材料，其特征在于，所述的辅料层的辅材为pet针刺面料、pp针刺面料、pp/pet针刺面料、pes针刺面料和pa针刺面料中的一种或多种的组合，所述的高密区为30-100层，低密区为6-30层。
4.根据权利要求3所述的非均质lwrt的纤维复合材料，其特征在于，所述的热熔胶膜层的成分为pp、pe、pes、eva、eaa和pa中的一种或多种的组合。
5.一种非均质lwrt的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的非均质lwrt的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，当制备两侧高密区中间低密区时，密度差异区域数量为3个，从左往右密度的变化趋势为高-低-高，铺网小车的走向为从一侧高密度边缘区域开始出发，后经过低密度中间区域后转移到另一侧高密度边缘，在经过高密度边缘区域时，铺网小车来回铺摆以增加密度，铺摆次数范围为1-5次，此为一个循环，单个循环左右两侧边缘铺网层数比中间铺网层数高1-5层，制备所述非均质芯层需要经历5-50个循环。
7.根据权利要求5所述的非均质lwrt的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，当制备中间高密区两侧低密区时，密度差异区域数量为3个，从左往右密度的变化趋势为低-高-低，铺网小车的走向一侧低密度边缘区域开始出发，后经过中间高密度区域后转移到另一侧低密度边缘，在经过...
【专利技术属性】
技术研发人员：章凯翔，邓丽健，张恒源，周立，陈佳扬，吕超目，应颂颂，张斌，陈荣枝，
申请(专利权)人：浙江华江科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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