本發(fā)明涉及汽車頂棚基材加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種汽車頂棚用高強(qiáng)度三明治基材及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

目前，pu+gf+pe結(jié)構(gòu)的乘用車內(nèi)飾頂棚用三明治基材有兩種加工工藝，即使用pe或pp粘結(jié)的熱塑性干法工藝和使用pu反應(yīng)成型的熱固性濕法工藝。

現(xiàn)有的汽車頂棚用三明治基材，其多是采用無紡布、膠粉、玻纖、膠膜、pu板形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)需要各層之間具有良好的粘結(jié)力，同時(shí)需具有高的強(qiáng)度和彈性模量，其中這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度主要靠pu板和玻纖提供，但由于干法成型汽車頂棚用三明治基材的工藝條件限制，當(dāng)pu板材密度高于40kg/m³時(shí)，會(huì)對三明治基材成型造成影響，其表面易出現(xiàn)不平的現(xiàn)象；而當(dāng)玻纖含量過高時(shí)，膠粉和膠膜的加入量也要同比增加，投入成本增加，否則會(huì)造成三明治基材粘結(jié)力下降的問題。因此，針對強(qiáng)度要求較高的汽車頂棚，現(xiàn)有的技術(shù)無法將汽車頂棚強(qiáng)度進(jìn)行更進(jìn)一步增加。針對此問題，如何研究開發(fā)一種汽車頂棚用高強(qiáng)度、粘結(jié)力好的三明治基材及其生產(chǎn)方法是目前亟需解決的問題。

汽車頂棚采用聚氨酯板材制成的三明治基材其生產(chǎn)方法主要有以下幾種：

經(jīng)檢索，中國專利cn101088742，是關(guān)于乘用車內(nèi)飾頂棚生產(chǎn)工藝，該工藝方法生產(chǎn)的聚氨酯多層復(fù)合板是將無紡布放卷到復(fù)合線的傳送帶上，依次播撒或鋪放短切玻璃纖維、熱融膠粘劑、pu板、短切玻璃纖維、熱融膠粘劑，經(jīng)復(fù)合線加熱到150－260℃，在一定壓力下經(jīng)加熱、冷卻后制成復(fù)合板材。雖然該生產(chǎn)工藝是通過一步法生產(chǎn)出聚氨酯復(fù)合板，但由于生產(chǎn)過程中使用的熱融膠粘劑與聚氨酯粘結(jié)力差，上下玻纖網(wǎng)層容易分層。

中國專利cn101628498，是關(guān)于汽車頂蓬用聚氨酯板材的生產(chǎn)方法：將首先在復(fù)合機(jī)的履帶上平鋪或播撒無紡布、短切玻璃纖維、熱熔膠粉，然后在一定的溫度和壓力下得到膠玻布；然后在復(fù)合生產(chǎn)線的工作臺(tái)上自下而上依次平鋪膠玻布、粘接膜、聚氨酯硬泡板，再在聚氨酯硬泡板上依次播撒短切玻璃纖維、熱熔膠粉，平鋪熱熔膠膜，一定的溫度和壓力下復(fù)合得聚氨酯多層復(fù)合板，這種復(fù)合板材通常強(qiáng)度和彈性模量有一定的局限性。

中國專利cn2011103980826，該申請案公開了一種汽車頂棚用三明治基材及其生產(chǎn)方法，其特點(diǎn)是它是由無紡布i層、第一短切玻璃纖維層、第一熱熔膠粉層、第一熱熔膠膜層、pu板層、第二短切玻璃纖維層、第二熱熔膠粉層組成初型三明治基材；在初型三明治基材上依次設(shè)第二熱熔膠膜層和第三熱熔膠粉層，在初型三明治基材下依次設(shè)第四熱熔膠粉層、第三短切玻璃纖維和無紡布ii層；其生產(chǎn)方法是各層經(jīng)輥壓復(fù)合成汽車頂棚用三明治基材，但該三明治基材通常無法滿足汽車頂棚在特殊情況下高強(qiáng)度的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中汽車頂棚其強(qiáng)度不足的問題，提供了一種汽車頂棚用高強(qiáng)度三明治基材及其生產(chǎn)方法，采用本發(fā)明的技術(shù)方案在對應(yīng)汽車頂棚上需要加強(qiáng)的部位使用玻纖加強(qiáng)布對三明治基材進(jìn)行局部加強(qiáng)，使得三明治基材能夠滿足汽車頂棚高強(qiáng)度的需求，同時(shí)三明治基材的層間具有良好的粘結(jié)力，使其具有良好的尺寸穩(wěn)定性。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種汽車頂棚用高強(qiáng)度三明治基材，包括基材和玻纖加強(qiáng)布，所述基材從下至上依次為第一pet無紡布層、第一gf玻纖層、第一pe膠粉層、第一pe膠膜層或pp膠膜層、pu板層、第二gf玻纖層、第二pe膠粉層、第二pe膠膜層或pp膠膜層，所述玻纖加強(qiáng)布設(shè)置在基材上對應(yīng)其制成汽車頂棚上需要局部加強(qiáng)的位置，所述第一pe膠膜層或pp膠膜層與pu板層之間、第二pe膠粉層與第二pe膠膜層或pp膠膜層之間均設(shè)有玻纖加強(qiáng)布，所述基材和玻纖加強(qiáng)布一起經(jīng)輥壓成型制成高強(qiáng)度三明治基材；

所述玻纖加強(qiáng)布是由第二pet無紡布層在最下層，然后在其上依次設(shè)有第三gf玻纖層、第三pe膠粉層、第三pe膠膜層或pp膠膜層，然后各層一起經(jīng)輥壓成型的復(fù)合結(jié)構(gòu)；

其中，所述第一pe膠膜層或pp膠膜層與pu板層之間的玻纖加強(qiáng)布中的第三pe膠膜層或pp膠膜層與pu板層接觸，所述第二pe膠粉層與第二pe膠膜層或pp膠膜層之間的玻纖加強(qiáng)布中的第三pe膠膜層或pp膠膜層與第二pe膠膜層或pp膠膜層接觸。

本發(fā)明的一種汽車頂棚用高強(qiáng)度三明治基材的生產(chǎn)方法，其步驟如下：

（1）制作加強(qiáng)布：其是采用第二pet無紡布、第三gf玻纖、第三pe膠粉、第三pe膠膜或pp膠膜形成的復(fù)合材料ⅰ，制作步驟如下：

步驟一：在復(fù)合生產(chǎn)線的傳送帶上平鋪第二pet無紡布，再在其上面依次播撒或鋪放第三gf玻纖、第三pe膠粉、第三pe膠膜或pp膠膜形成復(fù)合材料ⅰ；

步驟二：采用履帶式專用傳送裝置將復(fù)合材料ⅰ送入加熱爐進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為140-160℃，預(yù)熱時(shí)間為2-5s；

隨后再使用履帶式專用傳送裝置將復(fù)合材料ⅰ送入電加熱區(qū)采用輻射式加熱，加熱溫度為160-210℃，加熱時(shí)間為20-30s；

步驟三：將加熱過的復(fù)合材料ⅰ在壓力為3.0-6.0bar的壓輥下進(jìn)行壓合；

步驟四：將壓合后的復(fù)合材料ⅰ送入水冷的溫度為8-28℃的冷卻板中進(jìn)行冷卻，制成玻纖加強(qiáng)布；

步驟五：將冷卻好的玻纖加強(qiáng)布進(jìn)行收卷；

（2）制作高強(qiáng)度三明治基材：在復(fù)合生產(chǎn)線的傳送帶上平鋪第一pet無紡布，再在其上面依次播撒或鋪放第一gf玻纖、第一pe膠粉、第一pe膠膜或pp膠膜、玻纖加強(qiáng)布、pu板、第二gf玻纖、第二pe膠粉、玻纖加強(qiáng)布、第二pe膠膜或pp膠膜形成復(fù)合材料ⅱ，然后采用180-250℃溫度對復(fù)合材料ⅱ加熱30-80s，最后在7-12mpa壓力下對復(fù)合材料ⅱ進(jìn)行輥壓復(fù)合，冷卻后即制成高強(qiáng)度三明治基材。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第三pe膠粉的粒徑（α）分布為：

α≥220μm的第三pe膠粉占總第三pe膠粉的質(zhì)量百分比≤6%；

220μm>α≥110μm的第三pe膠粉占總第三pe膠粉的質(zhì)量百分比為51±10%；

110μm>α≥77μm的第三pe膠粉占總第三pe膠粉的質(zhì)量百分比為30±10%；

α＜77μm的第三pe膠粉占總第三pe膠粉的質(zhì)量百分比≤13%。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第二pet無紡布的單位面積重量為30-55g/m²，尺寸變化率%：l≥-2.0t≥-1.5。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第三gf玻纖的切割長度為20-30mm，其切撒在第二pet無紡布上的單位面積重量為25-55g/m²。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第三pe膠膜層或pp膠膜層單位面積重量均為25-55g/m²，且其在鋪設(shè)時(shí)的溫度為110-140℃。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述玻纖加強(qiáng)布的單位面積重量為140-210g/m²。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

本發(fā)明的通過在第一pe膠膜層或pp膠膜層與pu板層之間、第二pe膠粉層與第二pe膠膜層或pp膠膜層之間均設(shè)有玻纖加強(qiáng)布，一方面保證了三明治基材的成型，另一方面提高了三明治基材的局部強(qiáng)度，滿足了較高強(qiáng)度汽車頂棚的使用需求，同時(shí)本發(fā)明通過合理設(shè)置玻纖加強(qiáng)布各層材料，并通過設(shè)置制作加強(qiáng)布、高強(qiáng)度三明治基材的合理工藝參數(shù)，使得玻纖加強(qiáng)布在滿足高強(qiáng)度的同時(shí)，使得高強(qiáng)度三明治基材層間具有良好的粘結(jié)性，保證了三明治基材的尺寸穩(wěn)定性，同時(shí)其遠(yuǎn)離無紡布的一面具有較高的粘結(jié)力與面飾結(jié)合形成汽車頂棚，且此三明治基材具有良好的平整度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種汽車頂棚用高強(qiáng)度三明治基材的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中玻纖加強(qiáng)布的結(jié)構(gòu)示意圖。

示意圖中的標(biāo)號說明：

1、第一pet無紡布層；2、第一gf玻纖層；3、第一pe膠粉層；4、第一pe膠膜層或pp膠膜層；5、pu板層；6、第二gf玻纖層；7、第二pe膠粉層；8、第二pe膠膜層或pp膠膜層；9、玻纖加強(qiáng)布；

91、第二pet無紡布層；92、第三gf玻纖層；93、第三pe膠粉層；94、第三pe膠膜層或pp膠膜層。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖1、圖2所示，本實(shí)施例的一種汽車頂棚用高強(qiáng)度三明治基材，包括基材和玻纖加強(qiáng)布9，基材從下至上依次為第一pet無紡布層1、第一gf玻纖層2、第一pe膠粉層3、第一pe膠膜層或pp膠膜層4、pu板層5、第二gf玻纖層6、第二pe膠粉層7、第二pe膠膜層或pp膠膜層8，玻纖加強(qiáng)布9設(shè)置在基材上對應(yīng)其制成汽車頂棚上需要局部加強(qiáng)的位置，第一pe膠膜層或pp膠膜層4與pu板層5之間、第二pe膠粉層7與第二pe膠膜層或pp膠膜層8之間均設(shè)有玻纖加強(qiáng)布9，此處值得說明的是，兩塊玻纖加強(qiáng)布9均對應(yīng)汽車頂棚上需要局部加強(qiáng)的位置，基材和玻纖加強(qiáng)布9一起經(jīng)輥壓成型制成高強(qiáng)度三明治基材。

玻纖加強(qiáng)布9是由第二pet無紡布層91在最下層，然后在其上依次設(shè)有第三gf玻纖層92、第三pe膠粉層93、第三pe膠膜層或pp膠膜層94，然后各層一起經(jīng)輥壓成型的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

其中，第一pe膠膜層或pp膠膜層4與pu板層5之間的玻纖加強(qiáng)布9中的第三pe膠膜層或pp膠膜層94與pu板層5接觸，第二pe膠粉層7與第二pe膠膜層或pp膠膜層8之間的玻纖加強(qiáng)布9中的第三pe膠膜層或pp膠膜層94與第二pe膠膜層或pp膠膜層8接觸，本實(shí)例例通過第一pe膠膜層或pp膠膜層4與pu板層5之間的玻纖加強(qiáng)布9中的第三pe膠膜層或pp膠膜層94與pu板層5接觸，一方面可有效的保證此玻纖加強(qiáng)布9中的第二pet無紡布與第一pe膠膜層或pp膠膜層4的粘結(jié)性，同時(shí)可有效的保證此玻纖加強(qiáng)布9中的第三pe膠膜層或pp膠膜層94與pu板層5的粘接性，進(jìn)而保證了此玻纖加強(qiáng)布9位于基材中的穩(wěn)定性；通過第二pe膠粉層7與第二pe膠膜層或pp膠膜層8之間的玻纖加強(qiáng)布9中的第三pe膠膜層或pp膠膜層94與第二pe膠膜層或pp膠膜層8接觸，可有效提高高強(qiáng)度三明治基材表面的平整度，保證了其與汽車頂棚面飾結(jié)合的穩(wěn)定性。

本實(shí)施例的一種汽車頂棚用高強(qiáng)度三明治基材的生產(chǎn)方法，其步驟如下：

（1）制作加強(qiáng)布：其是采用第二pet無紡布、第三gf玻纖、第三pe膠粉、第三pe膠膜或pp膠膜形成的復(fù)合材料ⅰ，制作步驟如下：

步驟一：在復(fù)合生產(chǎn)線的傳送帶上平鋪第二pet無紡布，再在其上面依次播撒或鋪放第三gf玻纖、第三pe膠粉、第三pe膠膜或pp膠膜形成復(fù)合材料?。?/p>

步驟二：采用履帶式專用傳送裝置將復(fù)合材料ⅰ送入加熱爐進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為140-160℃，預(yù)熱時(shí)間為2-5s；

隨后再使用履帶式專用傳送裝置將復(fù)合材料ⅰ送入電加熱區(qū)采用輻射式加熱，加熱溫度為160-210℃，加熱時(shí)間為20-30s；

步驟三：將加熱過的復(fù)合材料ⅰ在壓力為3.0-6.0bar的壓輥下進(jìn)行壓合；

步驟四：將壓合后的復(fù)合材料ⅰ送入水冷的溫度為8-28℃的冷卻板中進(jìn)行冷卻，制成玻纖加強(qiáng)布9；

步驟五：將冷卻好的玻纖加強(qiáng)布9進(jìn)行收卷；

其中，本實(shí)施例的第二pet無紡布的單位面積重量為30-55g/m²，尺寸變化率%：l≥-2.0t≥-1.5，值得說明的是此處l為長度方向的變化率，t為寬度方向的變化率；第三gf玻纖的切割長度為20-30mm，其切撒在第二pet無紡布上的單位面積重量為25-55g/m²；第三pe膠膜層或pp膠膜層單位面積重量均為25-55g/m²，且其在鋪設(shè)時(shí)的溫度為110-140℃；

本實(shí)施例的第三pe膠粉的粒徑（α）分布為：

α≥220μm的第三pe膠粉占總第三pe膠粉的質(zhì)量百分比≤6%；

220μm>α≥110μm的第三pe膠粉占總第三pe膠粉的質(zhì)量百分比為51±10%；

110μm>α≥77μm的第三pe膠粉占總第三pe膠粉的質(zhì)量百分比為30±10%；

α＜77μm的第三pe膠粉占總第三pe膠粉的質(zhì)量百分比≤13%，本實(shí)施例利用不同粒徑α）的pe膠粉以及不同質(zhì)量的百分比，一方面避免了pe膠粉粒徑（α）過小、粒徑（α）過小的pe膠粉質(zhì)量較多時(shí)，在進(jìn)行pe膠粉撒粉的過程中pe膠粉的撒粉量不易控制，pe膠粉的撒粉量誤差較大的現(xiàn)象；另一方面避免了pe膠粉粒徑（α）過大、粒徑（α）過大的pe膠粉質(zhì)量較多時(shí)，在進(jìn)行pe膠粉撒粉后，加熱復(fù)合材料時(shí)過大的pe膠粉不易融化的現(xiàn)象。本發(fā)明通過利用不同粒徑（α）的pe膠粉以及不同質(zhì)量的百分比，使得大小不同粒徑（α）的pe膠粉在灑落過程中能夠使粒徑（α）適當(dāng)?shù)膒e膠粉灑落均勻，加熱溶化后效果好；同時(shí)在進(jìn)行pe膠粉撒粉的過程中能夠?qū)e膠粉的撒粉量進(jìn)行良好的控制。

本實(shí)施例通過控制第二pet無紡布、第三pe膠膜層或pp膠膜層的單位面積重量、第二pet無紡布尺寸變化率、第三gf玻纖的切割長度、第三pe膠粉的粒徑（α）分布等參數(shù)，使得玻纖加強(qiáng)布9具有較高的強(qiáng)度的同時(shí)，具有較高的層間粘結(jié)力以及與汽車頂棚面飾結(jié)合的粘結(jié)力。

（2）制作高強(qiáng)度三明治基材：在復(fù)合生產(chǎn)線的傳送帶上平鋪第一pet無紡布，再在其上面依次播撒或鋪放第一gf玻纖、第一pe膠粉、第一pe膠膜或pp膠膜、玻纖加強(qiáng)布9、pu板、第二gf玻纖、第二pe膠粉、玻纖加強(qiáng)布9、第二pe膠膜或pp膠膜形成復(fù)合材料ⅱ，然后采用180-250℃溫度對復(fù)合材料ⅱ加熱30-80s，最后在7-12mpa壓力下對復(fù)合材料ⅱ進(jìn)行輥壓復(fù)合，冷卻后即制成高強(qiáng)度三明治基材。

縱所周知，汽車頂棚用三明治基材，一方面要保證其強(qiáng)度要求，同時(shí)需要保證三明治基材與面飾結(jié)合的粘結(jié)力，需要強(qiáng)調(diào)的是：本實(shí)施例通過在第一pe膠膜層或pp膠膜層4與pu板層5之間、第二pe膠粉層7與第二pe膠膜層或pp膠膜層8之間均設(shè)有玻纖加強(qiáng)布9，一方面保證了三明治基材的成型，另一方面提高了三明治基材的局部強(qiáng)度，滿足了較高強(qiáng)度汽車頂棚的使用需求，同時(shí)本實(shí)施例通過合理設(shè)置玻纖加強(qiáng)布9各層材料，并通過設(shè)置制作加強(qiáng)布、高強(qiáng)度三明治基材的合理工藝參數(shù)，使得玻纖加強(qiáng)布9在滿足高強(qiáng)度的同時(shí)，使得高強(qiáng)度三明治基材層間具有良好的粘結(jié)性，保證了三明治基材的尺寸穩(wěn)定性，同時(shí)其遠(yuǎn)離無紡布的一面具有較高的粘結(jié)力與面飾結(jié)合形成汽車頂棚，且此三明治基材具有良好的平整度。

以上示意性的對本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。