一種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料及其制備方法與 應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，低碳和環(huán)保已經(jīng)成為當(dāng)前國際社會發(fā)展的趨勢，歐洲、美國、日本等主要發(fā) 達國家和地區(qū)都出臺了嚴格的政策和法規(guī)，鼓勵和扶持"環(huán)境友好"材料和工業(yè)的發(fā)展，來 減少污染、保護環(huán)境，同時應(yīng)對日益逼近的能源危機和資源約束，生物質(zhì)的植物纖維來源于 自然界，可再生，可降解，充分利用植物纖維對保護環(huán)境和減少對石油資源的依賴就有非常 重要的意義。
[0003] 專利號為ZL200410041912. X的中國專利文獻，公開了一種環(huán)保型熱塑性天然棕 麻纖維汽車內(nèi)飾件復(fù)合基材，其由中間基板、面料層和底層PP膜復(fù)合制成，面料層采用無 紡布，，中間基板則由棕絲、麻纖維、滌綸纖維和丙綸纖維混料鋪網(wǎng)制成毛氈，再在中間基板 上下兩面分別鋪設(shè)無紡布和PP膜制成復(fù)合基材半成品，再加熱加壓、模壓成型。這種板材 由于采用了天然棕、麻植物纖維，具有密度小、質(zhì)量輕、無毒環(huán)保等優(yōu)點，但同時也存在易磨 損，減噪和防火效果差，成本造價高，制作工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，板材強度低的缺點。
[0004] 專利號為ZL201010547783. 7的中國專利文獻，公開了一種環(huán)保可回收汽車內(nèi)飾 件玄武巖纖維和麻纖維復(fù)合板材，由面層和芯層復(fù)合制成毛氈后經(jīng)過熱壓成型。芯層由玄 武巖纖維和麻纖維兩種天然纖維以及滌綸纖維和丙綸纖維兩種化學(xué)纖維混料鋪網(wǎng)針刺制 成，這種板材具有質(zhì)量輕、強度高、韌性好、環(huán)?？苫厥盏膬?yōu)點，但同樣也存在易磨損，減噪 和防火效果差，抗腐蝕性能差的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種成本造價低、重量輕、耐磨損、減噪和防火 效果好、抗腐蝕性能強的一種新型結(jié)構(gòu)輕質(zhì)材料，該材料可廣泛運用于汽車、飛機和玩具領(lǐng) 域。
[0006] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
[0007] -種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，包括兩層纖維增強層和中間層的三層結(jié)構(gòu)，所述中間層 位于兩層纖維增強層的中間，所述的三層結(jié)構(gòu)的側(cè)邊緣面包括短纖維增強層，所述的中間 層包括重量百分比為30~40%的黃麻纖維，25~35%的丙綸纖維，15~20%的滌綸纖維， 5~10%玻璃纖維，5~10%的火山灰。
[0008] 作為優(yōu)選，所述的中間層包括重量百分比為40%的黃麻纖維，25%的丙綸纖維， 15 %的滌綸纖維，10 %玻璃纖維，10 %的火山灰。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的纖維增強層中的纖維選自玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維或合成樹 脂纖維中的一種或多種，其平均纖維長度為50~120mm，平均直徑為30~60 μ m。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的短纖維增強層中的短纖維為滌綸短纖維或丙綸短纖維，其平均 纖維長度為10~30mm，平均直徑為10~20 μ m〇
[0011] 本發(fā)明中的側(cè)邊緣面是指該三層結(jié)構(gòu)側(cè)面的四個邊緣面。
[0012] 本發(fā)明的新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料具有如下有益效果：
[0013] 1.中間層中用到玻璃纖維，不但能增強材料的隔熱隔音效果，而且還提高其抗拉 強度及防火性能；
[0014] 2.以火山灰為輕質(zhì)骨料，則可以進一步起到保溫，隔熱，隔音的作用；
[0015] 3.采用兩層纖維增強層和位于中間的復(fù)合層的三層結(jié)構(gòu)，進一步提高了材料的強 度跟增加了材料的韌性；
[0016] 4.側(cè)邊緣面使用短纖維增強保證了邊緣不易被磨損，從而從整體上提高了耐磨性 能。
[0017] 5.重量輕、耐磨損、減噪和防火效果好，抗腐性能好、可廣泛適用于汽車內(nèi)飾板部 件，飛機，玩具等領(lǐng)域。
[0018] 本發(fā)明還涉及該新型輕質(zhì)材料的制備方法。
[0019] 該新型輕質(zhì)材料的制備方法的具體的技術(shù)方案為：
[0020] 一種輕質(zhì)材料的制備方法，包括如下制備步驟：
[0021] (1)中間層的制備：將重量百分比為30~40%的黃麻纖維，25~35%的丙綸纖 維，15~20%的滌綸纖維，5~10%玻璃纖維，5~10%的火山灰混合均勻制成混合料；在 170~250°C溫度下加熱50~200秒將上述混合料至塑化狀態(tài)，通過模壓成型制得中間層；
[0022] (2)通過空氣鋪設(shè)機將中間層鋪設(shè)于兩層纖維增強層之間，熱壓成型，得到三層結(jié) 構(gòu)的材料；
[0023] (3)對三層結(jié)構(gòu)材料進行沖孔、修邊等后處理；
[0024] (4)經(jīng)后處理后的三層結(jié)構(gòu)材料的四個側(cè)邊緣面用膠粘劑將其與短纖維增強層粘 合在一起。
[0025] 作為優(yōu)選，步驟（1)中所述的加熱溫度為200°C，所述的加熱時間為150秒。
[0026] 本發(fā)明另一目的是利用上述制備方法得到的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料用于制備汽車內(nèi)飾板 的制備方法。
[0027] 具體的技術(shù)方案為：
[0028] 一種制備汽車內(nèi)飾板的方法，包括如下制備步驟：
[0029] (1)往制備得到的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料上噴涂I3U膜；
[0030] (2)往PU膜上噴涂裝飾膜。
[0031] 本發(fā)明還有一目的是提供不同形狀的汽車內(nèi)飾板的制備方法。
[0032] 具體的技術(shù)方案為：
[0033] 一種制備汽車內(nèi)飾板的方法，包括如下制備步驟：
[0034] (1)根據(jù)所需的形狀將輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料需要粘結(jié)的地方噴涂雙組份聚胺酯，與需要 與其組合成不同形狀的新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料進行粘連；
[0035] (2)往所得組合后的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的外表面噴涂PU膜：
[0036] (3)往PU膜上噴涂裝飾膜。
[0037] 本發(fā)明還有一目的是采用上述的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的汽車內(nèi)飾板。
【附圖說明】：
[0038] 圖1.是本發(fā)明的新型輕質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 其中，1.纖維增強層；2.中間層；3.纖維增強層；4.短纖維增強層
【具體實施方式】
[0040] 下面結(jié)合實施案例對本發(fā)明進一步說明。
[0041] 實施例1 :
[0042] 一種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，包括兩層碳纖維增強層和中間層的三層結(jié)構(gòu)，所述中間 層位于兩層碳纖維增強層的中間，所述的三層結(jié)構(gòu)的側(cè)邊緣面包括IOmm滌綸短纖維增強 層，所述的中間層的包括重量百分比為40%的黃麻纖維，25的丙綸纖維，15的滌綸纖維， 10 %玻璃纖維，10 %的火山灰。
[0043] 該新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的制備方法，包括如下步驟：
[0044] (1)中間層的制備：將上述中間層的原料混合均勻制成混合料；在200°C溫度下加 熱150秒將上述混合料至塑化狀態(tài)，通過模壓成型制得中間層；
[0045] (2)通過空氣鋪設(shè)機將中間層鋪設(shè)于兩層碳纖維增強層之間，熱壓成型，得到三層 結(jié)構(gòu)的材料；
[0046] (3)對三層結(jié)構(gòu)材料進行沖孔、修邊等后處理；
[0047] (4)經(jīng)后處理后的三層結(jié)構(gòu)材料的四個側(cè)邊緣面用膠粘劑將其與滌綸短纖維增強 層粘合在一起。
[0048] 實施例2 :
[0049] 一種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，包括兩層纖維增強層和中間層的三層結(jié)構(gòu)，所述中間層 位于兩層纖維增強層的中間，所述的三層結(jié)構(gòu)的側(cè)邊緣面包括20mm滌綸短纖維增強層，所 述的中間層的包括重量百分比為35%的黃麻纖維，30%的丙綸纖維，25%的滌綸纖維，5% 玻璃纖維，5%的火山灰；所述的纖維增強層含玻璃纖維和合成樹脂纖維兩種。
[0050] 該新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的制備方法，包括如下步驟：
[0051] (1)中間層的制備：將上述中間層的原料混合均勻制成混合料；在170°C溫度下加 熱50秒將上述混合料至塑化狀態(tài)，通過模壓成型制得中間層；
[0052] (2)通過空氣鋪設(shè)機將中間層鋪設(shè)于兩層纖維增強層之間，熱壓成型，得到三層結(jié) 構(gòu)的材料；
[0053] (3)對三層結(jié)構(gòu)材料進行沖孔、修邊等后處理；
[0054] (4)經(jīng)后處理后的三層結(jié)構(gòu)材料的四個側(cè)邊緣面用膠粘劑將其與滌綸短纖維增強 層粘合在一起。
[0055] 實施例3 :
[0056] -種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，包括兩層玻璃纖維增強層和中間層的三層結(jié)構(gòu)，所述中 間層位于兩層纖維增強層的中間，所述的三層結(jié)構(gòu)的側(cè)邊緣面包