[发明专利]一种超轻质高抗冲高耐磨热塑性复合板材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种超轻质高抗冲高耐磨热塑性复合板材及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯拥有良好的抗冲击性能和耐磨性能，且玻璃纤维增强的热塑性复合材料拥有高强高模的性能，再加上纤维毡密度轻且天然纤维具有可降解性，这三者的结合是很完美的，由此诞生了一种高强高模高抗冲高耐磨超轻质可降解的复合材料。如专利CN102186666A中介绍一种高硬度、高强度以及轻质量的复合材料，采用填充热塑性聚合物与金属纤维，通过常规的冲压机械成型，这篇专利制备的复合材料只是相对的轻质，密度依然很高，达到4～5g/cm³。

还有一些汽车顶棚材料采用发泡PU和玻纤复合制备，如中国专利200710020092中讲到一种连续玻纤纱增强硬质聚氨酯微泡的复合材料，以硬质聚氨酯微泡为基体，以经过表面浸润剂处理的连续玻纤纱为增强材料，得到机械性能优良的复合材料，可用于铁路轨枕、集装箱壁板、建筑结构型材等，但是该发明中所涉及的玻璃纤维密度大，不可降解回收。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种超轻质高抗冲高耐磨热塑性复合板材；本发明的三层结构主要通过热贴合复合的方式粘结在一起，制备的复合材料具有质量轻，力学性能优异，良好的抗冲击性能和优异的耐磨性能，可回收利用的特点；使其在汽车顶板、门板等产品、建筑方面拥有广阔的应用市场。

本发明的另一个目的是提供一种上述超轻质高抗冲高耐磨热塑性复合板材的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种超轻质高抗冲高耐磨热塑性复合板材，包括TPU薄膜层、纤维毡层和TPAC预浸带层，所述纤维毡层位于所述TPU薄膜层和所述TPAC预浸带层之间。

所述TPU薄膜层的厚度为0.1～10mm，优选为0.5～1mm。

所述TPU薄膜层的材料为热塑性聚氨酯薄膜。

所述TPU薄膜层所用的TPU薄膜的硬度为40～70D，优选为40～55D。

所述纤维毡层的厚度为2～25mm。

所述纤维毡层的材料为麻纤维与聚丙烯（PP）纤维混合制备的针刺纤维毡。

所述麻纤维与聚丙烯（PP）纤维混合制备的针刺纤维毡中，聚丙烯的含量为40～60wt%。

所述针刺纤维毡单层厚度为1～10mm。

所述麻纤维选自苎麻纤维、剑麻纤维、亚麻纤维中的一种或一种以上。

所述TPAC预浸带层的厚度为0.5～5mm。

所述TPAC预浸带层所用的TPAC预浸带为连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带；TPAC预浸带中玻璃纤维的重量含量为45～60%；TPAC预浸带单层厚度为0.2～0.35mm。

所述超轻质高抗冲高耐磨热塑性复合板材的总厚度为3～30mm。

本发明还提供了一种上述超轻质高抗冲高耐磨热塑性复合板材的制备方法，包括以下步骤：

将TPAC预浸带、TPU薄膜和针刺纤维毡裁剪成需要的尺寸；然后将TPAC预浸带横向与纵向交替铺层形成TPAC预浸带层；再在TPAC预浸带层上铺上针刺纤维毡形成纤维毡层，最后在纤维毡层的上面铺上一层TPU薄膜形成TPU薄膜层；将铺好的材料放入模压机的框型模具中，预热、加压成型、冷却定型得到超轻质高抗冲高耐磨热塑性复合板材。

所述框型模具的厚度为3～30mm，框型模具的厚度与制得的超轻质高抗冲高耐磨热塑性复合板材的厚度一致。

所述预热温度为190～205℃，预热压力为0.1～0.5MPa，预热时间为40～300s，优选为60～200s。

所述加压温度为190～205℃，加压压力2～5MPa，加压时间20～200s，优选为60～100s；放入模压机的总时间为60～500s，优选为120～300s。

所述冷却定型的压力为2～5MPa；时间为3～10min。

本发明与现有的技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、本发明的工艺简单，生产效率高。

2、本发明提供的热塑性复合板材中纤维的含量高，强度高，耐磨性好，密度低，环保性能优异，是汽车内饰板材的理想材料。

3、本发明提供的热塑性复合板材的外层采用TPU薄膜层，耐磨性好，抗冲击性能优良。

4、本发明提供的热塑性复合板材采用纤维毡作为中间层，降低复合材料的密度，使得材料轻质环保；采用纤维毡作为中间层，厚度可调，吸音效果良好。