[发明专利]一种高性能乘用车底护板用轻质纤维增强热塑性板材及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及汽车外饰件用复合材料领域，具体涉及一种高性能乘用车底护板用轻质纤维增强热塑性板材及其制备工艺。

背景技术

汽车底护板主要用于保护发动机和车底盘，当汽车通过障碍路面时，底护板可防止发动机和车底盘被石头或其他坚硬物质击穿而导致发动机漏油或变速箱壳体损坏等。此外，车底盘装入汽车底护板后，可有效降低汽车行驶过程中产生的噪音，从而改善乘坐环境的舒适性。

目前，市面上在售的底护板主要有钢板、铝合金、硬塑料与纤维增强塑料四大类。钢板材质的发动机底护板是目前应用最多的，材质坚硬，能很好地抵抗日常行驶中轮胎卷起的泥沙石子的冲击。但钢板重量太大，会给汽车的油耗带来负担，此外，钢板在汽车遭受猛烈撞击时无法起到理想的缓冲作用，反而变形后可能对车内的乘客造成伤害；铝合金底护板虽然重量小，不会增加汽车的油耗，但成本较高，且存在同钢板类似的安全隐患；硬塑料重量小，有一定的刚性，可抵抗一般的石子冲击，但抗冲韧性仍有所欠缺，在遭受较强烈的冲击时容易开裂；纤维增强塑料则具有重量小、成本低与抗冲性好的优点，解决了钢板、铝板及硬塑料材质所遇到的难题，但在降噪与阻燃方面的开发并不理想，而随着现代社会对汽车乘坐舒适性及安全性的日益重视，这些性能必将成为制约纤维增强塑料底护板成为主流产品的关键。

综上所述，研制一种兼具优异抗冲、吸音及阻燃性能的纤维增强塑料底护板极具研究价值与市场潜力。目前，关于乘用车底护板的文献报道及专利非常少见，大多研究集中于产品的外观设计或结构的组合，如CN201484344U、CN302605956S、CN302278734S等，对底护板的材料选择、设计及加工工艺的关注较少，尤其是与底护板的吸音与阻燃性相关的专利并未见报导。

相关的发明专利CN101987603A介绍了一种长玻璃纤维增强聚丙烯树脂的乘用车底护板，其特征在于：以长玻璃纤维增强聚丙烯树脂为原料，从通用挤出机挤出熔融片材后直接裁切，随后将熔融片材放入模具中合模成型。该法简化了步骤，减少了能耗与生产成本；发明专利CN101987604A则介绍了一种增强聚丙烯树脂材料的底护板，其特征在于：由玻璃纤维/矿物增强粉填充聚丙烯组成，制备工艺为先将增强填料与聚丙烯树脂混合后经压延制得LFT片材，随后经烘箱内充分预热后直接模压，该产品质轻、成本低，适用于经济型乘用车底护。以上两个专利并未研究底护板的吸音与阻燃性能，且涉及的产品适用于是经济型乘用车，而本发明专利开发的是高档乘用车的底护板。

发明内容

针对上述提到现阶段乘用车底护板领域所存在的问题，本发明提供了一种兼具优异的抗冲、吸音及阻燃性能的高性能乘用车底护板用轻质纤维增强热塑性板材及其制备工艺，本发明的具体技术方案如下：

本发明公开了一种高性能乘用车底护板用轻质纤维增强热塑性板材，所述的板材自上而下依次为面料层、网状热熔胶膜、抗冲阻燃层、吸音层、抗冲阻燃层、网状热熔胶膜与面料层。

作为进一步地改进，本发明所述的抗冲阻燃层为添加了阻燃填料并经特殊针刺工艺处理的纤维增强热塑性材料。

作为进一步地改进，本发明所述的吸音层为添加了热塑性树脂胶粉并经特殊针刺工艺处理的纤维增强热塑性材料。

作为进一步地改进，本发明所述的特殊针刺工艺包括针形、针刺深度与针刺密度，针形为锥形、圆形与三角形中的一种或几种的结合，针深5～15mm及针密为20～80。

作为进一步地改进，本发明所述的面料层中的面料为表面喷涂了阻水剂、阻燃剂的PET无纺布。

一种高性能乘用车底护板用轻质纤维增强热塑性板材的制备方法，具体步骤如下：

（1）将不同比例的热塑性树脂纤维、增强纤维经开松机开松后，再交叉铺网，并经撒粉机添加不同比例的聚烯烃胶粉与阻燃填料的混合粉末，140℃红外烘烤，最后经不同的针刺工艺针刺后得到纤维增强热塑性毛毡，包括抗冲阻燃层与吸音层的纤维增强热塑性毛毡；

（2）纤维增强热塑性树脂毡首先通过悬浮烘烤装置，接着在其上下方依次同时放卷网状热熔胶膜与面料，随后分别进入热压装置与冷压装置，最后裁切后得乘用车底护板用轻质纤维增强热塑性板材。

作为进一步地改进，本发明所述的热塑性树脂纤维为改性聚丙烯纤维PP、改性聚酰胺纤维PA、改性聚对苯二甲酸乙二醇纤维PET与聚乳酸纤维PLA中的一种或几种改性聚合物纤维的混合物。

作为进一步地改进，本发明所述的增强纤维为改性的玻璃纤维、麻纤维、竹纤维与玄武岩纤维中的一种或几种的混合物，添加量为20%～60%。