[發明專利]一種超輕高強高吸音纖維增強熱塑性發泡復合板材及其制備方法

在審

• 申請號: 201911417032.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111038042A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 花東龍;馬國維;陳磊;方晶;梅金波;周立
• 申請（專利權）人: 浙江華江科技股份有限公司
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02;B32B27/18;B32B27/06;B32B27/32;B32B37/06;B32B37/10;D01D5/08;D04H1/46;D04H1/4382;B60R13/08
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 李亦慈;唐銀益

本發明公開了一種超輕高強高吸音纖維增強熱塑性發泡復合板材及其制備方法，使用均勻含有發泡劑的粘結體和纖維增強體，通過非織造和連續性制板復合工藝制備一種超輕高強高吸音纖維增強熱塑性發泡復合板材。本發明將微球發泡劑和熱塑性樹脂粉末共混作為原料，通過熔融紡絲工序制備成均勻含有微球發泡劑的塑性合成纖維。可以充分借助非織造工藝的優勢，穩定連續高效的生產上述超輕高強GMT復合板材。且制氈環節不存在微球發泡劑脫落，在無需增加額外投資如新增設備及人員培訓等情況，能更安全地批量化制備高質量含微球發泡劑的復合氈，顯著降低該工段制造成本。

技術領域

本發明屬于熱塑性復合材料技術領域，具體地說，涉及一種超輕高強高吸音纖維增強熱塑性發泡復合板材及其制備方法。

背景技術

在全球節能減排的背景下，世界各國對汽車制造業提出更高的標準和更嚴格的市場準入許可，尤其是新能源汽車的快速發展，汽車輕量化是汽車發展的必然趨勢，而復合材料作為最重要的輕量化材料之一，因具有優異性能，在汽車工業備受關注。輕質玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料，簡稱輕質GMT(Glass Fiber Mat Reinforced Thermoplastics)，因具有輕質環保、吸音降噪、高強高韌、優良的抗霉變性和耐化學腐蝕性等特點，一直是國內外汽車主機廠和零部件供應商的關注熱點。目前，輕質GMT已廣泛應用于各類型汽車的頂棚、底護板、衣帽架等內外飾件中，其制備方法經歷了濕法工藝、干法工藝和流化場工藝三個階段。其中，干法工藝因其設備投資小、工藝相對簡單且能耗低，廣受國內各廠家青睞，但該工藝主要存在以下缺陷：

(1)梳理過程，纖維取向明顯，板材力學性能呈現明顯的各向異性；

(2)熱熔樹脂和玻纖之間主要以點連接方式結合，為保證力學性能，樹脂使用量較大，不僅成本相對較高，而且還限制了進一步超輕化發展；

(3)滲入空氣量不足，制品設計自由度低，NVH性能原落后于國外進口產品。

以上問題嚴重制約輕質GMT板材進一步發展和應用，特別是新能源汽車蓬勃發展。如何進一步實現輕質GMT板材超輕化且保證板材優異的綜合性能，是國內該行業目前技術難點和研究熱點。

目前，國際上主要通過改良現有工藝和開發新工藝來突破現有輕質GMT發展技術難點。如AZDEL公司的濕法工藝、QPC公司的干法工藝、Cormatex公司Lap Form Air氣流鋪網工藝，板材熱壓成型時，熱熔樹脂均勻且充分浸潤玻纖，減少樹脂用量同時還保證板材優良綜合性能。國內受設備和技術研發水平的限制，主要采用優化和改良現有工藝方法。如優化梳理混合纖維的工藝參數，增加纖維混合均勻性，降低對玻纖的損傷，從而改善板材的力學性能；改變單網纖維鋪疊方式，降低板材縱橫向力學性能的差異；對氈表面進行預處理，改變板材導熱導電性能等。但這些改善方法均未從根本上改變玻纖之間的點連接方式，板材綜合性能提高有限。氈厚度方向層層纖網之間僅靠針刺固結，成型部件高膨化區域相鄰纖網間結合不足，仍采用增加樹脂含量保證板材力學性能，然樹脂用量增加，不僅限制制品超輕化，還因板材膨化比減小，滲入空氣量不足，導致板材設計自由度和NVH性能受限。