專利名稱：一種pp纖維復合板材及生產方法
技術領域：
本發明具體指一種PP纖維復合板材及生產方法。
背景技術：
目前用于汽車內飾件的裝飾板材，均采用麻氈板材、GMT板材、PP木粉板材、中纖板等，通過二次熱壓成型或人工糊制，完成裝飾表層PVC、無紡布面料的熱壓復合和手工糊制復合，二次加工不僅增加飾件的加工成本，加工的壓機及平板模具投入較大，且加工復合后板材受溫度變化易產生翹曲、變形，麻氈板和中纖板材表面受潮易產生霉變。另隨著汽車工業的快速發展，汽車內飾件加工中產生的邊角回料也越來越來多，對于以上的板材的邊角回料沒有好的回收再利用方法，PP纖維復合板材不僅解決了目前以上內飾板材的缺陷，同時解決了加工中麻氈、麻氈板材、GMT板材、PP木粉板材、中纖板等板材邊角回料的再利用，對促進汽車工業的發展具有積極意義。
發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種不易受潮霉變、不會翹曲的PP纖維復合板材。本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種生產成本低、質量可靠的PP纖維復合板材的生產方法。為了解決上述第一個技術問題，本發明提供的PP纖維復合板材，包括基材層和表面層，所述的基材層和所述的表面層是由基材層和表面層熔融熟化的物料通過雙層共擠分配器至模頭，經模頭完成PP纖維板材的擠出，擠出物料經三輥完成表面的皮紋及無紡布的復合定型，板材經冷卻、牽引、剪切、包裝完成PP纖維復合板材的制備而成。為了解決上述第二個技術問題，本發明提供的PP纖維復合板材的生產方法，采用雙層共擠制板，所述的雙層共擠制板的工藝是依據板材的增強、增韌、阻燃、耐寒功能需求，分別進行板材基材層、表面層的物料配方設計，基材層PP料、團粒料、填料、助劑按配方要求稱量并進行混合，混合均勻的物料經主擠出機完成物料的排濕、熔融、熟化工序,表面層PP料、色母料按配方要求稱量并進行混合，混合均勻的物料經鋪助擠出機完成物料的排濕、熔融、熟化工序，基材層和表面層熔融熟化的物料通過雙層共擠分配器至模頭，經模頭完成PP纖維板材的擠出，擠出物料經三輥完成表面的皮紋及無紡布的復合定型，或擠出物料經三輥完成了 PVC革或無紡布面料、基材、無紡布的復合定型，板材經冷卻、牽引、剪切、包裝完成PP纖維復合板材的制備。所述的團粒料的制備工藝是依據板材強度要求將纖維經剪切為一定長度，并與經破碎后的纖維板材回料及PP、PE、助劑按比例稱量，以上混合物料在團粒機的高速運轉下，隨動刀與定刀間摩擦的逐漸升溫，使混合物料得到均勻混合、熔融、結團成塊狀料，塊狀團料遇水后形成粒料狀，經冷卻、分級破碎制備成擠出機所需的團粒料。所述的纖維包含麻纖維、玻璃纖維、木纖維及其混合物。
所述纖維板材回料包含麻纖維下角料、麻租板和麻租回料、輕質GMT板材回料、PP木粉板回料。所述的高分子材料主要指聚丙烯、聚乙烯、聚烯烴彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述的填料包含碳酸鈣、滑石粉、高嶺土填料。所述的助劑包含增強、增韌、阻燃、耐寒、潤滑助劑。所述的纖維剪切長度為15mm 80mm。所述的團粒料的制備工藝溫度在170 195度。所述的團粒料破碎分級的粒徑在I 12mm。 團粒造粒工藝中纖維、纖維板材回料、PP、PE的質量比例為30 35 :35 30 :15 20 15 10。基材層的擠出物料質量比例為團粒、PP、PE、Ρ0Ε、助劑的質量比例為60 75 10 15 :5 10 :3 8 :3 5。基材層的擠出物料的厚度為I 5mm。表面層的擠出物料的質量比例為PP、色母料的質量比例為95 :5。表面層的擠出物料的厚度為20 80絲。基材低層復合的無紡布為水刺無紡布40 60g/m2、針刺無紡布70 90g/m2。表層復合的PVC革的厚度為O. 5 I. 2mm。表面層擠出機的的長徑比為33 :1，螺桿溫度為160 195度；基材擠出機的長徑比為38 :1，螺桿溫度為165 210度；共擠分配器為A+B的結構形式，模頭為衣架式擠出模具，模頭溫度為190 210度。采用上述技術方案的PP纖維復合板材及生產方法，通過采用團粒造粒、雙層共擠、復合定型等工藝流程，一次完成PP纖維復合板材的無紡布、基材層、表面層皮紋或PVC革的熱復合，不需用任何膠粘劑，是綠色環保的纖維材料，同時解決了纖維板材加工中邊角回料的再造粒利用。團粒造粒工序，使長切的纖維能與聚丙烯、聚乙烯隨溫度均勻浸潤混合、密實結團，與常規的擠出造粒工藝相比較，減少了纖維的剪切損傷和植物纖維的碳化，降低粒料中的水分，提高纖維對板材的增強效果，同時解決了內飾件二次加工中的邊角料回收再利用；雙層共擠工序，板材的基材層采用長徑比較大的單螺桿主機擠出，以降低對植物纖維剪切、碳化的同時滿足高分子材料的完全熟化，板材的表面層采用鋪機擠出，物料通過雙層分配器實現基材層與表層共擠，可依據客服的需求實現板材表層的顏色和皮紋與基材層一次成型，通過該方法不僅解決了纖維板材易受潮霉變、翹曲等問題，同時可降低纖維板材的二次成型成本和設備投入；復合定型工序，采用三輥復合定型完成板材表面的皮紋壓制和PVC表皮、無紡布的復合。采用該工藝生產的PP纖維復合板材輕質、環保、強度高、可回收重復使用。綜上所述，本發明是一種不易受潮霉變、不會翹曲的PP纖維復合板材，其生產成本低、質量可靠。
圖I是本發明的PP纖維復合板材結構示意圖。
圖2為團粒料造粒工藝流程圖。圖3為雙層共擠制板工藝流程圖。圖4為共擠分配器俯視剖視圖。圖5為共擠分配器左視剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。參見圖I, PP纖維復合板材，包括基材層I和表面層2,基材層I和表面層2是由基材層和表面層熔融熟化的物料通過雙層共擠分配器3至模頭4，經模頭4完成PP纖維板材的擠出，擠出物料經三輥完成表面的皮紋及無紡布的復合定型，板材經冷卻、牽引、剪切、包裝完成PP纖維復合板材的制備而成。 由圖2、圖3、圖4和圖5可見，本發明的PP纖維板材制備工藝包含團粒造粒工藝、雙層共擠制板工藝。團粒造粒工藝，分別將剪切定長的纖維、破碎好的板材回料、PP、PE等按比例稱量放入團粒機混合室內，啟動電機運行，當混合物料達到均勻混合、熔融、結團成塊狀料，適量噴撒水使其形成粒料狀，然后打開混合室出料口放料，粒料經冷卻、分級破碎制備成擠出機所需的團粒料。雙層共擠制板，分別將PP料、PE料、團粒料、填料、助劑等按配方要求稱量并放入混合攪拌機內，混合均勻的物料經主擠出機完成物料的排濕、熔融、熟化等工序,表面層PP料、色母料等按配方要求稱量并進行混合，混合均勻的物料經鋪助擠出機完成物料的排濕、熔融、熟化等工序，基材層和表面層熔融熟化的物料分別通過雙層共擠分配器3至模頭4，經模頭4完成PP纖維板材的雙層擠出，擠出物料經三輥一次完成表面的皮紋及無紡布的復合定型，板材經冷卻、牽引、剪切、包裝等完成PP纖維復合板材的制備。另可通過三輥復合工序，完成了 PVC革或無紡布面料、基材、無紡布的一次復合定型，制備表面層為無紡布面料、PVC革面料的PP纖維復合板材。纖維包含麻纖維、玻璃纖維、木纖維及其混合物。纖維板材回料包含麻纖維下角料、麻氈板和麻氈回料、輕質GMT板材回料、PP木粉板回料。高分子材料主要指聚丙烯、聚乙烯、聚烯烴彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物。填料包含碳酸鈣、滑石粉、高嶺土填料。助劑包含增強、增韌、阻燃、耐寒、潤滑助劑。纖維剪切長度為15mm 80mm。團粒料的制備工藝溫度在170 195度。團粒料破碎分級的粒徑在I 12mm。團粒造粒工藝中纖維、纖維板材回料、PP、PE的質量比例為30 35 :35 30 :15 20 15 10。基材層的擠出物料質量比例為團粒、PP、PE、Ρ0Ε、助劑的質量比例為60 75
10 15 :5 10 :3 8 :3 5。基材層的擠出物料的厚度為I 5mm。
表面層的擠出物料的質量比例為PP、色母料的質量比例為95 :5。表面層的擠出物料的厚度為20 80絲。基材低層復合的無紡布為水刺無紡布40 60g/m2、針刺無紡布70 90g/m2。表層復合的PVC革的厚度為O. 5 I. 2mm。表面層擠出機的的長徑比為33 :1，螺桿溫度為160 195度；基材擠出機的長徑比為38 :1，螺桿溫度為165 210度；共擠分配器為A+B的結構形式，A為主機擠料入口即基材料入口，B為輔機擠料入口即表面料入口，模頭4為衣架式擠出模具，模頭4溫度為190 210 度。采用本工藝制備的PP纖維復合板材，經測試，該輕質板材拉伸強度、拉伸模量、彎曲強度、彎曲模量等物理指標優越。
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以下通過實施例對本發明的相關內容進一步說明。實施例I :團粒料制備，黃麻剪切長度60mm、氈板回料破碎料、150#PP粉、2426PE粒料、助劑等，分別按35 35 18 10 2比例進行團粒料制粒，分級破碎粒徑8mm。擠出備料，基材層主擠出機物料團粒料、F401PP、8101PP、5000SPE、通用級Ρ0Ε、助劑等，分別按70 8 10 6 5 1比例倒入混合攪拌機內進行混合；表面層鋪助擠出機物料8101PP、色母料等分別按95 :5進行混合，混合后的物料倒入鋪助擠出機料倉內；板材布基水刺無紡布40g/m2。板材擠出成型，表面層鋪助擠出機螺桿溫度為160 195度、基材層主擠出機螺桿溫度為165 195度、共擠分配器和模頭溫度為190 210度，基材層和表面層的混合物料分別經主擠出機、鋪助擠出機完成物料排濕、熔融、熟化，熟化后的物料分別經雙層共擠分配器被送至模頭，經模頭完成PP纖維板材的雙層擠出，擠出物料經三輥完成表面的皮紋成型及水刺無紡布的復合定型，板材經冷卻、牽引、剪切、包裝等完成PP纖維復合板材的制備，板材密度O. 89g/cm3、板材厚度δ 2. 95mm,板材表面層O. 04mm,經測試,板材縱向拉伸強度16. 9Mpa、橫向拉伸強度12. 6Mpa ;縱向彎曲強度26. 3Mpa、橫向彎曲強度16. 4Mpa ;斷裂伸長率9. 6%ο實施例2 團粒料制備，氈板回料破碎料、50#PP粉、2426PE粒料、助劑等，分別按70 18 10 2比例進行團粒料制粒,分級破碎粒徑10mm。擠出備料，基材層主擠出機物料團粒料、F401PP、8101PP、5000SPE、通用級Ρ0Ε、助劑等，分別按65 8 10 8 6 3比例倒入混合攪拌機內進行混合；表面層物料0. 8水刺布基PVC革；板材布基針刺無紡布80g/m2。板材擠出成型，表面層鋪助擠出機螺桿溫度為160 195度、基材層主擠出機螺桿溫度為165 195度、共擠分配器和模頭溫度為190 210度，基材層的混合物料經主擠出機完成物料排濕、熔融、熟化，熟化后的物料被送至模頭，經模頭完成PP纖維板材的擠出，擠出物料經三輥完成表面PVC革及針刺無紡布的復合定型，板材經冷卻、牽引、剪切、包裝等完成PP纖維復合板材的制備，板材密度O. 96g/cm 3、板材厚度δ 3. 1mm,經測試,板材縱向拉伸強度17. 5Mpa、橫向拉伸強度10. 65Mpa ;縱向彎曲強度22. 3Mpa、橫向彎曲強度
13.4Mpa ;斷裂伸長率10. 2%。
實施例3 團粒料制備，黃麻剪切長度60mm、氈板回料破碎料、50#PP粉、2426PE粒料、助劑等，分別按40 20 18 10 2比例進行團粒料制粒,分級破碎粒徑8mm。擠出備料，基材層主擠出機物料團粒料、F401PP、8101PP、5000SPE、通用級Ρ0Ε、助劑等，分別按70 8 10 6 5 1比 例倒入混合攪拌機內進行混合；表面層鋪助擠出機物料8101PP、色母料等分別按95 :5進行混合，混合后的物料倒入鋪助擠出機料倉內；水刺無紡布 40g/m2。板材擠出成型，表面層鋪助擠出機螺桿溫度為160 195度、基材層主擠出機螺桿溫度為165 195度、共擠分配器和模頭溫度為190 210度,基材層和表面層的混合物料分別經主擠出機、鋪助擠出機完成物料排濕、熔融、熟化，熟化后的物料分別經雙層共擠分配器被送至模頭，經模頭完成PP纖維板材的雙層擠出，擠出物料經三輥完成表面的皮紋及無紡布的復合定型，板材經冷卻、牽引、剪切、包裝等完成PP纖維復合板材的制備，板材密度O. 92g/cm3、板材厚度δ 2. 5mm,板材表面層O. 055mm,經測試,板材縱向拉伸強度
14.5Mpa、橫向拉伸強度10. 9Mpa ;縱向彎曲強度20. 3Mpa、橫向彎曲強度12. 5Mpa ;斷裂伸長率 8. 6%ο
權利要求
1.一種PP纖維復合板材，包括基材層(I)和表面層(2)，其特征是所述的基材層(I)和所述的表面層(2)是由基材層和表面層熔融熟化的物料通過雙層共擠分配器至模頭，經模頭完成PP纖維板材的擠出，擠出物料經三輥完成表面的皮紋及無紡布的復合定型，板材經冷卻、牽引、剪切、包裝完成PP纖維復合板材的制備而成。
2.制備權利要求I所述的PP纖維復合板材的生產方法，采用雙層共擠制板，其特征是所述的雙層共擠制板的工藝是依據板材的增強、增韌、阻燃、耐寒功能需求，分別進行板材基材層、表面層的物料配方設計，基材層PP料、團粒料、填料、助劑按配方要求稱量并進行混合，混合均勻的物料經主擠出機完成物料的排濕、熔融、熟化工序，表面層PP料、色母料按配方要求稱量并進行混合，混合均勻的物料經鋪助擠出機完成物料的排濕、熔融、熟化工序，基材層和表面層熔融熟化的物料通過雙層共擠分配器至模頭，經模頭完成PP纖維板材的擠出，擠出物料經三輥完成表面的皮紋及無紡布的復合定型，或擠出物料經三輥完成了PVC革或無紡布面料、基材、無紡布的復合定型，板材經冷卻、牽引、剪切、包裝完成PP纖維復合板材的制備。
3.權利要求2所述的制備PP纖維復合板材的生產方法，其特征是所述的團粒料的造粒工藝是依據板材強度要求將纖維經剪切為一定長度，并與經破碎后的纖維板材回料及PP> PE、助劑按比例稱量，以上混合物料在團粒機的高速運轉下，隨動刀與定刀間摩擦的逐漸升溫，使混合物料得到均勻混合、熔融、結團成塊狀料，塊狀團料遇水后形成粒料狀，經冷卻、分級破碎制備成擠出機所需的團粒料。
4.權利要求3所述的制備PP纖維復合板材的生產方法，其特征是所述的纖維包含麻纖維、玻璃纖維、木纖維及其混合物，所述的纖維剪切長度為15_ 80_，所述的團粒料破碎分級的粒徑在I 12mm ;所述的纖維板材回料包含麻纖維下角料、麻租板和麻租回料、輕質GMT板材回料、PP木粉板回料；所述的團粒料的制備工藝溫度在170 195度。
5.權利要求2或3所述的制備PP纖維復合板材的生產方法，其特征是所述的團粒料的造粒工藝中所述的纖維、纖維板材回料、PP、PE的質量比例為30 35 35 30 :15 20 :15 10。
6.權利要求2或3所述的制備PP纖維復合板材的生產方法，其特征是所述的填料包含碳酸鈣、滑石粉、高嶺土填料；所述的助劑包含增強、增韌、阻燃、耐寒、潤滑助劑。
7.權利要求2或3所述的制備PP纖維復合板材的生產方法，其特征是所述的基材層的擠出物料質量比例為團粒、PP、PE、POE、助劑的質量比例為60 75 10 15 :5 10 :3 8 :3 5，基材層的擠出物料的厚度為I 5mm。
8.權利要求2或3所述的制備PP纖維復合板材的生產方法，其特征是所述的表面層(2)的擠出物料的質量比例為PP、色母料的質量比例為95 :5 ;所述的表面層(2)的擠出物料的厚度為20 80絲。
9.權利要求2或3所述的制備PP纖維復合板材的生產方法，其特征是所述的基材層(I)的低層復合的無紡布為水刺無紡布40 60g/m2、針刺無紡布70 90g/m2 ;所述的表面層⑵復合的PVC革的厚度為O. 5 I. 2mm。
10.權利要求2或3所述的制備PP纖維復合板材的生產方法，其特征是所述的表面層⑵的鋪助擠出機的的長徑比為33 :1，螺桿溫度為160 195度；所述的基材層(I)的主擠出機的長徑比為38 :1，螺桿溫度為165 210度；共擠分配器(3)為A+B的結構形式，模頭為衣架式擠出模具，模頭溫度為190 210度 。
全文摘要
本發明公開了一種PP纖維復合板材及生產方法，基材層(1)和所述的表面層(2)是由基材層和表面層熔融熟化的物料通過雙層共擠分配器至模頭，經模頭完成PP纖維板材的擠出，擠出物料經三輥完成表面的皮紋及無紡布的復合定型，板材經冷卻、牽引、剪切、包裝完成PP纖維復合板材的制備而成。本發明是一種不易受潮霉變、不會翹曲的PP纖維復合板材，其生產成本低、質量可靠。
文檔編號B32B27/32GK102837478SQ20121030278
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月23日 優先權日2012年8月23日
發明者蔣建云, 董升順, 黎東平 申請人:湖南亞太實業有限公司