一种玻璃纤维/阻燃丙纶纤维轻质复合板材及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种玻璃纤维/阻燃丙纶纤维轻质复合板材及其制 备方法。

背景技术

丙纶纤维是聚丙烯很有发展潜力的品种，除作为服装用纤维外，产业用丙纶纤维是近年 发展的热点。它具有质轻比重小、吸湿性小而导湿性好、导热性差而保温性好、弹性模量较 高、成本低等优良特点，广泛地应用于汽车工业、家用电器、纺织工业、电子仪表工业等。 随着科学技术的发展和人们对丙纶纤维优良特性的进一步了解，其应用领域也将越来越广泛。 但是，丙纶纤维不耐燃，限氧指数只有17-18.5％，属于易燃物。这样，用丙纶纤维制备的产 品不可避免地存在潜在安全隐患，无法满足特定材料防火领域的使用要求。

近年来，随着人们环境保护意识的增强，汽车内饰件复合材料逐渐向着安全、无毒、环 保的方向发展，同时，还要求制件加工工艺简单、能源损耗小、环保性能突出等。因此，阻 燃丙纶纤维取代普通丙纶纤维将成为阻燃型轻质复合板材的主流，以满足其环保安全的要求。 江苏省纺织研究所：陆书朋、葛宇光等人对阻燃丙纶纤维的研制做了相关研究，他们从聚丙 烯纤维的阻燃方法和阻燃机理到阻燃聚丙烯母粒的试制、阻燃丙纶纺丝的工艺和设备等各方 面都做了大量的研究工作。另外，CN101481829A也公开了一种有色阻燃丙纶纤维及其制备 方法和应用。

CN 101812773A公开了一种汽车内饰件复合材料及其生产方法，该发明的生产方法是， 将原材料均匀混合，投入开松机内开松处理，之后梳理成形，再送入铺网机中交叉铺网，然 后送入针刺机中进行针刺成毡；将纤维毡浸入处理浆液中，浸润好的卷材经热风干燥后剪裁 成要求大小，放入模具中加热固化定型，脱模后可成型为复合板；复合板再经过平板加热软 化处理后，覆上一层面饰经产品模具进行冷压成型制得成品。

以上专利的方法，虽然制备了一种无毒、无污染的汽车内饰件复合材料，但是纤维毡需 经浆液处理，而且需要先剪裁好卷材放入固定模具中，加工工艺相对较复杂；复合板需要再 经平板加热软化处理才能覆上一层面饰制备出成品，增加了生产加工工序，大大提高了生产 成本。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种玻璃纤维/阻燃丙纶纤维轻质复 合板材，该板材具有良好的阻燃性能。

本发明的另一个目的是提供一种上述玻璃纤维/阻燃丙纶纤维轻质复合板材的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种玻璃纤维/阻燃丙纶纤维轻质复合板材，该复合板材包括以下组分和质 量百分含量：

玻璃纤维        40～60％，

阻燃丙纶纤维    40～60％。

所述的玻璃纤维为白色，长度为60～80mm。

所述的阻燃丙纶纤维为白色，长度为60～110mm。

本发明还提供了一种上述玻璃纤维/阻燃丙纶纤维轻质复合板材的制备方法，该方法包括 以下步骤：

(1)制备玻璃纤维/阻燃丙纶纤维复合毡；

(2)烘焙热压成型。

所述的制备玻璃纤维/阻燃丙纶纤维复合毡包括以下步骤：将质量百分含量为40～60％的 玻璃纤维和质量百分含量为40～60％的阻燃丙纶纤维均匀混合，进行开松处理，梳理成形，交 叉铺网，针刺成毡，辊压后制备得到玻璃纤维/阻燃丙纶纤维复合毡。

所述的开松处理进行2～3次。

所述的针刺成毡包括预针刺成毡和主针刺成毡。

所述的烘焙热压成型包括以下步骤：将步骤(1)制备得到的玻璃纤维/阻燃丙纶纤维复 合毡进行放卷引毡，第一次加热塑化，预压成型，第二次加热塑化，同胶膜和无纺布进行复 合成型，冷却，制成产品。

所述的放卷引毡的放卷速度与生产线速度同步，放卷速度为2-3.5mm/min。

所述的第一次加热塑化采用红外烘箱进行加热至温度为140-170℃。

所述的预压成型采用预压辊进行预压成型。

所述的第二次加热塑化采用电热丝烘箱进行加热至180-220℃。

本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明的玻璃纤维/阻燃丙纶纤维轻质复合板材作为汽车内饰件环保安全，阻燃丙纶纤维 的引入赋予轻质复合板材高阻燃性；加热变软，易于成型，加工工艺简单，能够提高生产效 率，节约生产成本；板材是由纤维成交叉铺网、针刺成毡而成的，因此该板材具有优良的综 合力学性能，通过本发明提供的技术，可以实现汽车零部件的轻量化。综上所述，本发明生 产的玻璃纤维/阻燃丙纶纤维复合轻质板材具有良好的阻燃型、成型加工性和优异的综合力学 性能适用于汽车内饰件材料。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

按照下面的重量称取原料(kg)：玻璃纤维50，阻燃丙纶纤维50；

生产该轻质复合板材的方法：图1为本发明的工艺流程示意图，以下结合图1对本实施 例进行说明。将50kg长度为60-80mm的白色玻璃纤维，和50kg长度为60-110mm的白色阻 燃丙纶纤维均匀混合；将混合好的纤维投入开送机进行开送处理，每次处理5-10min，反复 2-3次，然后送入大仓；将开松处理过的混合纤维输送至梳理机进行梳理成形，梳理后送入铺 网机中交叉铺网；将铺好的纤维网输送至预针刺机进行预针刺成毡；将预针刺好的毡继续送 入主针刺机进行主针刺，达到预定重量要求后常温经过辊压机辊压，制备玻璃纤维/阻燃丙纶 纤维复合毡卷材；

开启热压辊，上、下辊的温度分别恒定在115℃和135℃，开启电热丝烘箱和红外烘箱； 打开放卷机放卷引毡，放卷引毡的放卷速度与生产线速度同步，放卷速度为2.5mm/min左右； 第一次加热塑化，采用红外烘箱进行加热至温度为140-170℃；预压成型，采用预压辊进行预 压成型，第二次加热塑化，采用电热丝烘箱进行加热至200℃左右，升起热复合辊，将基毡 送入热复合辊中，待基毡拉平整后降下热复合辊，同时将胶膜和无纺布分别粘在基毡上下表 面上，将其一同送入热复合辊中；经水冷辊压冷却成板材，按照工艺单要求，剪裁成要求规 格的成品。性能测试结果见表1。

实施例2

按照下面的重量称取原料(kg)：玻璃纤维40，阻燃丙纶纤维60；

生产该轻质复合板材的方法：将40kg长度为60-80mm的白色玻璃纤维和60kg长度为 60-110mm的白色阻燃丙纶纤维均匀混合；将混合好的纤维投入开送机进行开送处理，每次处 理5-10min，反复2-3次，然后送入大仓；将开松处理过的混合纤维输送至梳理机进行梳理成 形，梳理后送入铺网机中交叉铺网；将铺好的纤维网输送至预针刺机进行预针刺成毡；将预 针刺好的毡继续送入主针刺机进行主针刺，达到预定重量要求后常温进过辊压机辊压，制备 玻璃纤维/阻燃丙纶纤维复合毡卷材；

开启热压辊，上、下辊的温度分别恒定在115℃和135℃，开启电热丝烘箱和红外烘箱； 打开放卷机放卷引毡，放卷引毡的放卷速度与生产线速度同步，放卷速度为2.5mm/min左右； 第一次加热塑化，采用红外烘箱进行加热至温度为140-170℃；预压成型，采用预压辊进行预 压成型，第二次加热塑化，采用电热丝烘箱进行加热至200℃左右，升起热复合辊，将基毡 送入热复合辊中，待基毡拉平整后降下热复合辊，同时将胶膜和无纺布分别粘在基毡上下表 面上，将其一同送入热复合辊中；经水冷辊压冷却成板材，按照工艺单要求，剪裁成要求规 格的成品。性能测试结果见表1。

实施例3

按照下面的重量称取原料(kg)：玻璃纤维60，阻燃丙纶纤维40；

生产该轻质复合板材的方法：将60kg长度为60-80mm的白色玻璃纤维和40kg长度为 60-110mm的白色阻燃丙纶纤维均匀混合；将混合好的纤维投入开送机进行开送处理，每次处 理5-10min，反复2-3次，然后送入大仓；将开松处理过的混合纤维输送至梳理机进行梳理成 形，梳理后送入铺网机中交叉铺网；将铺好的纤维网输送至预针刺机进行预针刺成毡；将预 针刺好的毡继续送入主针刺机进行主针刺，达到预定重量要求后常温进过辊压机辊压，制备 玻璃纤维/阻燃丙纶纤维复合毡卷材；

开启热压辊，上、下辊的温度分别恒定在115℃和135℃，开启电热丝烘箱和红外烘箱； 打开放卷机放卷引毡，放卷引毡的放卷速度与生产线速度同步，放卷速度为2.5mm/min左右； 第一次加热塑化，采用红外烘箱进行加热至温度为140-170℃；预压成型，采用预压辊进行预 压成型，第二次加热塑化，采用电热丝烘箱进行加热至200℃左右，升起热复合辊，将基毡 送入热复合辊中，待基毡拉平整后降下热复合辊，同时将胶膜和无纺布分别粘在基毡上下表 面上，将其一同送入热复合辊中；经水冷辊压冷却成板材，按照工艺单要求，剪裁成要求规 格的成品。性能测试结果见表1。

表1

从表1中可以看出采用本发明实施例工艺生产的轻质复合板材在拉伸强度、弯曲、冲击 强度、阻燃性能等方面均有良好的效果，作为汽车内饰件产品具有轻量化和节能环保安全等 突出优势。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉 本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应 用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技 术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范 围之内。