[发明专利]一种用于汽车外饰的轻质高强化塑料片材及制备方法

说明书

本发明涉及复合塑料材料领域，公开了一种用于汽车外饰的轻质高强化塑料片材及制备方法。包括如下制备过程：（1）将陶瓷纤维与高模量的碳纤维以质量比1:1混合均匀，制备成片状纤维框架；（2）将纤维框架浸渍热塑性材料；（3）在浸渍后的片材上下表面粘结蜂窝状橡胶层，通过钢带压机施加压力，制成表面光滑的多层结构的复合片材，即用于汽车外饰的轻质高强化塑料片材。本发明制得的轻质高强化塑料片材与普通汽车复合材料相比，通过三维网状纤维的作用，以及热塑性塑料及非连续纤维增强复合材料的紧密结合，强度显著提高，重量有效降低，实现了轻质高强化，并且制备工艺简单，操作方便，具有极佳应用前景。

技术领域

本发明涉及复合塑料材料领域，公开了一种用于汽车外饰的轻质高强化塑料片材及制备方法。

背景技术

当今世界，科技日新月异，但随之带来是生存环境的恶化及能源危机持续升级，节能减排逐渐成为新趋势。社会生活水平的提高，汽车已成为大众化行车工具。由于消费者节能减排意识的增强，低油耗车辆逐渐成为选择的重要因素，这使车企更加重视车辆的节能性，而车身重量是其重要的影响因素，因此车身轻量化已正成为汽车节能的重要考察因素。

针对各种类型车的大量试验结果表明，车辆的油耗与汽车的质量呈线性关系。因此，通过降低汽车自重，即通过轻量化的手段来降低油耗，成为汽车行业最为热门的研究课题。车身轻量化途径包括车身设计、材料技术与制造技术三个方面，关键是材料的轻量化。目前车身应用材料，主要以钢板、铝合金及树脂基纤维增强复合材料三大类。大量地使用复合材料替代传统的纯金属，是汽车轻量化的一个重要手段，也是最重要的手段之一。

根据塑料复合材料的特点，塑料在汽车上的应用可分为三大类型：热塑型塑料，如聚丙烯塑料，聚乙烯，聚丙烯腈－丁二烯－苯乙烯等；热固性塑料，如聚氨酯等，和以塑料为基体进行纤维增强的复合材料；增强纤维包括玻纤，碳纤及天然植物纤维等。这些塑料复合材料在汽车上的应用有内饰件，外覆盖件或外装件以及一些结构件和功能件，汽车上应用塑料的种类很多，其研究和应用已取得一定成果。

中国发明专利申请号201520693714.5公开了一种汽车前围上盖板用复合片材，包括基体树脂与纤维布层，基体树脂与纤维布层合为一体，纤维布层上涂布有基体树脂；纤维布层包括经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束相互交叉成网状，经向玻璃纤维束与纬向碳纤维束均有3000~5000根纤维丝捻合而成。该片材质轻环保，可有效解决现存在的热塑性塑料及非连续纤维增强复合材料的强度不足问题。

中国发明专利申请号201320414177.7公开了一种汽车用复合装饰板，由装饰面层、硬质聚氨酯泡沫层和增强层复合而成，装饰面层与增强层之间通过硬质聚氨酯泡沫层固化粘接为一体。装饰面层为由PMMA树脂、颜色层和ABS树脂复合制成的多层复合板。增强层为由玻璃纤维或聚酯纤维与ABS或PET树脂涂覆辊压制成的复合片材。该汽车用复合装饰板通过硬质聚氨酯泡沫层将装饰层及增强层粘接为一体，其中装饰层可提供高光泽度、不同颜色等表面效果和优良的耐候性，硬质聚氨酯泡沫层质轻可起到缓冲作用，增强层则有利于提高整体强度，具有轻质、免涂装的优势。

根据上述，现有方案中用于汽车的轻量化复合材料的轻量化效果不佳，强度不高，同时目前复合材料一般采用多层复工艺合，无法达到良好的轻质化改性，效果不明显，对塑料使用量巨大的汽车而言，重量降低不明显，同时，银热塑性塑料及非连续纤维之间粘合不足，导致复合材料的强度较低，工艺复杂而成本加高，本发明提出一种用于汽车外饰的轻质高强化塑料片材及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容

目前应用较广的汽车轻量化材料存在轻质化效果不佳，重量较高，强度较低，并且传统的多层复合工艺过程复杂，效果难以控制。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于汽车外饰的轻质高强化塑料片材的制备方法，制备的具体过程为：