[0001] 本发明属于新型工业材料加工技术领域，特别涉及多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料及其制备方法。

[0002] 如今我国已成为世界上最大的汽车产销国，2016年汽车产销量已突破2500万辆。汽车行业已成为我国国民经济发展的支柱产业，而且，发展前景方兴未艾，尤其是轻体复合增强汽车内装饰材料，越来越呈现出良好的发展势头。汽车内装饰材料已成为汽车性价比的重要因素，直接影响着汽车的市场竞争力和生命力。汽车内装饰材料正逐渐朝着多功能型、智能化、高科技方向发展，这就要求生产汽车内装饰材料的原材料要具有高科技含量，要具有多功能性、智能化。聚丙烯短纤维在热塑性和热固性汽车内装饰材料中占有主导地位，尤其是聚丙烯纤维与玻璃纤维复合轻体增强材料，在汽车内装饰材料中，用量越来越大。聚丙烯最大的优点是比重小，是合成纤维当中最轻的，刚性和弹性好，而且熔点低，非常适合加工轻体复合增强汽车内装饰材料。玻璃纤维具有良好的阻燃性、强度高、刚性和弹性好，价格便宜，是汽车内装饰材料理想的原材料。利用聚丙烯纤维比重小，弥补玻璃纤维比重较大，利用聚丙烯的低熔点性能，在低温条件下将玻璃纤维网粘合在一起，形成热塑性汽车内装材料，根据不同形状要求再加热模压成热固型各种汽车零部件。聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料，在汽车工业中发挥了重要的作用。例如，汽车顶棚、汽车门板内衬、汽车前翻板、后翻板、衣帽架、轮背罩、地毯底布、后座椅内衬板等等。聚丙烯是替代酚醛树脂加工玻璃纤维板复合增强材料的最理想材料，所以聚丙烯短纤维被广泛应用在新型轻体复合增强汽车内装饰材料中。聚丙烯短纤维可以根据不同用途，利用生产工艺参数的变化，使其具有较高强度和较大伸长率。例如，生产玻璃纤维板需要聚丙烯短纤维伸长率大一些，从而，弥补玻璃纤维伸长率低的不足，这样，在玻璃纤维板模压成复杂形状时不会出现劈裂现象，但是，由于聚丙烯的内部结构所决定，提高伸长率是有一定局限性的。

[0003] 本发明的目的是采用多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维为原料，利用针刺法非织造布生产工艺，加工制成多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料。

[0004] 多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

[0005] 步骤一、纤维开包混合

[0006] 按重量百分比计，取15％～35％的多功能聚丙烯纤维与65％～85％的玻璃纤维为纤维原材料，纤维原材料经过开松机粗齿轮滚筒进行粗开松，粗开松后的纤维经过细齿滚筒进行精开松，获得松散纤维；松散纤维通过输送管道进入到大仓混棉机中，进行纤维混合；

[0007] 步骤二、梳理

[0008] 将所述步骤一中经大仓混棉机充分混合的纤维经气流输送到气压定量给棉机，混合纤维通过压力输送到梳理机，梳理至形成单层纤维网，并由道夫和剥棉罗拉将纤维网送入由三对滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致；

[0009] 步骤三、铺网

[0010] 将步骤二中纤维网通过输出帘喂入到铺网机，铺网机根据工艺要求将纤维网铺成厚度为8mm～25mm；

[0011] 步骤四、预针刺

[0012] 将所述步骤三中获得的纤维网通过输出帘喂入到针刺机，进行针刺处理，获得具有厚度为5mm～20mm、强度为大于50N的多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料；

[0013] 步骤五、主针刺

[0014] 重复针刺处理步骤，2～3次，得到具有厚度为5mm～20mm、强度为大于70N的多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料；

[0015] 步骤六、切边、收卷及包装

[0016] 将所述步骤五获得的成品多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料利用分切机进行横向分切，在将经横向分切后的多将功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料卷曲成卷，利用塑包机进行塑封。

[0017] 一种由所述的多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料制备方法制备的多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料。

[0018] 通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明提出了一种多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料及其制备方法，按重量百分比计，本发明采用15％～35％的多功能聚丙烯纤维与65％～85％的玻璃纤维为纤维原材料，利用针刺法非织造布生产工艺，制成多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料，其作为功能型轻体复合增强汽车内装饰材料与传统的聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料相比，仅就吸音降噪功能，吸音系数可以提高60％～70％；伸长率可以提高120％，可加工成更加复杂形状的汽车零部件，而且不会出现底部劈裂现象；同时还弥补了聚丙烯自身的不足，增强了耐疲劳抗老化性能，也提高了热固性加工的韧性功能，多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料作为功能型轻体复合增强汽车内装饰材料，与同样厚度产品相比可以减轻10％～20％，实现更进一步的轻体化。
附图说明

[0019] 以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

[0020] 图1为本发明多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料制备方法的工艺流程示意图。

[0021] 如图1所示，本发明提出了一种多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

[0022] 步骤一、纤维开包混合

[0023] 按重量百分比计，取15％～35％的多功能聚丙烯纤维与65％～85％的玻璃纤维为纤维原材料，纤维原材料经过开松机粗齿轮滚筒进行粗开松，粗开松后的纤维经过细齿滚筒进行精开松，获得松散纤维；松散纤维通过输送管道进入到大仓混棉机中，进行纤维混合；

[0024] 步骤二、梳理

[0025] 将所述步骤一中经大仓混棉机充分混合的纤维经气流输送到气压定量给棉机，混合纤维通过压力输送到梳理机，梳理至形成单层纤维网，并由道夫和剥棉罗拉将纤维网送入由三对滚筒组成的杂乱装置，使纤维网纵横向强度趋于一致；

[0026] 步骤三、铺网

[0027] 将步骤二中纤维网通过输出帘喂入到铺网机，铺网机根据工艺要求将纤维网铺成厚度为8mm～25mm；

[0028] 步骤四、预针刺

[0029] 将所述步骤三中获得的纤维网通过输出帘喂入到针刺机，进行针刺处理，获得具有厚度为5mm～20mm、强度为大于50N的多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料；

[0030] 步骤五、主针刺

[0031] 重复针刺处理步骤，2～3次，得到具有厚度为5mm～20mm、强度为大于70N的多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料；

[0032] 步骤六、切边、收卷及包装

[0033] 将所述步骤五获得的成品多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料利用分切机进行横向分切，在将经横向分切后的多将功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料卷曲成卷，利用塑包机进行塑封。

[0034] 按重量百分比计，本发明采用15％～35％的多功能聚丙烯纤维与65％～85％的玻璃纤维为纤维原材料，利用针刺法非织造布生产工艺，制成功能型轻体复合增强汽车内装饰材料，具体利用改性硅藻土与聚丙烯熔融共混，制成多功能聚丙烯母粒，以多功能聚丙烯母粒纺丝制得多功能聚丙烯纤维，

[0035] 其中多功能聚丙烯母粒的制备方法包括以下步骤：

[0036] 步骤一、改性硅藻土的制备

[0037] 以重量百分数计，取0.5％～2.0％铝酸酯偶联剂、0.5％～1.0％工业盐及97％～99％硅藻土喂入高速混炼机，在高速混炼机中以800转/分～1000转/分的转速进行混合，混合时间为20分钟～30分钟，混合后自然冷却到常温，得到改性硅藻土；

[0038] 步骤二、将经步骤一制得的改性硅藻土和聚丙烯按照配方比例喂入搅拌机中进行混合，得到混料，其中所述的配方比例以重量百分数计，由以下原料组成：20％改性硅藻土和80％聚丙烯；

[0039] 步骤三、将步骤二得到的混料通过气流输送到造粒机经熔融混炼后由双螺杆挤出得到直径为3mm的丝条；

[0040] 步骤四、经步骤三得到的丝条首先通过热水浴进行缓慢冷却，热水浴的温度为85℃～105℃，然后进入温水浴冷却，温水浴温度为45℃～65℃，最后进入到冷水浴进行冷却，冷水浴温度为5℃～10℃，水浴后经过丝条切断刀将丝条切断成长度为3mm，从而制得聚丙烯母粒。

[0041] 多功能聚丙烯纤维的生产工艺包括以下步骤：

[0042] 步骤一、取聚丙烯母粒，在90℃条件下，干燥4小时，所述聚丙烯母粒是由按重量百分数计5％～20％改性硅藻土和80％～95％聚丙烯熔融共混制得，其中改性硅藻土以重量百分数计由以下原料组成：0.5％～2.0％铝酸酯偶联剂、0.5％～1.0％工业盐及97％～99％硅藻土；

[0043] 步骤二、将经步骤一干燥后的聚丙烯母粒加入到熔融螺杆A中作为皮层，将聚丙烯切片加入熔融螺杆B中作为芯层，皮层和芯层按照质量百分比50：50加入到纺丝机计量泵中，加热熔融、过滤后经喷丝板挤出得到纤维，纤维成型后经过纺丝油剂槽上油棍、三道牵伸机、第一道定型机、卷曲机后得到纤维束，将上述纤维束通过第二道定型机、纤维整形机、切断机、纤维整理机及打包机，得到多功能聚丙烯纤维；

[0044] 所述的加入熔融螺杆A中的聚丙烯母粒的熔融指数为68g/10min，加入熔融螺杆B中的聚丙烯切片的熔融指数为32g/10min。

[0045] 本发明提出的制备方法制备的多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料，作为一种功能型汽车内饰材料，具有多功能性，例如；抗老化性、韧性、吸甲醛功能、吸异味、除臭、释放负氧离子、呼吸调湿、净化空气功能、耐热阻燃、杀菌消毒、吸光消光、吸音降噪功能等等。多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维复合材料，可以使汽车内装饰材料的吸音系数提高60％～70％；同样厚度的汽车内装饰材料重量可以减轻10％～20％，从而，使轻体复合增强汽车内装饰材料的技术应用性能又提高一个档次，生产技术水平又迈上了一个更高的台阶。这种多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维针刺复合材料，将使轻体复合增强汽车内装饰材料更加具有功能性、智能化，它将使汽车内装饰材料行业发生巨大的变革，它将引领汽车内装饰材料逐步向着高科技、多功能性、智能化方向发展。其社会效益和经济效益都是非常显著的，多功能聚丙烯纤维与玻璃纤维这种复合材料的应用空间巨大，发展前景是十分乐观的。