一种汽车顶棚复合布及其制备工艺的制作方法

本发明涉及汽车内饰用无纺布复合材料领域，特别是涉及一种汽车顶棚复合布及其制备工艺。

背景技术：

1、近年来无纺布在汽车中的应用越来越广泛,无纺布常做成gmt材料，gmt材料易热塑定型，布面均匀，耐热和易成型，常应用于汽车顶棚覆盖材料、汽车地板革等汽车内饰材料。

2、顶棚复合布是汽车整车顶棚的重要组成部分,它的主要作用是提高车内的装饰性，随着汽车制造业在向经济型、舒适型发展的同时,也朝着安全性方向发展,即除了要求汽车本身具有很高的安全性能外,同时对汽车内饰材料的功能性提出了更多、更高的要求，要求汽车顶棚复合布具有阻燃隔热、防紫外线﹑等特殊功能。然而，目前汽车顶棚复合布不仅隔热性能差，而且其阻燃性能也不能满足先行汽车高的安全性能的要求。

技术实现思路

1、为了改善现有汽车顶棚复合布隔热及阻燃性能差的问题，本技术提供了一种汽车顶棚复合布及其制备工艺。

2、第一方面，本技术提供一种汽车顶棚复合布，采用如下的技术方案：

3、一种汽车顶棚复合布包括质量比为1：(2-7)的无纺布层及隔热阻燃层；

4、所述无纺布层由阻燃涤纶纤维经热压制备得到，所述阻燃涤纶纤维具有皮芯结构，所述芯层与皮层的质量比为(0.5-2.5)：1；

5、所述隔热阻燃层的原料包括质量比为2：(1-5)的基布层及玻璃纤维，所述基布层是由质量比为(3.5-9):1的阻燃涤纶短纤维与聚乙烯醇纤维热压制备得到，所述玻璃纤维通过聚氨酯热熔胶复合于基布层上，制备得到隔热阻燃层；

6、所述无纺布层通过聚氨酯热熔胶复合于隔热阻燃层的基布层上，制备得到汽车顶棚复合布，所述汽车顶棚复合布中聚氨酯热熔胶的用量为50-90g/m3；

7、所述聚氨酯热熔胶的原料包括异氰酸物质、羟基物质、阻燃剂、光屏蔽剂、有机溶剂及催化剂；

8、所述聚氨酯热熔胶的制备步骤如下：

9、将异氰酸物质及催化剂加入羟基物质、阻燃剂、光屏蔽剂及有机溶剂组成的混合物中，反应后制备得到聚氨酯热熔胶，所述羟基物质为二元醇及壳聚糖的混合物，有机溶剂为乙酸乙酯，催化剂为二月桂酸二丁基锡。

10、通过聚氨酯热熔胶复合使得无纺布层及隔热阻燃层连接成为一个整体，隔热阻燃层中玻璃纤维未不燃材料，遇高温会融化吸收热量，进而对高温进行阻隔，与无纺布层中阻燃涤纶纤维的阻燃性能相互协同，使得汽车顶棚复合布具有良好的隔热效果及阻燃效果。

11、通过优选聚氨酯热熔胶的用量，使得汽车顶棚复合布的各层之间有良好的粘结性能，使得汽车顶棚复合布的各层相互协同具有优异的隔热及阻燃效果；优化聚氨酯热熔胶的用量，使得无纺布热熔胶具有优异的剥离性能；另一方面，聚氨酯热熔胶的热熔性能，使得汽车顶棚复合布在高于热熔胶熔点的温度下，处于熔融状态，便于汽车顶棚复合布热成型，优选聚氨酯热熔胶的用量，使得聚氨酯热熔胶很好将玻璃纤维包裹，使得热成型后汽车顶棚复合布的表面光滑，转折的位置线条流畅。

12、优选的，所述隔热阻燃层的原料还包括预氧化纤维及隔热层；

13、所述预氧化纤维与玻璃纤维的质量比为(0.5-0.9)：1，所述预氧化纤维与玻璃纤维混合后经聚氨酯热熔胶复合于基布层上形成复合玻纤层；

14、所述隔热层经聚氨酯热熔胶复合于隔热阻燃层的基布层上；所述隔热层由质量比为(2-3):1的黑色阻燃涤纶纤维及白色天丝纺织制得；

15、所述隔热阻燃层中基布层、复合玻纤层及隔热层的质量比2：(1-5)：1。

16、通过采用上述技术方案，在汽车顶棚复合布中添加预氧化纤维搭配玻璃纤维使用，玻璃纤维对车顶棚发射的红外线进行反射，而预氧化纤维对未反射的红外线转化成的热量进行吸收，预氧化纤维与玻璃纤维搭配使用进一步提升了汽车顶棚复合布的隔热。

17、汽车顶棚复合布还包括隔热层，隔热层由黑色阻燃涤纶纤维及白色天丝纺织制得，隔热层中白色天丝反射光波及黑色阻燃涤纶纤维将光波转化为热量，隔热层由黑色阻燃涤纶纤维对光波转化的热量进行吸收，进一步减少汽车顶棚复合布中的红外线及减少进入车内的热量；进入汽车顶棚复合布中的红外线经复合玻纤层及隔热层几次反射及吸收，使得汽车顶棚复合布具有优异的隔热效果。

18、预氧化纤维的与玻璃纤维配伍使用及与阻燃涤纶纤维协同作用，进一步提升汽车顶棚复合布的阻燃效果。

19、优选的，所述汽车顶棚复合布还包括防紫外线层，所述防紫外线层通过聚氨酯热熔胶复合于隔热阻燃层的隔热层上；所述防紫外线层为由质量比为(1-4):1的抗紫外锦纶纤维及阻燃涤纶纤维纺织制得；

20、所述无纺布层、隔热阻燃层及防紫外线层的质量比为1：(2-7)：1。

21、通过上述技术方案，汽车顶棚复合布还包括防紫外线层，防紫外线层中的抗紫外锦纶纤维使得汽车顶棚复合布具有吸收紫外线的功能，降低车内紫外线的含量，进一步降低车内紫外线带来的热量，增强车内的舒适感。

22、本技术中汽车顶棚复合布通过设置隔热阻燃层协同聚氨酯热熔胶中的光屏蔽剂及防紫外线层及无纺布层使得车顶棚发射的红外线经多次反射及吸收使得车顶棚复合布具有隔热效果；本技术中汽车顶棚复合布通过设置隔热阻燃层、聚氨酯热熔胶中的阻燃剂、无纺布层及防紫外线层中的阻燃涤纶纤维配伍使用，使得汽车顶棚复合布具有优异的隔热性能的同时具有良好的阻燃效果。

23、另外，基布层中添加天丝及防紫外线层添加锦纶纤维，增强热熔型聚氨酯与基布层与防紫外线层之间的粘结力，进而增强汽车顶棚复合布整体的协同效果及剥离强度。

24、优选的，所述二元醇为聚四氢呋喃醚二醇及聚环氧丙烷醚二醇中的一种或两种的混合物，所述羟基物质中壳聚糖与二元醇的摩尔比为(0.1-0.3)：1。

25、通过采用上述技术方案，二元醇选用含有醚键的二元醇，增强阻燃剂及光屏蔽剂在聚氨酯热熔胶中的分散性及增强聚氨酯热熔胶粘结力；另外，优化二元醇与壳聚糖的质量比，提高阻燃剂及光屏蔽剂在聚氨酯热熔胶中的分散性。

26、优选的，所述异氰酸物质为二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯，所述异氰酸物质与二元醇的摩尔比为(2-5)：1。

27、通过采用上述技术方案，优化异氰酸酯物质及优化异氰酸物质的异氰酸基团与羟基物质的羟基基团的摩尔比，提高制备得到的聚氨酯热熔胶与汽车顶棚复合布中的无纺布层、基布层、隔热阻燃层、隔热层及防紫外线层之间的结合力及协同性能。

28、优选的，所述阻燃剂为聚磷酸铵、双氰胺、硼酸锌及氢氧化铝中至少一种；所述光屏蔽剂为硅酸镁铝、红外线吸收剂ir880中至少一种；所述聚氨酯热熔胶中阻燃剂的质量占比为4-12％，所述聚氨酯热熔胶中光屏蔽剂的质量占比为3-10％。

29、通过采用上述技术方案，优选阻燃剂及光屏蔽剂及优化阻燃剂及光屏蔽剂的用量，使得阻燃剂及光屏蔽剂在聚氨酯热熔胶中有较好的分散性及相互协同效果，进而增强聚氨酯热熔胶及汽车顶棚复合布的隔热性能及阻燃性能。

30、优选的，所述阻燃剂由质量比为(0.5-1.6)：1的聚磷酸铵及氢氧化铝组成；所述光屏蔽剂由质量比为(0.4-1.2)：1的硅酸镁铝及红外线吸收剂ir880组成。

31、通过采用上述技术方案，设置有机阻燃剂及无机阻燃剂配伍使用，提高聚氨酯热熔胶的阻燃性能；通过设置有机光屏蔽剂及无机光屏蔽剂配伍使用，提高聚氨酯热熔胶对红外线的吸收及提升汽车顶棚复合布的隔热性能。

32、阻燃剂选择聚磷酸铵及氢氧化铝配伍使用，设置氢氧化铝与壳聚糖络合及优化聚磷酸铵及氢氧化铝的用量，三者相互协同提高阻燃剂在聚氨酯热熔胶中的分散性，及提高聚氨酯热熔胶以及汽车顶棚复合布的阻燃性能。

33、选择硅酸镁铝及红外线吸收剂ir880配伍使用，设置氢硅酸镁铝与壳聚糖络合及优化硅酸镁铝及红外线吸收剂ir880的用量，三者相互协同提高光屏蔽剂在聚氨酯热熔胶中的分散性，及提高聚氨酯热熔胶以及汽车顶棚复合布的隔热性能。

34、第二方面，本技术提供一种汽车顶棚复合布的制备工艺，采用如下的技术方案：

35、一种汽车顶棚复合布的制备工艺，包括如下制备步骤：

36、聚氨酯热熔胶的制备：将乙酸乙酯溶剂、羟基物质、阻燃剂及光屏蔽剂混合均匀，在混合温度40-80℃、转速200r/min的条件下混合1h，然后加入异氰酸物质及二月桂酸二丁基锡，在反应温度65-90℃、搅拌转速300r/min的条件下反应8-14h制得聚氨酯热熔胶；

37、无纺布层的制备：无纺布层由阻燃涤纶纤维经热轧辊，在200±3℃，的条件下热压制得；基布层的制备：将阻燃涤纶短纤维及聚乙烯醇短纤维梳理成网后经过热轧辊热轧制备得到，所述热轧辊的温度为200±3℃；

38、隔热阻燃层的制备：在基布层上涂覆聚氨酯热熔胶，再将玻璃纤维铺设于聚氨酯热熔胶上，经热压后制备得到隔热阻燃层，热压温度为140-170℃；

39、汽车顶棚复合布的制备：将无纺布层、聚氨酯热熔胶及隔热阻燃层依次层叠设置，然后在140-170℃的条件下热压，制备得到的汽车顶棚复合布。

40、优选的，聚氨酯热熔胶的熔点为130-140℃。

41、通过采用上述技术方案，将无纺布层及隔热阻燃层通过聚氨酯热熔胶粘结复合，使得无纺布层及隔热阻燃层成为一个整体，增强无纺布层及隔热阻燃层之间的协同性能，使得汽车顶棚复合布具有优异的隔热、阻燃及力学性能。

42、优选的，所述隔热阻燃层的原料还包括预氧化纤维及隔热层；

43、隔热层制备：由黑色阻燃涤纶纤维及白色天丝纺织制得；

44、隔热阻燃层的制备：在基布层上涂覆聚氨酯热熔胶，再将预氧化纤维与玻璃纤维混合后铺设于聚氨酯热熔胶上，然后依次涂覆聚氨酯热熔胶及铺设隔热层后，经热压制备得到隔热阻燃层，热压温度为140-170℃；

45、所述汽车顶棚复合布还包括防紫外线层；

46、防紫外线层的制备：由抗紫外锦纶纤维为经纱，阻燃涤纶纤维为纬纱，经纺织制得；

47、汽车顶棚复合布的制备：将无纺布层、聚氨酯热熔胶、隔热阻燃层、聚氨酯热熔胶及防紫外线层依次层叠设置，然后在140-170℃的条件下热压，制备得到的汽车顶棚复合布。

48、通过采用上述技术方案，将无纺布层及隔热阻燃层通过聚氨酯热熔胶粘结复合，使得无纺布层及隔热阻燃层成为一个整体，增强无纺布层及隔热阻燃层之间的协同性能，使得汽车顶棚复合布具有优异的隔热、阻燃及力学性能。

49、可选的，所述隔热阻燃层中的预氧化纤维在汽车顶棚复合布使用之前，使用表面处理液对预氧化纤维进行表面处理，所述表面处理液中硫酸的质量百分比为20％，氯化铁的质量百分比为15％，处理温度为40℃。

50、通过采用上述技术方案，将预氧化纤维表面经过处理后，使得预氧化纤维表面的亲水基团增加，增强预氧化纤维与聚氨酯热熔胶之间的结合力，进而增强汽车顶棚复合布的隔热及力学性能。

51、综上所述，本技术具有以下有益效果：

52、1、一种汽车顶棚复合布为由无纺布层、聚氨酯热熔胶、隔热阻燃层、聚氨酯热熔胶及防紫外线层依次层叠设置，经热压后制备得到，其中，隔热阻燃层包括复合玻纤层、基布层及隔热层，聚氨酯热熔胶的制备原料包括异氰酸物质、羟基物质、阻燃剂及光屏蔽剂、有机溶剂及催化剂；通过聚氨酯热熔粘结使得汽车顶棚复合布的无纺布层、隔热阻燃层及防紫外线层成为一个整体，各层功能上彼此协同，使得汽车顶棚复合布具有优异的隔热及阻燃性能。

53、2、通过设置在聚氨酯热熔胶中通过无机阻燃剂搭配有机阻燃剂配伍使用，在隔热阻燃层中添加预氧化纤维与玻璃纤维配伍使用；通过在汽车顶棚复合布中设置无纺布层、隔热阻燃层及防紫外线层，使汽车顶棚复合布的各层之间功能上相辅相成，进而进一步增强汽车顶棚复合布的隔热及阻燃性能。

54、3、本技术通过壳聚糖络合无机阻燃剂及无机光屏蔽剂，改善了使得无机阻燃剂及无机光屏蔽剂在聚氨酯热熔胶的分散性，进一步优化汽车顶棚复合布的隔热及阻燃性能。