本申請(qǐng)涉及汽車頂棚，更具體地說，它涉及一種pet基材汽車頂棚及其制備工藝。
背景技術(shù)：
1、目前，在汽車行業(yè)，為了減輕車輛重量、提升燃油效率以及增強(qiáng)乘坐舒適感，廣泛采用了各種復(fù)合材料來制作車內(nèi)裝飾部件。其中，汽車頂棚作為重要組成部分之一，其材質(zhì)選擇不僅影響到車內(nèi)的美觀性和隔熱性能，還關(guān)乎整車的安全性和環(huán)保特性。近年來，隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)和技術(shù)的進(jìn)步，市場(chǎng)上出現(xiàn)了多種新型環(huán)保材料應(yīng)用于汽車頂棚的制造之中。
2、現(xiàn)有的汽車頂棚常用聚氨酯發(fā)泡材料作為芯層，但因?yàn)榫郯滨ケ旧黼y以降解且與其他材料粘結(jié)緊密不易分離處理，導(dǎo)致廢棄后的汽車頂棚成為了一種難處理的廢棄物，聚丙烯短纖維與玻璃纖維混合后，通過針刺制得的基材，二者混合后分離難度較高，上述常見的汽車頂棚在資源回收利用方面均有較大的限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了降低汽車頂棚回收利用的難度，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环Npet基材汽車頂棚及其制備工藝。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环Npet基材汽車頂棚，采用如下的技術(shù)方案：
3、一種pet基材汽車頂棚，包括依次復(fù)合的無紡布層、加強(qiáng)層、pet基層、加強(qiáng)層和面飾層，所述pet基層為pet發(fā)泡材料，所述加強(qiáng)層包括聚酯材料，單一加強(qiáng)層與pet基層的質(zhì)量比為(0.8-2):1。
4、通過采用上述技術(shù)方案，制得的汽車頂棚由pet發(fā)泡材料、聚酯材料、無紡布及少量增強(qiáng)劑組成，表層無紡布層去除后，材料中聚酯含量極高，能夠直接對(duì)其進(jìn)行回收利用，各層材料材質(zhì)統(tǒng)一，材料的回收難度降低，同時(shí)pet基層采用pet發(fā)泡材料，密度較低，使得制得的pet基材汽車頂棚具有較低的密度，聚酯材料形成的加強(qiáng)層覆于pet基層兩側(cè)，使得汽車頂棚具有良好的彎折強(qiáng)度和抗冷熱老化性，提高了汽車頂棚的性能、延長(zhǎng)其使用壽命的同時(shí)，使得汽車頂棚的回收難度較低，利于回收再利用。
5、優(yōu)選的，所述加強(qiáng)層材料為pet及其共聚物、pen及其共聚物、pctg及其共聚物、petg及其共聚物中的一種或多種，熱形變溫度≥80℃。
6、通過采用上述技術(shù)方案，加強(qiáng)層的主要材料為聚酯材料，能夠與pet基層進(jìn)行共同回收，無需進(jìn)行分離等操作，降低了回收難度和回收率。
7、優(yōu)選的，所述加強(qiáng)層還包括增強(qiáng)劑，所述增強(qiáng)劑在加強(qiáng)層中的添加量為2.83-6.56wt%，增強(qiáng)劑包括質(zhì)量比為(1.59-1.72):(0.85-1.06)的改性碳纖維和竹原纖維。
8、通過采用上述技術(shù)方案，纖維狀的改性碳纖維和竹原纖維形成增強(qiáng)劑與加強(qiáng)層中的聚酯材料進(jìn)行混合纏繞，有效提高了加強(qiáng)層的拉伸強(qiáng)度和抗彎折強(qiáng)度，利于提高汽車頂棚大的使用壽命，同時(shí)增強(qiáng)劑的添加量較少，不影響汽車頂棚輕量化和回收難度。
9、優(yōu)選的，所述改性碳纖維為包覆有氧化石墨烯的碳纖維。
10、通過采用上述技術(shù)方案，氧化石墨烯修飾后的碳纖維具有較高的比表面積，其表面較為粗糙，有利于提高改性碳纖維與聚酯材料的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)二者復(fù)合能夠有效提高加強(qiáng)層的力學(xué)性能和彎曲性能。
11、優(yōu)選的，所述改性碳纖維的制備方法：將氧化石墨烯超聲分散于n,n-二甲基甲酰胺中，制得氧化石墨烯分散液，將碳纖維超聲分散于丙酮中，70℃回流24h，洗滌，干燥后，添加至氧化石墨烯分散液中，使用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph為10后，采用電泳沉積，在電極距離1cm、30v電壓下運(yùn)行1h，離心、分離、干燥，制得改性碳纖維。
12、通過采用上述技術(shù)方案，通過電泳沉積的方法，將氧化石墨烯均勻沉積于碳纖維表面，實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯與碳纖維的接枝過程。
13、優(yōu)選的，所述氧化石墨烯分散液的濃度為0.25-0.31mg/ml，氧化石墨烯與碳纖維的質(zhì)量比為(0.34-0.42):(2.25-2.62)。
14、通過采用上述技術(shù)方案，控制氧化石墨烯分散液的濃度和氧化石墨烯與碳纖維的質(zhì)量比，從而有效控制氧化石墨烯在碳纖維表面的沉積接枝效果，利于氧化石墨烯的均勻沉積。
15、優(yōu)選的，所述氧化石墨烯分散于n,n-二甲基甲酰胺之前經(jīng)過以下處理：將氧化石墨烯超聲分散于n,n-二甲基甲酰胺中，制得氧化石墨烯懸浮液，將4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯與n,n-二甲基甲酰胺混合并升溫至60℃后，滴加氧化石墨烯懸浮液，并添加有機(jī)錫催化劑，保溫反應(yīng)8h，離心，分離，干燥。
16、通過采用上述技術(shù)方案，在氧化石墨烯表面接枝異氰酸酯基團(tuán)，聚酯材料含有較多的羥基和酯鍵，接枝處理后的氧化石墨烯能夠與聚酯材料進(jìn)行交聯(lián)，不僅能夠提高加強(qiáng)層的強(qiáng)度，同時(shí)利于提高pet基層與加強(qiáng)層之間的粘結(jié)強(qiáng)度。
17、優(yōu)選的，所述氧化石墨烯與4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為(0.45-0.54):(8.22-9.35)。
18、通過采用上述技術(shù)方案，控制氧化石墨烯與4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比，從而控制異氰酸酯基團(tuán)的接枝量。
19、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环Npet基材汽車頂棚的制備工藝，采用如下的技術(shù)方案：
20、一種pet基材汽車頂棚的制備工藝，包括以下步驟：將pet發(fā)泡材料作為pet基層，采用雙面淋膜的方式將加強(qiáng)層的原料復(fù)合于pet基層兩側(cè)，形成加強(qiáng)層，并在一側(cè)加強(qiáng)層上方覆蓋無紡布，形成無紡布層，再復(fù)合面飾層，模壓定型制得pet基材汽車頂棚。
21、通過采用上述技術(shù)方案，制得的pet基材汽車頂棚輕量化、具有較好的力學(xué)性能和回收性能。
22、綜上所述，本申請(qǐng)具有以下有益效果：
23、1、由于本申請(qǐng)中汽車頂棚由pet發(fā)泡材料、聚酯材料、無紡布及少量增強(qiáng)劑組成，表層無紡布層去除后，材料中聚酯含量極高，能夠直接對(duì)其進(jìn)行回收利用，各層材料材質(zhì)統(tǒng)一，材料的回收難度降低，同時(shí)pet基層采用pet發(fā)泡材料，密度較低，使得制得的pet基材汽車頂棚具有較低的密度，聚酯材料形成的加強(qiáng)層覆于pet基層兩側(cè)，使得汽車頂棚具有良好的彎折強(qiáng)度和抗冷熱老化性，提高了汽車頂棚的性能、延長(zhǎng)其使用壽命的同時(shí)，使得汽車頂棚的回收難度較低，利于回收再利用。
24、2、本申請(qǐng)中纖維狀的改性碳纖維和竹原纖維與加強(qiáng)層中的聚酯材料進(jìn)行混合纏繞，同時(shí)增強(qiáng)劑的添加量較少，在不影響汽車頂棚輕量化和回收難度的同時(shí)，能夠有效提高加強(qiáng)層的強(qiáng)度，進(jìn)而提高了汽車頂棚的強(qiáng)度。
25、3、本申請(qǐng)中氧化石墨烯修飾后的碳纖維具有較高的比表面積，其表面較為粗糙，有利于提高改性碳纖維與聚酯材料的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)二者復(fù)合能夠有效提高加強(qiáng)層的力學(xué)性能和彎曲性能。
1.一種pet基材汽車頂棚，其特征在于：包括依次復(fù)合的無紡布層、加強(qiáng)層、pet基層、加強(qiáng)層和面飾層，所述pet基層為pet發(fā)泡材料，所述加強(qiáng)層包括聚酯材料，單一加強(qiáng)層與pet基層的質(zhì)量比為(0.8-2):1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pet基材汽車頂棚，其特征在于：所述加強(qiáng)層材料為pet及其共聚物、pen及其共聚物、pctg及其共聚物、petg及其共聚物中的一種或多種，熱形變溫度≥80℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pet基材汽車頂棚，其特征在于：所述加強(qiáng)層還包括增強(qiáng)劑，所述增強(qiáng)劑在加強(qiáng)層中的添加量為2.83-6.56wt%，增強(qiáng)劑包括質(zhì)量比為(1.59-1.72):(0.85-1.06)的改性碳纖維和竹原纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種pet基材汽車頂棚，其特征在于：所述改性碳纖維為包覆有氧化石墨烯的碳纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種pet基材汽車頂棚，其特征在于：所述改性碳纖維的制備方法：將氧化石墨烯超聲分散于n,n-二甲基甲酰胺中，制得氧化石墨烯分散液，將碳纖維超聲分散于丙酮中，70℃回流24h，洗滌，干燥后，添加至氧化石墨烯分散液中，使用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph為10后，采用電泳沉積，在電極距離1cm、30v電壓下運(yùn)行1h，離心、分離、干燥，制得改性碳纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種pet基材汽車頂棚，其特征在于：所述氧化石墨烯分散液的濃度為0.25-0.31mg/ml，氧化石墨烯與碳纖維的質(zhì)量比為(0.34-0.42):(2.25-2.62)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種pet基材汽車頂棚，其特征在于：所述氧化石墨烯分散于n,n-二甲基甲酰胺之前經(jīng)過以下處理：將氧化石墨烯超聲分散于n,n-二甲基甲酰胺中，制得氧化石墨烯懸浮液，將4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯與n,n-二甲基甲酰胺混合并升溫至60℃后，滴加氧化石墨烯懸浮液，并添加有機(jī)錫催化劑，保溫反應(yīng)8h，離心，分離，干燥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種pet基材汽車頂棚，其特征在于：所述氧化石墨烯與4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為(0.45-0.54):(8.22-9.35)。
9.權(quán)利要求1-8任一所述的一種pet基材汽車頂棚的制備工藝，其特征在于：包括以下步驟：將pet發(fā)泡材料作為pet基層，采用雙面淋膜的方式將加強(qiáng)層的原料復(fù)合于pet基層兩側(cè)，形成加強(qiáng)層，并在一側(cè)加強(qiáng)層上方覆蓋無紡布，形成無紡布層，再復(fù)合面飾層，模壓定型制得pet基材汽車頂棚。