红衣陶土复合材料在汽车内饰造型应用研究

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　　摘要：木塑是以木材為原料，经过适当的处理使其与各种塑料，通过不同的复合方法生成的复合材料，本研分析了木塑复合材料在汽车内饰领域的应用缺陷，通过添加红衣陶土的方法制备了增强型木塑复合材料，考察了该材料的性能增强情况。因其具有热塑性好，易成型，便于二次加工性，能重复使用和回收再利用等优点，更适合应用于汽车制造行业。
　　关键词：木塑复合材料;红衣陶土;增强型;汽车内饰
　　1引言
　　美国早在几十年前就开始了木塑复合挤出，20世纪90年代以来，北美、欧洲的许多国家对木塑复合材料已进行了大量的研究，2002年消费的木塑复合材料达到68万吨，每年以14%和19%的速度增长。在汽车工业用天然纤维填充塑料方面，欧洲在世界上是领先的，但在木填充材料方面，德国落后于美国、日本。日本EIN Engineering公司生产抗菌木塑复合材料专利技术过硬，其中汽车和家具等领域应用占20%。意大利Bausano公司和ICMA San Giotto公司在20世纪70年代便开始从事木粉填充塑料配混料加工设备工作，并用异向锥型双螺杆机生产50%木粉和50%PP的热成型板材。美国Davis Standard、KruppW&P等公司也生产塑木加工用同向双螺杆挤出机。
　　近年来，木塑板材以其合理的价位和合适的性能，在汽车内装饰材料方面应用增多，如汽车的门板、座椅、承重地板、仪器底板、搁架、承重地板和驾驶室背板等。
　　2木塑复合材料汽车内饰应用缺陷
　　木塑复合材料具有硬度高、刚性好等特点;同时具有优良的物理性，比木材尺寸稳定性好;具有热塑性塑料的加工性;还具有木材的二次加工性;木塑复合材料是一种能重复使用和回收再利用，也可生物降解，对环境友好型材料。但在汽车内饰制品应用中性能不利因素包括：
　　2.1耐老化性能不够
　　由于PVC在强光热条件下易分解，耐臭氧性、耐水性、耐候性不高。所以导致汽车内饰产品的强度和色牢度也很不好，应用寿命有限。
　　2.2韧性不好及导热性差
　　木塑的韧性低于塑料母体或树脂，导热性差，冷却定型比较困难，加工设备或模具需要作相应调整和改造以满足加工要求。
　　2.3易燃
　　木塑复合材料属于易燃材料，限制了汽车内饰制品的应用范围。
　　2.4承受冲击或加载结构
　　亲水性的木粉（如木纤维）和疏水性的塑料之间的粘结力很小，导致汽车内饰制品的力学强度较低，脆性大，冲击强度低。
　　3红衣陶土增强木塑复合材料
　　为扩大木塑汽车内饰制品相应的应用范围，针对以上缺陷，可在配方中加入红衣陶土，提高木塑产品的强度，使它的拉伸弹性模量和弯曲弹性模量得到提高，但其耐冲击性和延展性、脆性和密度没有得到大的改善。
　　3.1配方设计
　　红衣陶土+木纤维+热塑性树脂（PE）+润滑剂-挤出-汽车内饰制品。
　　具体成分添加量如表1所示。
　　3.2性能分析
　　添加红衣陶土后，木塑复合材料的性能增强情况如表2所示。测试按ASTMD 12387，ASTMD 790，ASTMD 1625执行。
　　实验结果表明，添加红衣陶土有效提高了木塑复合材料的熔融性能，力学性能和热学性能。使得增强型木塑复合材料更适合应用于汽车的内饰制品领域。规避了木塑复合材料本身存在的一些缺陷，实现了性能的增强，更有利于制备汽车内饰制品，是一种具有极大潜力的环保材料。
　　4结论
　　随着我国科技水平的不断发展，复合材料在我国汽车工业中的应用越来越多。木塑复合材料走进了汽车内饰领域。汽车轻量化设计便是解决汽车节能环保的重要途径之一，而实现车辆轻量化设计就必须采用重量更轻、性能更好的红衣陶土增强型木塑复合材料，可有效降低汽车工业能源消耗，实现可循环利用，为推动我国汽车工业的可持续发展提供新的途径。
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