具体实施方式

本发明提供了一种薄壁蒙皮的制备方法，包括以下步骤：

将连续挤出热塑性植物纤维预浸料进行层积定向铺装后，得到基体层；所述连续挤出热塑性植物纤维预浸料的厚度为0.05～1.0mm，定向铺装角度为-90°～+90°；所述层积定向铺装的层数为1～64层；

在所述基体层的上表面或下表面设置功能层，得到坯体；

将所述坯体进行热成型或模压成型，得到薄壁蒙皮。

本发明将连续挤出热塑性植物纤维预浸料进行层积定向铺装后，得到基体层。在本发明中，所述连续挤出热塑性植物纤维预浸料的原料和制备方法参见CN110684280A。在本发明中，所述连续挤出热塑性植物纤维预浸料的厚度为0.05～1.0mm，优选为0.125～0.25mm；所述连续挤出热塑性植物纤维预浸料的定向铺装角度为-90°～+90°，具体优选为0°、±30°、±45°、±60°和±90°中的几种。在本发明的具体实施例中，采用导纱器控制连续挤出热塑性植物纤维预浸料的定向铺装角度。本发明采用上述定向铺装角度的预浸料能够提高蒙皮结构的可设计性。

在本发明中，所述层积定向铺装的层数为1～64层，优选为4～32层，具体优选为4层、8层、16层或32层。

在本发明中，所述层积定向铺装的方法优选为纵横交替铺装。在本发明中，所述层积定向铺装的顺序具体优选为[0/90]_ns、[0/45/90/-45]_ns、 [0/-45/90/45]_ns、[±30]_ns、[±60]_ns、[0/(0,90)/(±30)/(±45)/(±45)/(±60)/(0,90)/0]_ns、 [0/90]_nT、[0/90/0]_nT、[0/30/45/60/90/0]_nT或[0/-30/-45/-60/90/0]_nT；其中，s代表对称铺设，T代表全部铺层，()表示双向铺层。本发明采用上述铺装顺序能够改进薄壁蒙皮的结构稳定性，提高其屈曲破坏能力。

得到基体层后，本发明在所述基体层的上表面或下表面设置功能层，得到坯体。在本发明中，所述功能层优选为金属免喷涂膜、陶瓷免喷涂膜、高光免喷涂膜、珠光免喷涂膜、透光膜、触感膜、防刮膜、阻燃膜、防静电膜、石墨烯导电膜和电磁屏蔽薄膜中的一种或几种。在本发明中，所述功能层的厚度优选为0.01～1mm。

得到坯体后，本发明将所述坯体进行热成型或模压成型，得到薄壁蒙皮。在本发明中，所述热成型的热源优选为加热炉、红外辐射或热传导；所述热成型的外力条件优选为真空、气压和机械压力中的一种或几种。在本发明中，所述模压成型优选包括依次进行的热压和冷压；所述热压的温度优选为 170～190℃，更优选为180℃；所述热压的压力优选为1～5MPa，更优选为 2～3MPa；所述热压的时间优选为5～20min，更优选为10min。在本发明中，所述冷压的温度优选为5～35℃，所述冷压的压力优选为0～5MPa，更优选为 2～3MPa；所述冷压的时间优选为5～20min，更优选为10min。

本发明还提供了采用上述技术方案所述制备方法得到的薄壁蒙皮，所述薄壁蒙皮的厚度为0.5～40mm，更优选为1～10mm。在本发明中，所述薄壁蒙皮的密度优选为1.0～1.1g/cm³，更优选为1.0g/cm³。本发明提供的薄壁蒙皮在减小厚度的同时，还能够避免蒙皮翘曲变形。

本发明还提供了一种夹芯结构复合板，包括自下而上依次叠层设置的下蒙皮、下胶膜、芯材、上胶膜和上蒙皮；所述下蒙皮和上蒙皮为上述技术方案所述的薄壁蒙皮；所述芯材包括蜂窝芯材、瓦楞芯材、发泡芯材和空心填料中的一种或几种。本发明采用薄壁化技术和仿生学设计，引入夹芯结构，在满足性能要求的前提下，采用薄壁蒙皮，合理的减薄复合板壁厚，达到减轻质量、降低成本的目；另外，采用本发明提供的夹芯结构复合板，还可减小振动，提高刚度，而且在受到冲击时夹芯结构能吸收分散更多能量，应用于汽车部件中时，能够使汽车更稳定，保证了安全和舒适性能。

在本发明中，所述下蒙皮和上蒙皮的厚度、密度优选相同。在本发明中，所述上蒙皮和下蒙皮的功能层设置于远离芯材的一侧。

在本发明中，所述下胶膜和上胶膜优选为热塑性胶膜，具体优选为PP 胶膜、PE胶膜、PO胶膜或PA胶膜。在本发明中，所述下胶膜和上胶膜的厚度独立地优选为0.01～0.5mm，更优选为0.01mm、0.03mm、0.05mm、0.15mm 或0.3mm。

在本发明中，所述芯材优选包括蜂窝芯材、瓦楞芯材、发泡芯材和空心填料中的一种或几种。在本发明中，所述蜂窝芯材的材质优选为塑料或植物纤维与热塑性树脂复合；所述瓦楞芯材的材质优选为塑料或植物纤维与热塑性树脂复合；所述蜂窝更优选为芳纶纸蜂窝；所述发泡芯材的材质优选为聚乳酸、聚氨酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料或聚对苯二甲酸类塑料，所述发泡芯材优选为微孔结构，孔密度优选为10⁵～10⁷cells/cm³，孔直径优选为0.1～100μm，所述微孔结构优选为闭孔结构，发泡芯材加工便利，耐高温、耐水和耐候性优于纸蜂窝；所述空心填料优选为玻璃微珠或飘珠。

在本发明中，所述芯材的厚度优选为1～30mm，更优选为2mm、3mm、 5mm、8mm、10mm或15mm；所述蜂窝芯材的孔径优选为3.2～4.8mm。

本发明提供了上述技术方案所述夹芯结构复合板的制备方法，包括以下步骤：将下蒙皮、下胶膜、芯材、上胶膜和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到夹芯结构复合板。

在本发明中，所述热压的温度优选为170～190℃，更优选为180℃；所述热压的压力优选为0～1MPa，更优选为0.5MPa；所述热压的时间优选为 5～20min，更优选为10min。在本发明中，所述冷压的温度优选为5～35℃；所述冷压的压力优选为0～1MPa；所述冷压的时间优选为5～20min，更优选为10min。

本发明还提供了一种多层夹芯结构复合板，包括基板和在所述基板表面循环铺装的胶膜、芯材、胶膜、蒙皮，每一个循环铺装单元采用的芯材独立包括蜂窝芯材、瓦楞芯材、发泡芯材和空心填料中的一种或几种；所述基板和蒙皮为上述技术方案所述的薄壁蒙皮。在本发明中，所述胶膜、芯材和薄壁蒙皮的具体参数详见上文所述，这里不再赘述。

在本发明中，所述多层夹芯结构复合板优选由多个所述夹芯结构复合板层积铺装得到；相邻夹芯结构复合板的接触面省略一层蒙皮和一层胶膜。举例来说，两层夹芯结构复合板的结构为：下蒙皮、第一下胶膜、第一芯材、第一上胶膜、第一上蒙皮、第二下胶膜、第二芯材、第二上胶膜和第二上蒙皮；三层夹芯结构复合板的结构为：下蒙皮、第一下胶膜、第一芯材、第一上胶膜、第一上蒙皮、第二下胶膜、第二芯材、第二上胶膜、第二上蒙皮、第三下胶膜、第三芯材、第三上胶膜和第三上蒙皮。以此类推，得到多层夹芯结构复合板。

本发明还提供了上述技术方案所述夹芯结构复合板或多层夹芯结构复合板在日常休闲用品、体育器材、汽车行业、轨道交通和建筑装饰领域中的应用，优选在汽车内饰中的应用。本发明提供的夹芯结构复合板具有质轻、成本低、低碳环保、低气味、无异味、低VOC和降噪减震的优点，能够满足汽车轻量化的要求。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

选取32层具有不同定向角度(0°和90°)的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，将铺层顺序设计为[0/90]_16T，交替铺装，再在其上表面或下表面放置一层防静电膜(厚度为0.03mm)，得到坯体；将所述坯体置于热压温度180℃、压力2.5MPa的热压机中压制20min(热压10min、冷压10min)，得到厚度为2.6mm、密度为1.004g/cm³的薄壁蒙皮；

以所述薄壁蒙皮作为上蒙皮和下蒙皮(上蒙皮的防静电膜在上表面，下蒙皮的防静电膜在下表面)，将下蒙皮、PO胶膜(厚度为0.01mm)、蜂窝芯材(厚度为5mm，孔径为4.8mm)、PO胶膜(厚度为0.01mm)和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度25℃，压力0.5MPa，时间10min。

实施例2

选取64层具有不同定向角度(0°、±45°和90°)的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，将铺层顺序设计为准各向同性[0/-45/90/45]_8s，交替铺装，再在其上表面或下表面放置一层阻燃膜(厚度为0.3mm)，得到坯体；将所述坯体置于热压温度180℃、压力2.5MPa的热压机中压制20min(热压10min、冷压10min)，得到厚度为4.7mm、密度为1.007g/cm³的薄壁蒙皮；

以所述薄壁蒙皮作为上蒙皮和下蒙皮(上蒙皮的阻燃膜在上表面，下蒙皮的阻燃膜在下表面)，将下蒙皮、PP胶膜(厚度为0.03mm)、瓦楞芯材 (厚度为3.0mm)、PP胶膜(厚度为0.03mm)和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度25℃，压力0.5MPa，时间10min。

实施例3

选取8层具有不同定向角度(0°、±45°和90°)的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，将铺层顺序设计为准各向同性[0/45/90/-45]_s，交替铺装，再在其上表面或下表面放置一层高光免喷涂膜(厚度为0.05mm)，得到坯体；将所述坯体置于热压温度180℃、压力2.5MPa的热压机中压制20min(热压 10min、冷压10min)，得到厚度为1.1mm、密度为1.0g/cm³的薄壁蒙皮；

以所述薄壁蒙皮作为上蒙皮和下蒙皮(上蒙皮的高光免喷涂膜在上表面，下蒙皮的高光免喷涂膜在下表面)，将下蒙皮、PA胶膜(厚度为0.05mm)、发泡芯材(厚度为5mm)、PA胶膜(厚度为0.05mm)和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度10℃，压力0.5MPa，时间10min。

实施例4

选取4层具有不同定向角度(0°和90°)的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，将铺层顺序设计为正交[0/90]_s，交替铺装，再在其上表面或下表面放置一层触感膜(厚度为0.01mm)，得到坯体；将所述坯体置于热压温度180℃、压力2.5MPa的热压机中压制20min(热压10min、冷压10min)，得到厚度为0.6mm、密度为1.0g/cm³的薄壁蒙皮；

以所述薄壁蒙皮作为上蒙皮和下蒙皮(上蒙皮的触感膜在上表面，下蒙皮的触感膜在下表面)，将下蒙皮、PO胶膜(厚度为0.01mm)、蜂窝芯材 (厚度为3mm，孔径为3.2mm)、PO胶膜(厚度为0.01mm)和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度25℃，压力0.5MPa，时间10min。

实施例5

选取12层具有不同定向角度(0°、30°、45°、60°和90°)的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，将铺层顺序设计为[0/30/45/60/90/0]_2T，交替铺装，再在其上表面或下表面放置一层珠光免喷涂膜(厚度为0.03mm)，得到坯体；将所述坯体置于热压温度180℃、压力2.5MPa的热压机中压制20min(热压 10min、冷压10min)，得到厚度为1.8mm、密度为1.001g/cm³的薄壁蒙皮；

以所述薄壁蒙皮作为上蒙皮和下蒙皮(上蒙皮的珠光免喷涂膜在上表面，下蒙皮的珠光免喷涂膜在下表面)，将下蒙皮、PP胶膜(厚度为0.05mm)、发泡芯材(厚度为5mm)、PP胶膜(厚度为0.05mm)和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度10℃，压力0.5MPa，时间10min。

实施例6

选取16层具有不同定向角度(±30°)的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，将铺层顺序设计为斜交[±30]_4s，交替铺装，再在其上表面或下表面放置一层石墨烯导电膜(厚度为0.05mm)，得到坯体；将所述坯体置于热压温度180℃、压力2.5MPa的热压机中压制20min(热压10min、冷压10min)，得到厚度为2.2mm、密度为1.002g/cm³的薄壁蒙皮；

以所述薄壁蒙皮作为上蒙皮和下蒙皮(上蒙皮的石墨烯导电膜在上表面，下蒙皮的石墨烯导电膜在下表面)，将下蒙皮、PA胶膜(厚度为0.1mm)、蜂窝芯材(厚度为10mm，孔径为4.8mm)、PA胶膜(厚度为0.1mm)和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度25℃，压力0.5MPa，时间10min。

实施例7

选取32层具有不同定向角度(0°、±30°、±45°、±60°和90°)的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，将铺层顺序设计为 [0/(0,90)/(±30)/(±45)/(±45)/(±60)/(0,90)/0]_2s，交替铺装，再在其上表面或下表面放置一层防刮膜(厚度为0.1mm)，得到坯体；将所述坯体置于热压温度 180℃、压力2.5MPa的热压机中压制20min(热压10min、冷压10min)，得到厚度为4.0mm、密度为1.004g/cm³的薄壁蒙皮；

以所述薄壁蒙皮作为上蒙皮和下蒙皮(上蒙皮的防刮膜在上表面，下蒙皮的防刮膜在下表面)，将下蒙皮、PO胶膜(厚度为0.01mm)、瓦楞芯材 (厚度为4mm)、PO胶膜(厚度为0.01mm)和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度10℃，压力0.5MPa，时间10min。

实施例8

选取8层具有不同定向角度(0°、±45°和90°)的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，将铺层顺序设计为准各向同性[0/45/90/-45]_s，交替铺装，再在其上表面或下表面放置一层电磁屏蔽薄膜(厚度为0.05mm)，得到坯体；将所述坯体置于热压温度180℃、压力2.5MPa的热压机中压制20min(热压 10min、冷压10min)，得到厚度为1.1mm、密度为1.0g/cm³的薄壁蒙皮；

以所述薄壁蒙皮作为上蒙皮和下蒙皮(上蒙皮的电磁屏蔽薄膜在上表面，下蒙皮的电磁屏蔽薄膜在下表面)，将下蒙皮、PA胶膜(厚度为0.05mm)、发泡芯材(厚度为5mm)、PA胶膜(厚度为0.05mm)和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到单层夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度10℃，压力0.5MPa，时间10min。

以所述单层夹芯结构复合板作为下蒙皮，再将单层夹芯结构复合板、PA 胶膜(厚度为0.05mm)、蜂窝芯材(厚度为5mm)、PA胶膜(厚度为0.05mm) 和上蒙皮依次自下而上叠层放置，依次进行热压和冷压，得到双层夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度10℃，压力0.5MPa，时间10min。

实施例9

选取4层具有不同定向角度(0°和90°)的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，将铺层顺序设计为正交[0/90]_s，交替铺装，再在其上表面或下表面放置一层透光膜(厚度为0.15mm)，得到坯体；将所述坯体置于热压温度180℃、压力2.5MPa的热压机中压制20min(热压10min、冷压10min)，得到厚度为0.6mm、密度为1.0g/cm³的薄壁蒙皮；

以所述薄壁蒙皮作为上蒙皮和下蒙皮(上蒙皮的透光膜在上表面，下蒙皮的透光膜在下表面)，将下蒙皮、PO胶膜(厚度为0.01mm)、蜂窝芯材 (厚度为3mm，孔径为3.2mm)、PO胶膜(厚度为0.01mm)和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度25℃，压力0.5MPa，时间10min。

以所述单层夹芯结构复合板作为下蒙皮，再将单层夹芯结构复合板、PO 胶膜(厚度为0.01mm)、瓦楞芯材(厚度为4mm)、PO胶膜(厚度为0.01mm)、第二上蒙皮、PO胶膜(厚度为0.01mm)、发泡芯材(厚度为2mm)、PO 胶膜(厚度为0.01mm)和第三上蒙皮依次自下而上叠层放置，依次进行热压和冷压，得到三层夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度25℃，压力0.5MPa，时间10min。

实施例10

选取4层具有不同定向角度(0°和90°)的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，将铺层顺序设计为正交[0/90]_s，交替铺装，再在其上表面或下表面放置一层阻燃膜(厚度为0.3mm)，得到坯体；将所述坯体置于热压温度180℃、压力2.5MPa的热压机中压制20min(热压10min、冷压10min)，得到厚度为0.6mm、密度为1.0g/cm³的薄壁蒙皮；

以所述薄壁蒙皮作为上蒙皮和下蒙皮(上蒙皮的阻燃膜在上表面，下蒙皮的阻燃膜在下表面)，将下蒙皮、PO胶膜(厚度为0.03mm)、蜂窝芯材 (厚度为10mm，孔径为4.8mm)、PO胶膜(厚度为0.03mm)和上蒙皮自下而上依次叠层放置，依次进行热压和冷压，得到夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度15℃，压力0.5MPa，时间10min。

以所述单层夹芯结构复合板作为上、下蒙皮，再将下蒙皮、PO胶膜(厚度为0.03mm)、瓦楞芯材(厚度为2mm)、PO胶膜(厚度为0.03mm)和上蒙皮依次自下而上叠层放置，依次进行热压和冷压，得到三层夹芯结构复合板；热压参数为：温度180℃，压力0.5MPa，时间10min；冷压参数为：温度15℃，压力0.5MPa，时间10min。

测试例

实施例1～10制备的夹芯结构复合板均满足汽车内饰材料的关键性能参数指标，具体如下：弯曲强度≥50MPa，缺口冲击强度≥10kJ/m²；气味等级≤3.5(40℃和80℃)；挥发性有机物(VOC)和半挥发性有机物(SVOC) 符合PatacEngineeringStandardsTS-INT-001PES11080限值标准；水平燃烧速度≤70mm/min；导热系数≤0.05W/(m·K)；吸声系数≥0.2，噪音风险系数≤1～3。

本发明以连续挤出热塑性植物纤维预浸料为基本单元制备薄壁蒙皮，能够显著降低蒙皮的密度，更加轻质；而且本发明提供的夹芯结构复合板中还设置有蜂窝芯材、瓦楞芯材、发泡芯材或空心填料构成的芯材，能够进一步降低复合板的重量；另外，本发明还能够改善复合板的刚度，实现轻质高强。

由此说明，本发明提供的夹芯结构复合板具有高强、质轻、低碳环保、低气味、无异味、低VOC和降噪减震的优点，能够满足汽车轻量化的要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。