一種天然纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板材及制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種天然纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板材及其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成為復(fù)合材料研究的一個(gè)新領(lǐng)域，具備代替玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的潛力，天然纖維是自然界的產(chǎn)物，可再生，可降解，相對玻璃纖維來說是一種更加環(huán)保的材料。其次，天然纖維具有較高的強(qiáng)度，其必強(qiáng)度是玻璃纖維的50%?80%，而且比模量高于玻璃纖維，因此用于制備復(fù)合材料同樣可以得到較高的力學(xué)性能。此外，還具有低成本，低密度的優(yōu)點(diǎn)。目前利用天然纖維粗纖與熱固性樹脂進(jìn)行復(fù)合，形成的熱固性板材，不具有熱塑性性能，韌性差，加工后容易斷裂，吸水后易變形，而且比重大，剛性不強(qiáng)，所以針對天然纖維制備熱塑性復(fù)合材料的研究受到重視。由于天然纖維在200攝氏度左右容易發(fā)生降解，目前通用的增強(qiáng)材料的基體樹脂有聚乙烯，聚丙烯，ABS，聚氯乙烯，聚乳酸等。
[0003]近年來國外出現(xiàn)了全塑料的紙張它由聚酯、聚丙烯或聚氯乙烯等材料制成，雖然塑料強(qiáng)度好，但是由于其使用范圍有限，制作工藝以及原材料都較為復(fù)雜且容易造成二次污染，給日常生活造成了不便。
[0004]天然纖維加工而成的材料具有天然紋理，其審美價(jià)值較高，目前有些產(chǎn)品采用塑料薄膜貼覆天然纖維織物的方法，提高其耐用性，防水性，以此來拓展天然纖維的應(yīng)用途徑。
[0005]本專利主要是利用共混紗方法，在加工初期將天然纖維以及熱塑性樹脂混合在一起，經(jīng)過熱壓后，形成樹脂包覆天然纖維的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以改善天然纖維的耐用性，防水性，撕裂性能等明顯提高。使用該復(fù)合材料生產(chǎn)的紙張厚度可控，耐磨、防水、耐撕裂，而且與現(xiàn)有貼膜纖維布，相比該材料強(qiáng)度大、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種天然纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板材及制備方法和用途。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明提供的天然纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板材包含以下原料:熱塑性樹脂纖維、天然纖維和馬來酸酐接枝物，經(jīng)混紗、機(jī)織、熱壓，形成厚度不同的薄片，可以用作兒童讀物材料，鞋材墊層，服裝輔料標(biāo)簽，包材輔料等。
[0009]一種天然纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板材，由包含以下重量份的原料制成:
[0010]熱塑性樹脂47?60份，
[0011]天然纖維37?50份，
[0012]馬來酸酐接枝物 0.1?3份。
[0013]所述的熱塑性樹脂優(yōu)選為40?55份。
[0014]所述的天然纖維優(yōu)選為40?55份。
[0015]所述的馬來酸酐接枝物優(yōu)選為I?2份。
[0016]所述的熱塑性樹脂為熱塑性樹脂紡絲纖維。
[0017]所述的熱塑性樹脂選自聚烯烴或聚乳酸。
[0018]所述的聚烯烴類包括聚乙烯、聚丙烯、基于聚乙烯的多聚物樹脂或基于聚丙烯的多聚物樹脂。
[0019]所述的天然纖維選自大麻纖維、棉纖維、芒麻纖維、亞麻纖維、黃麻纖維和/或其混合紗中的一種。
[0020]由于木質(zhì)素和半纖維素對于作為增強(qiáng)體的天然纖維的耐熱性和機(jī)械性能強(qiáng)度不能得到充分提高，天然纖維中纖維素含量不小于60%。
[0021]所述的馬來酸酐接枝物為馬來酸酐對熱塑性樹脂進(jìn)行接枝，并將其與未經(jīng)接枝的該熱塑性樹脂加工成的纖維狀產(chǎn)物，所述的馬來酸酐接枝物中的接枝率為1%。
[0022]一種上述天然纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板材的制備方法，包括以下步驟:
[0023]( I)將馬來酸酐接枝物與熱塑性樹脂加工成纖維條；
[0024](2)取天然纖維條與經(jīng)步驟(I)得到纖維條進(jìn)行混紡，制備形成細(xì)紗；
[0025](3)利用織機(jī)將得到的紗線加工成坯布面料；(4)將坯布面料采用熱輥壓方式，形成天然纖維復(fù)合材料板材。
[0026]所述的步驟(4)中的熱壓溫度高于所述熱塑性樹脂的熔融溫度，不超過200°C，熱壓壓力為2?1MP。
[0027]所述的步驟(3)中，坯布面料的克重為100_230g/m2。
[0028]所述的天然纖維復(fù)合材料板材的厚度為0.1?0.5mm。
[0029]一種上述天然纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料板材用作兒童讀物材料、鞋材墊層、服裝輔料標(biāo)簽或包材輔料等的用途。
[0030]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0031]1.本發(fā)明制備天然纖維復(fù)合材料板材可以長時(shí)間存放，并且經(jīng)過加熱冷壓，天然纖維被熱塑性樹脂浸潰，可以保持材料性能穩(wěn)定。
[0032](2)本發(fā)明的方法可以保證熱塑性樹脂完全浸潰天然纖維，可以保證在制備產(chǎn)品的過程中，產(chǎn)品的缺陷少，撕裂強(qiáng)度高。
[0033](3)本發(fā)明的加工方法，該方法是可以利用現(xiàn)有的設(shè)備即可完成，成本低，效率高。
[0034](4)本發(fā)明中采用的加工方法為連續(xù)加工，加工效率高，產(chǎn)品性能均勻穩(wěn)定。
[0035]( 5 )本發(fā)明中的加工方法，整個(gè)過程沒有有毒物質(zhì)排放；所需要的其他原料來源不受限制。
[0036](6)本發(fā)明加工而成的材料可以利用絲網(wǎng)印刷，進(jìn)行產(chǎn)品的后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0038]下面實(shí)施例中，如無特殊說明，所用原料的含量為重量份。
[0039]實(shí)施例1
[0040](I)將MAH-g-PP與PP紡絲級樹脂進(jìn)行高速混合，混合后加工成PP短纖，利用制條機(jī)加工成纖維棉條；其中MAH-g-PP為I份，PP為54份。
[0041](2)取棉纖維條與上述步驟得到纖維條進(jìn)行混紡，制備形成25公支的細(xì)紗；其中棉纖維含量為45份。
[0042](3)利用劍桿織機(jī)將上述細(xì)紗加工成克重為150g/m2的平紋布料，其幅寬為1.6m。
[0043](4)采用熱輥壓機(jī)，對上述加工的平紋布料進(jìn)行熱輥壓；其中熱壓溫度為185°C，熱壓壓力為2MP,形成的棉纖維復(fù)合材料板材的厚度為0.12_。
[0044]將上述苧麻纖維增強(qiáng)PP板材裁切，完成印刷，可以加工成兒童用撕不破的書。
[0045]將上述苧麻纖維增強(qiáng)PP板材裁切，打孔后，可以加工形成服裝用標(biāo)牌。
[0046]將上述苧麻纖維增強(qiáng)PP板材裁切成不同形狀，可以加工形成皮包及布包，該內(nèi)襯可有效防水；鞋用內(nèi)襯，服裝用襯墊。
[0047]實(shí)施例2
[0048](I)將MAH-g-PE與PE紡絲級樹脂進(jìn)行高速混合，混合后加工成PE短纖，利用制條機(jī)加工成纖維棉條；其中MAH-g-PE為0.1份，PE為59.9份。
[0049](2)取亞麻纖維條與上述步驟得到的PE纖維條進(jìn)行混紡，制備形成36公支的細(xì)紗；其中亞麻纖維含量為40份，。
[0050](3)利用劍桿織機(jī)將上述細(xì)紗加工成克重為110g/m2，斜紋布料，幅寬為1.6m。
[0051](4)采用熱輥壓機(jī)，對上述加工的斜紋布料進(jìn)行熱輥壓；其中熱壓溫度為175°C，熱壓壓力為2MP，形成的亞麻纖維增強(qiáng)PE板材的厚度為0.1mm。
[0052]將上述亞麻纖維增強(qiáng)PE板材進(jìn)行裁切，完成印刷，加工成環(huán)保袋，該環(huán)保袋具有