[發(fā)明專利]一種天然纖維增強復合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810145083.1
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108149385B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張毅;王春紅;任子龍;林天揚
• 申請（專利權(quán)）人: 張毅
• 主分類號: D04H1/541
• 分類號: D04H1/541
• 代理公司: 福州市鼓樓區(qū)京華專利事務(wù)所(普通合伙) 35212
• 代理人: 林曉琴

本發(fā)明屬于復合材料領(lǐng)域，涉及一種天然纖維增強復合材料的制備方法，其制備步驟包括：原料混合制氈→預成型→排擠空氣→成型。本發(fā)明的目的在于提供一種天然纖維增強復合材料的制備方法，通過對天然纖維增強復合材料的成型工藝進行改進，將預成型件中的空氣盡可能多的排擠出去，對于降低天然纖維增強復合材料內(nèi)部缺陷，提高天然纖維增強復合材料的各項性能均具有重要的意義。本發(fā)明通過天然纖維和熱塑性樹脂纖維混合制氈，在成型過程中采用階梯壓力，分兩個階段排擠預制件內(nèi)的空氣，可以有效降低天然纖維增強復合材料內(nèi)部的孔隙率和缺陷，提高力學性能，制備的復合材料可以廣泛應(yīng)用于汽車飛機內(nèi)飾、建筑裝飾、家居用品、電子通信、醫(yī)療環(huán)保等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復合材料領(lǐng)域，具體涉及一種天然纖維增強復合材料的制備方法。

背景技術(shù)

與玻璃纖維等化學纖維相比，天然纖維以其高比強度、比模量，優(yōu)良的隔熱、隔音、耐沖擊、耐摩擦性能、可回收循環(huán)利用等優(yōu)勢而被越來越多的消費人群認可。在樹脂基復合材料體系中，天然纖維通常是以織物或非織造氈的形式作為增強體存在的。但是天然纖維的密度較小，比較蓬松，其織物或非織造氈中會有大量的空氣存在，同時竹麻纖維等天然纖維具有天然的中空結(jié)構(gòu)，同樣存在較多的空氣，這些空氣如果排擠不充分，會在復合材料內(nèi)部形成氣泡，造成內(nèi)部缺陷，嚴重影響復合材料的各項性能。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種天然纖維增強復合材料的制備方法，通過對天然纖維增強復合材料的成型工藝進行改進，將預成型件中的空氣盡可能多的排擠出去，對于降低天然纖維增強復合材料內(nèi)部缺陷，提高天然纖維增強復合材料的各項性能均具有重要的意義。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種天然纖維增強復合材料的制備方法，包括原料混合制氈、預成型、排擠空氣、成型；所述排擠空氣通過采用階梯壓力，分兩個階段對混合氈料預制件內(nèi)的空氣進行排擠。

所述原料包括天然纖維和熱塑性樹脂纖維。

所述天然纖維包括竹原纖維、麻纖維、棕櫚纖維中的一種。

所述熱塑性樹脂纖維包括聚丙烯纖維、聚酰胺纖維中的一種。

所述排擠空氣是采用階梯壓力，分兩個階段對混合氈料預制件內(nèi)的空氣進行排擠。

所述階梯壓力的第一階段是將混合氈料預制件在溫度100-150℃，壓力1-3MPa條件下，保壓1-5min，然后卸壓保持1-5min；第二階段是將混合氈料預制件在溫度100-150℃，壓力3-5MPa條件下，保壓1-5min，然后卸壓保持1-5min。

所述階梯壓力的兩個階段循環(huán)操作1-3次；最后一次加壓后，不再卸壓，直接熱壓成型。

更具體地，所述制備方法包括以下步驟：

(1)原料混合：將天然纖維和熱塑性樹脂纖維分別單獨開松1次，然后混合開松1次，得到混合纖維；

(2)復合氈料制備：混合纖維經(jīng)過非織造工藝得到混合氈料；

(3)預成型：將混合氈料疊加鋪層，然后在60-80℃下烘干1-2h，得到混合氈料預制件；

(4)排擠空氣：采用階梯壓力，分兩個階段對混合氈料預制件內(nèi)的空氣進行排擠；

(5)熱壓成型：將排擠空氣后的預制件在180-200℃、10-20MPa壓力下，保持10-30min，即可成型。

進一步試驗方案，所述步驟(4)中，所述階梯壓力的兩個階段循環(huán)操作1-3次。