[发明专利]一种天然纤维增强复合材料的制备方法

说明书

本发明属于复合材料领域，涉及一种天然纤维增强复合材料的制备方法，其制备步骤包括：原料混合制毡→预成型→排挤空气→成型。本发明的目的在于提供一种天然纤维增强复合材料的制备方法，通过对天然纤维增强复合材料的成型工艺进行改进，将预成型件中的空气尽可能多的排挤出去，对于降低天然纤维增强复合材料内部缺陷，提高天然纤维增强复合材料的各项性能均具有重要的意义。本发明通过天然纤维和热塑性树脂纤维混合制毡，在成型过程中采用阶梯压力，分两个阶段排挤预制件内的空气，可以有效降低天然纤维增强复合材料内部的孔隙率和缺陷，提高力学性能，制备的复合材料可以广泛应用于汽车飞机内饰、建筑装饰、家居用品、电子通信、医疗环保等领域。

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种天然纤维增强复合材料的制备方法。

背景技术

与玻璃纤维等化学纤维相比，天然纤维以其高比强度、比模量，优良的隔热、隔音、耐冲击、耐摩擦性能、可回收循环利用等优势而被越来越多的消费人群认可。在树脂基复合材料体系中，天然纤维通常是以织物或非织造毡的形式作为增强体存在的。但是天然纤维的密度较小，比较蓬松，其织物或非织造毡中会有大量的空气存在，同时竹麻纤维等天然纤维具有天然的中空结构，同样存在较多的空气，这些空气如果排挤不充分，会在复合材料内部形成气泡，造成内部缺陷，严重影响复合材料的各项性能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种天然纤维增强复合材料的制备方法，通过对天然纤维增强复合材料的成型工艺进行改进，将预成型件中的空气尽可能多的排挤出去，对于降低天然纤维增强复合材料内部缺陷，提高天然纤维增强复合材料的各项性能均具有重要的意义。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种天然纤维增强复合材料的制备方法，包括原料混合制毡、预成型、排挤空气、成型；所述排挤空气通过采用阶梯压力，分两个阶段对混合毡料预制件内的空气进行排挤。

所述原料包括天然纤维和热塑性树脂纤维。

所述天然纤维包括竹原纤维、麻纤维、棕榈纤维中的一种。

所述热塑性树脂纤维包括聚丙烯纤维、聚酰胺纤维中的一种。

所述排挤空气是采用阶梯压力，分两个阶段对混合毡料预制件内的空气进行排挤。

所述阶梯压力的第一阶段是将混合毡料预制件在温度100-150℃，压力1-3MPa条件下，保压1-5min，然后卸压保持1-5min；第二阶段是将混合毡料预制件在温度100-150℃，压力3-5MPa条件下，保压1-5min，然后卸压保持1-5min。

所述阶梯压力的两个阶段循环操作1-3次；最后一次加压后，不再卸压，直接热压成型。

更具体地，所述制备方法包括以下步骤：

(1)原料混合：将天然纤维和热塑性树脂纤维分别单独开松1次，然后混合开松1次，得到混合纤维；

(2)复合毡料制备：混合纤维经过非织造工艺得到混合毡料；

(3)预成型：将混合毡料叠加铺层，然后在60-80℃下烘干1-2h，得到混合毡料预制件；

(4)排挤空气：采用阶梯压力，分两个阶段对混合毡料预制件内的空气进行排挤；

(5)热压成型：将排挤空气后的预制件在180-200℃、10-20MPa压力下，保持10-30min，即可成型。

进一步试验方案，所述步骤(4)中，所述阶梯压力的两个阶段循环操作1-3次。