[发明专利]一种含有三维网络结构天然纤维复合材料的制造方法

权利要求书

1.一种含有三维连续网络结构天然纤维复合材料的制造方法，包括如下步骤：

将天然纤维、塑料、加工助剂复合，造粒得到天然纤维复合颗粒；

将天然纤维复合颗粒与无机粒子混合，使无机粒子吸附在天然纤维复合颗粒表面，得到无机粒子包覆的天然纤维复合颗粒；

将无机粒子包覆的天然纤维复合颗粒熔融，得到含有三维网络结构天然纤维复合材料。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述天然纤维复合颗粒的粒径为0.5～5mm。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述天然纤维复合颗粒中，天然纤维的质量百分比为40～90 %。

4.根据权利要求1～3任一项所述的制造方法，其特征在于：所述无机粒子的粒径为10～1000 nm；和/或

所述无机粒子的用量占天然纤维复合材料总质量的0.1～5%；和/或

无机粒子包覆的厚度为100 nm～50 μm；和/或

所述无机粒子选自炭黑、石墨、氧化硅、碳纳米管、石墨烯、氧化铁、氧化铝、氧化镁、金属粉末、生物炭中的至少一种。

5.根据权利要求1～3任一项所述的制造方法，其特征在于：所述天然纤维复合颗粒中，所述天然纤维为木质化的植物纤维；和/或

所述塑料为热塑性塑料；和/或

所述加工助剂选自相容剂、润滑剂、热稳定剂中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述植物纤维选自木、竹、秸秆纤维中的至少一种；和/或

所述热塑性塑料选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯及聚苯乙烯中的至少一种；和/或

所述相容剂选自马来酸酐接枝接枝聚乙烯、马来酸酐接枝接枝聚丙烯、马来酸酐接枝接枝聚苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚苯乙烯、钛酸酯、异腈酸酯、氨基硅烷、乙烯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷中的至少一种；和/或

所述润滑剂选自石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸金属盐和乙烯丙烯酸共聚金属盐中的至少一种；和/或

所述热稳定剂选自铅盐类、有机酸金属皂类、有机锡化合物、环氧化合物、胺类、金属醇盐、金属酚盐、金属硫醇盐、复合型热稳定剂中的至少一种。

7.根据权利要求1～3任一项所述的制造方法，其特征在于：所述熔融的方法包括共挤、热压或3D打印。

8.根据权利要求1～3任一项所述的制造方法，其特征在于：所述所述的三维连续网络是通过热压制备而成，所述天然纤维复合材料颗粒在热压前为粒状，粒径为0.5～5mm，所述天然纤维复合颗粒与无机粒子混合，通过静电吸附作用使无机粒子包覆在天然纤维复合材料粒料表面，得到无机粒子包覆的天然纤维复合材料颗粒，所述无机粒子用量占天然纤维复合材料总质量的0.1～5%；或

所述的三维连续网络结构是通过3D打印制备而成，所述的无机粒子为构成三维连续网络主体部分，单根网络的宽度为纳米或微米级别，厚度为100 nm～50 μm，所述的天然纤维复合材料颗粒经加热熔融后，通过加压抽真空方式均匀填充在三维连续网络结构中，制得含三维连续网络的天然纤维复合材料；或

所述的三维连续网络结构是通过炭化烧结无机气凝胶制备而成，所述的无机粒子为构成气凝胶的主体部分，单根网络的宽度为纳米或微米级别，厚度为100 nm～50 μm，所述的天然纤维复合材料颗粒经加热熔融后，通过加压抽真空方式均匀填充在三维连续网络结构中，制得含三维连续网络的天然纤维复合材料；或

所述的三维连续网络结构是在特定的磁场或电场中定向排布形成，所述的无机粒子为构成三维连续网络的主体部分，单根网络的宽度为纳米或微米级别，厚度为100 nm～50 μm，所述的天然纤维复合材料颗粒经加热熔融后，通过加压抽真空方式均匀填充在三维连续网络结构中，制得含三维连续网络的天然纤维复合材料。