本發(fā)明屬于復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種纖維復(fù)合板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
：天然纖維的纖維密度小，比強度較高，作為增強材料開發(fā)，已經(jīng)有大量的研究和發(fā)明。天然纖維是一種可循環(huán)利用的材料，其生長周期多為1～2年，該材料廢棄后，經(jīng)過一段時間可以自然降解，作為一種綠色環(huán)保材料，其應(yīng)用能力的開發(fā)不斷地得到拓展。歐美，日本和中國很多科研成果也已經(jīng)進入實用推廣階段，顯示出良好的應(yīng)用前景。目前汽車內(nèi)飾件的儀表板，門內(nèi)板，頂棚，行李箱內(nèi)襯等零部件，天然纖維復(fù)合材料均有涉及。中國專利201010604305.5公開了一種天然纖維復(fù)合材料汽車內(nèi)飾板及其生產(chǎn)方法，所述汽車內(nèi)飾板，包含基層和層壓在基層上的至少一個表面上的非織物或織物表面層，基層由聚乳酸纖維、麻纖維及玄武巖纖維組成，表面層由聚乳酸纖維組成，本發(fā)明可制成三位深拉伸的高強度汽車內(nèi)飾板，當(dāng)其用作汽車門內(nèi)板、頂棚基材時，安全堅固，綠色環(huán)保。中國專利200610168547.8公開了一種竹纖維/棉麻纖維/聚丁二酸丁二醇酯樹脂構(gòu)成的汽車內(nèi)飾板。中國專利201010142221.4采用天然纖維與聚乳酸短纖利用開松，梳理，交叉鋪網(wǎng)，針刺成氈生產(chǎn)出一種天然纖維復(fù)合材料，該材料經(jīng)過漿液處理，裁剪處理，熱壓固化成板材，該專利采用的方法復(fù)雜并且繁瑣，導(dǎo)致材料的成本較高，難以實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。中國專利200610039121.2將制作膠面層、中間基層和面料層所需的纖維，按膠面層、中間基層和面料層的順序通過鋪網(wǎng)、針刺成復(fù)合麻氈、再經(jīng)加熱輥壓成型，加工形成汽車用頂棚板材，此麻纖維的使用量較大，并且經(jīng)過熱輥壓制可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，但是由于材料的中間基層添加滌綸纖維，材料沒有完全粘結(jié)，導(dǎo)致材料的強度較低，不適宜用于強度較高的場合。專利200810005276.3中采用：木材削片、纖維研磨、纖維施膠，纖維鋪裝、預(yù)壓、熱壓、修邊、砂光等步驟，加工出密度為0.25-0.45g/cm3的阻燃板材。該專利加工形成的低密度纖維具有良好的吸音、隔音等性能，可廣泛的用作木門的門芯、隔墻的芯材等。上述專利中天然纖維復(fù)合材料存在以下缺陷：1.天然纖維復(fù)合材料的加工工序復(fù)雜，導(dǎo)致材料的成本增加；2.天然麻纖維使用量過高，導(dǎo)致天然纖維增強材料的強度較低，沒有體現(xiàn)天然纖維增強的效果；3.復(fù)合材料的阻燃效果沒有做任何考慮，其使用受到很大限制。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種無毒、無污染、加工工藝簡單、能源損耗小、環(huán)保性能突出的阻燃天然纖維復(fù)合板材。本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述阻燃天然纖維復(fù)合板材的制備方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種阻燃天然纖維復(fù)合板材，由以下重量份的組分制成：阻燃天然纖維30～45份；阻燃熱塑性樹脂纖維55～70份。所述阻燃天然纖維的制備方法包括以下步驟：將阻燃劑與水配置成濃度為95％的浸軋液，將天然纖維二浸二軋后，在溫度為80℃，時間為3min的條件下預(yù)烘，焙烘后水洗，在溫度為80℃，時間為3min的條件下烘干，得到阻燃天然纖維。所選天然纖維選自黃麻纖維、大麻纖維、亞麻纖維、竹原纖維、劍麻纖維、椰棕纖維或苧麻纖維中的一種或一種以上。所述阻燃劑為含磷阻燃劑及無機硼系阻燃劑；其中含磷阻燃劑優(yōu)選為聚磷酸銨或有機磷系阻燃劑；其中聚磷酸銨進一步優(yōu)選為磷酸一銨或磷酸二銨，有機磷系阻燃劑進一步優(yōu)選為甲基磷酸二甲酯；無機硼系阻燃劑優(yōu)選為硼酸鈉或硼酸。所述阻燃熱塑性樹脂纖維選自阻燃pp短切纖維、阻燃es短纖、阻燃pla短切纖維、阻燃pet短切纖維或阻燃氨綸短切纖維中的一種或一種以上。一種上述阻燃天然纖維復(fù)合板材的制備方法，包括以下步驟：將阻燃天然纖維與阻燃熱塑性樹脂纖維進行混合，混合后的纖維經(jīng)過開松、鋪網(wǎng)形成混合天然纖維薄網(wǎng)；將上述混合天然纖維薄網(wǎng)交替鋪層后形成層疊天然纖維網(wǎng)，針刺成氈后加熱、輥壓，形成連續(xù)的阻燃天然纖維復(fù)合板材。所述加熱的溫度為180～200℃。所述輥壓的壓力為0.3～1mpa。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果：1.本發(fā)明制備的阻燃天然纖維復(fù)合板材的表面豐富，表面復(fù)合外飾材料，適合多種場合使用。2.本發(fā)明制備的阻燃天然纖維復(fù)合板材的原料天然纖維和熱塑性樹脂纖維都進行阻燃處理，保證了阻燃天然纖維復(fù)合板材阻燃效果的穩(wěn)定性；高于汽車內(nèi)飾要求標準。3.本發(fā)明所選用的材料均為安全無毒、環(huán)境友好型、使人體舒適的材料。4.本發(fā)明制備阻燃天然纖維復(fù)合板材的方法適用的纖維種類比較多，可以進行多種纖維的加工。5.本發(fā)明采用的是一體化成型設(shè)備，將混合后的纖維進行開松，鋪網(wǎng)的過程中，增加了稱重系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以保證出料更加均勻，鋪成的網(wǎng)面更加均勻。該設(shè)備可以直接成型阻燃天然纖維復(fù)合板材；去除加熱烘箱及熱壓輥則加工形成天然纖維氈；天然纖維氈可以作為航海用，火車用吸音材料，門內(nèi)芯板，隔墻的芯材。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例的阻燃天然纖維復(fù)合板材加工所用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中：1為混合天然纖維薄網(wǎng)，2為梳網(wǎng)機，3為層疊天然纖維網(wǎng)，4為針刺機，5為加熱烘箱，6為熱壓輥，7為天然纖維復(fù)合板材，8為支架，9為底簾。具體實施方式下面結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。下面實施例中，如無特殊說明，所用原料的含量為重量份。本發(fā)明實施例所用的阻燃pp短切纖維購自東莞市寮步明杰纖維棉制品廠；阻燃es短纖購自丹陽市曙光纖維有限公司；阻燃pla短切纖維購自深圳市光華偉業(yè)實業(yè)有限公司；阻燃pet短切纖維購自揚州天倫纖維有限公司；阻燃氨綸短切纖維購自煙臺氨綸股份有限公司。以下所用的阻燃天然纖維的制備方法包括以下步驟：將阻燃劑與水配置成濃度為95％的浸軋液，將天然纖維二浸二軋后，在溫度為80℃，時間為3min的條件下預(yù)烘，焙烘后水洗，在溫度為80℃，時間為3min的條件下烘干，得到阻燃天然纖維。實施例1如圖1所示，圖1是本發(fā)明實施例的阻燃天然纖維復(fù)合板材加工所用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。1.將阻燃劑磷酸一銨處理的椰棕纖維與阻燃es短纖進行混合，粗略拌勻后，將其投入料倉，其中椰棕纖維含量為30份，阻燃es短纖含量為70份；2.將混合后的纖維經(jīng)過開松，梳網(wǎng)機2鋪網(wǎng)，形成混合天然纖維薄網(wǎng)1，即椰棕/es混合纖維薄網(wǎng)；3.將上述混合天然纖維薄網(wǎng)1交替鋪層后，形成層疊天然纖維網(wǎng)3，即層疊椰棕/es纖維網(wǎng)，該層疊纖維網(wǎng)通過底簾9進行傳輸，并在通過針刺機4后，進行針刺成氈；4.將針刺氈通過加熱烘箱5加熱，并利用熱壓輥6輥壓，輥壓的壓力為0.3～1mpa，形成連續(xù)的天然纖維復(fù)合板材7，即阻燃椰棕/es復(fù)合板材，熱壓溫度范圍為195-200℃，熱壓形成的板由支架8進行支撐；5.該復(fù)合板材在支架8處進行裁切，裁切后的材料進行測試。實施例21.將阻燃劑磷酸二銨處理的黃麻纖維與阻燃pp短切纖維進行混合，粗略拌勻后，將其投入料倉，其中黃麻纖維含量為35份，阻燃pp短切纖維含量為65份；2.將混合后的纖維經(jīng)過開松，梳網(wǎng)機鋪網(wǎng)，形成黃麻/pp混合纖維薄網(wǎng)；3.將上述混合天然纖維薄網(wǎng)交替鋪層后，形成層疊天然纖維網(wǎng)，通過針刺機針刺成氈；4.將針刺氈通過加熱烘箱加熱，并利用熱壓輥輥壓，輥壓的壓力為0.3～1mpa，形成連續(xù)的阻燃黃麻/pp纖維復(fù)合板材，熱壓溫度范圍為195-200℃；5.將連續(xù)的阻燃黃麻/pp纖維復(fù)合板材進行裁切，裁切后的材料進行測試。實施例31.將阻燃劑甲基磷酸二甲酯處理的亞麻纖維、苧麻纖維與阻燃es短纖進行混合，粗略拌勻后，將其投入料倉，其中亞麻纖維含量為20份，苧麻纖維含量為20份，阻燃es短纖含量為60份；2.將混合后的纖維經(jīng)過開松，梳網(wǎng)機鋪網(wǎng)，形成阻燃亞麻/苧麻/es混合纖維薄網(wǎng)3.將上述阻燃亞麻/苧麻/es混合纖維薄網(wǎng)交替鋪層后，形成層疊天然纖維網(wǎng)，阻燃亞麻/苧麻/es混合纖維復(fù)合氈通過針刺機進行針刺；4.將針刺氈通過加熱烘箱加熱，并利用熱壓輥輥壓，輥壓的壓力為0.3～1mpa，形成連續(xù)的阻燃亞麻/苧麻/es混合纖維復(fù)合板材，熱壓溫度范圍為180-190℃；5.將連續(xù)阻燃亞麻/苧麻/es混合纖維復(fù)合板材進行裁切，裁切后的材料進行測試。實施例41.將阻燃劑甲基磷酸二甲酯處理的劍麻纖維、苧麻纖維與阻燃pp短切纖維進行混合，粗略拌勻后，將其投入料倉，其中劍麻纖維含量為30份，苧麻纖維含量為10份，阻燃pp短切纖維含量為60份；2.將混合后的纖維經(jīng)過開松，梳網(wǎng)機鋪網(wǎng)，形成阻燃劍麻/苧麻/pp混合纖維薄網(wǎng)；3.將上述天然纖維薄網(wǎng)交替鋪層后，形成層疊天然纖維網(wǎng)，通過針刺機進行針刺成氈；4.將針刺氈通過加熱烘箱加熱，并利用熱壓輥熱輥壓，輥壓的壓力為0.3～1mpa，形成連續(xù)的阻燃劍麻/苧麻/pp混合纖維復(fù)合板材，材料的熱壓溫度范圍為190-200℃；5.將連續(xù)的阻燃劍麻/苧麻/pp混合纖維復(fù)合板材進行裁切，裁切后的材料進行測試。實施例51.將阻燃劑甲基磷酸二甲酯處理的竹原纖維、大麻纖維與阻燃es短纖、阻燃氨綸短切纖維進行混合，粗略拌勻后，將其投入料倉，其中竹原纖維含量為20份，大麻纖維含量為25份，阻燃es短纖含量為40份，阻燃氨綸短切纖維含量為15份；2.將混合后的纖維經(jīng)過開松，梳網(wǎng)機鋪網(wǎng)，形成阻燃竹原/大麻/es/氨綸混合纖維薄網(wǎng)；3.將上述阻燃竹原/大麻/es/氨綸混合纖維薄網(wǎng)交替鋪層后，形成層疊天然纖維網(wǎng)，通過 針刺機進行針刺成氈；4.將針刺氈通過加熱烘箱加熱，并利用熱壓輥輥壓，輥壓的壓力為0.3～1mpa，形成連續(xù)的阻燃竹原/大麻/es/氨綸混合纖維復(fù)合板材，熱壓溫度范圍為190-200℃；5.將連續(xù)的阻燃竹原/大麻/es/氨綸混合纖維復(fù)合板材進行裁切，裁切后的材料進行測試。實施例61.將阻燃劑硼酸鈉處理的苧麻纖維與阻燃pla短切纖維進行混合，粗略拌勻后，將其投入料倉，其中苧麻纖維含量為40份，阻燃pla短切纖維含量為60份；2.將混合后的纖維經(jīng)過開松，梳網(wǎng)機鋪網(wǎng)，形成阻燃苧麻/pla混合纖維薄網(wǎng)；3.將上述阻燃苧麻/pla混合纖維薄網(wǎng)交替鋪層后，形成層疊天然纖維網(wǎng)，通過針刺機進行針刺成氈；4.將針刺氈通過加熱烘箱加熱，并利用熱壓輥輥壓，輥壓的壓力為0.3～1mpa，形成連續(xù)的苧麻/pla混合纖維復(fù)合板材，熱壓溫度范圍為190-200℃；5.將連續(xù)的苧麻/pla混合纖維復(fù)合板材進行裁切，裁切后的材料進行測試。實施例71.將阻燃劑硼酸處理的黃麻纖維與阻燃pet短切纖維進行混合，粗略拌勻后，將其投入料倉，其中黃麻纖維含量為45份，阻燃pet短切纖維含量為55份；2.將混合后的纖維經(jīng)過開松，梳網(wǎng)機鋪網(wǎng)，形成阻燃黃麻/pet混合纖維薄網(wǎng)；3.將上述天然纖維薄網(wǎng)交替鋪層后，形成層疊天然纖維網(wǎng)，通過針刺機進行針刺成氈；4.將針刺氈通過加熱烘箱加熱，并利用熱壓輥輥壓，輥壓的壓力為0.3～1mpa，形成連續(xù)的黃麻/pet混合纖維復(fù)合板材，熱壓溫度范圍為180-190℃；5.將連續(xù)的黃麻/pet混合纖維復(fù)合板材進行裁切，裁切后的材料進行測試。對比例11.將苧麻纖維與pla纖維進行混合，粗略拌勻后，將其投入料倉，其中苧麻纖維含量為40份，pla纖維含量為60份；2.將混合后的纖維經(jīng)過開松，梳網(wǎng)機鋪網(wǎng)，形成苧麻/pla混合纖維薄網(wǎng)；3.將上述天然纖維薄網(wǎng)交替鋪層后，形成層疊天然纖維網(wǎng)，通過針刺機進行針刺成氈；4.將上述材料一起通過加熱烘箱加熱，并利用熱壓輥輥壓，形成連續(xù)的苧麻/pla混合纖維復(fù)合板材，熱壓溫度范圍為190-200℃；5.將連續(xù)的苧麻/pla混合纖維復(fù)合板材進行裁切，裁切后的材料進行測試。對比例21.將黃麻纖維與pp纖維進行混合，粗略拌勻后，將其投入料倉，其中黃麻纖維含量為45份，pp纖維含量為55份；2.將混合后的纖維經(jīng)過開松，梳網(wǎng)機鋪網(wǎng)，形成黃麻/pp混合纖維薄網(wǎng)；3.將上述天然纖維薄網(wǎng)交替鋪層后，形成層疊天然纖維網(wǎng)，通過針刺機進行針刺成氈；4.將上述纖維氈一起通過加熱烘箱加熱，并利用熱壓輥輥壓，形成連續(xù)的黃麻/pp混合纖維復(fù)合板材，熱壓溫度范圍為180-190℃；5.將連續(xù)的黃麻/pp混合纖維復(fù)合板材進行裁切，裁切后的材料進行測試。實施例1～7和對比例1和2的性能測試數(shù)據(jù)見表1。表1實施例氧指數(shù)(％)燃燒速度(mm/10min)12115222163211342114522156211772516對比例11722對比例21827通過上述實施例測試結(jié)果表明，利用阻燃劑處理之后的阻燃天然纖維復(fù)合板材的氧指數(shù)提高至21-25，不同阻燃劑處理對材料的氧指數(shù)提高影響并不明顯；阻燃處理后，阻燃天然纖維復(fù)合板材的燃燒速度下降至(13～17)mm/10min，而且數(shù)據(jù)顯示，不同阻燃劑處理對材料的燃燒速度影響并不明顯。阻燃劑對天然纖維復(fù)合板材的阻燃效果有一定的改善，但是由于天然纖維本身屬于易燃物，通過阻燃整理改善其阻燃性能，材料本身的性質(zhì)變化很小，不同阻燃劑對其進行整理后，其阻燃效果變化不大。上述的對實施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12