一种天然纤维增强热塑性复合材料板材及制备方法和用图
【技术领域】
[0001]本属于材料技术领域，涉及一种天然纤维增强热塑性复合材料板材及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002]天然纤维增强复合材料成为复合材料研究的一个新领域，具备代替玻璃纤维增强复合材料的潜力，天然纤维是自然界的产物，可再生，可降解，相对玻璃纤维来说是一种更加环保的材料。其次，天然纤维具有较高的强度，其必强度是玻璃纤维的50%?80%，而且比模量高于玻璃纤维，因此用于制备复合材料同样可以得到较高的力学性能。此外，还具有低成本，低密度的优点。目前利用天然纤维粗纤与热固性树脂进行复合，形成的热固性板材，不具有热塑性性能，韧性差，加工后容易断裂，吸水后易变形，而且比重大，刚性不强，所以针对天然纤维制备热塑性复合材料的研究受到重视。由于天然纤维在200摄氏度左右容易发生降解，目前通用的增强材料的基体树脂有聚乙烯，聚丙烯，ABS，聚氯乙烯，聚乳酸等。
[0003]近年来国外出现了全塑料的纸张它由聚酯、聚丙烯或聚氯乙烯等材料制成，虽然塑料强度好，但是由于其使用范围有限，制作工艺以及原材料都较为复杂且容易造成二次污染，给日常生活造成了不便。
[0004]天然纤维加工而成的材料具有天然纹理，其审美价值较高，目前有些产品采用塑料薄膜贴覆天然纤维织物的方法，提高其耐用性，防水性，以此来拓展天然纤维的应用途径。
[0005]本专利主要是利用共混纱方法，在加工初期将天然纤维以及热塑性树脂混合在一起，经过热压后，形成树脂包覆天然纤维的结构，该结构可以改善天然纤维的耐用性，防水性，撕裂性能等明显提高。使用该复合材料生产的纸张厚度可控，耐磨、防水、耐撕裂，而且与现有贴膜纤维布，相比该材料强度大、性能稳定的特点。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种天然纤维增强热塑性复合材料板材及制备方法和用途。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]本发明提供的天然纤维增强热塑性复合材料板材包含以下原料:热塑性树脂纤维、天然纤维和马来酸酐接枝物，经混纱、机织、热压，形成厚度不同的薄片，可以用作儿童读物材料，鞋材垫层，服装辅料标签，包材辅料等。
[0009]一种天然纤维增强热塑性复合材料板材，由包含以下重量份的原料制成:
[0010]热塑性树脂47?60份，
[0011]天然纤维37?50份，
[0012]马来酸酐接枝物 0.1?3份。
[0013]所述的热塑性树脂优选为40?55份。
[0014]所述的天然纤维优选为40?55份。
[0015]所述的马来酸酐接枝物优选为I?2份。
[0016]所述的热塑性树脂为热塑性树脂纺丝纤维。
[0017]所述的热塑性树脂选自聚烯烃或聚乳酸。
[0018]所述的聚烯烃类包括聚乙烯、聚丙烯、基于聚乙烯的多聚物树脂或基于聚丙烯的多聚物树脂。
[0019]所述的天然纤维选自大麻纤维、棉纤维、芒麻纤维、亚麻纤维、黄麻纤维和/或其混合纱中的一种。
[0020]由于木质素和半纤维素对于作为增强体的天然纤维的耐热性和机械性能强度不能得到充分提高，天然纤维中纤维素含量不小于60%。
[0021]所述的马来酸酐接枝物为马来酸酐对热塑性树脂进行接枝，并将其与未经接枝的该热塑性树脂加工成的纤维状产物，所述的马来酸酐接枝物中的接枝率为1%。
[0022]一种上述天然纤维增强热塑性复合材料板材的制备方法，包括以下步骤:
[0023]( I)将马来酸酐接枝物与热塑性树脂加工成纤维条；
[0024](2)取天然纤维条与经步骤(I)得到纤维条进行混纺，制备形成细纱；
[0025](3)利用织机将得到的纱线加工成坯布面料；(4)将坯布面料采用热辊压方式，形成天然纤维复合材料板材。
[0026]所述的步骤(4)中的热压温度高于所述热塑性树脂的熔融温度，不超过200°C，热压压力为2?1MP。
[0027]所述的步骤(3)中，坯布面料的克重为100_230g/m2。
[0028]所述的天然纤维复合材料板材的厚度为0.1?0.5mm。
[0029]一种上述天然纤维增强热塑性复合材料板材用作儿童读物材料、鞋材垫层、服装辅料标签或包材辅料等的用途。
[0030]本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0031]1.本发明制备天然纤维复合材料板材可以长时间存放，并且经过加热冷压，天然纤维被热塑性树脂浸溃，可以保持材料性能稳定。
[0032](2)本发明的方法可以保证热塑性树脂完全浸溃天然纤维，可以保证在制备产品的过程中，产品的缺陷少，撕裂强度高。
[0033](3)本发明的加工方法，该方法是可以利用现有的设备即可完成，成本低，效率高。
[0034](4)本发明中采用的加工方法为连续加工，加工效率高，产品性能均匀稳定。
[0035]( 5 )本发明中的加工方法，整个过程没有有毒物质排放；所需要的其他原料来源不受限制。
[0036](6)本发明加工而成的材料可以利用丝网印刷，进行产品的后续产品开发。
【具体实施方式】
[0037]下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
[0038]下面实施例中，如无特殊说明，所用原料的含量为重量份。
[0039]实施例1
[0040](I)将MAH-g-PP与PP纺丝级树脂进行高速混合，混合后加工成PP短纤，利用制条机加工成纤维棉条；其中MAH-g-PP为I份，PP为54份。
[0041](2)取棉纤维条与上述步骤得到纤维条进行混纺，制备形成25公支的细纱；其中棉纤维含量为45份。
[0042](3)利用剑杆织机将上述细纱加工成克重为150g/m2的平纹布料，其幅宽为1.6m。
[0043](4)采用热辊压机，对上述加工的平纹布料进行热辊压；其中热压温度为185°C，热压压力为2MP,形成的棉纤维复合材料板材的厚度为0.12_。
[0044]将上述苎麻纤维增强PP板材裁切，完成印刷，可以加工成儿童用撕不破的书。
[0045]将上述苎麻纤维增强PP板材裁切，打孔后，可以加工形成服装用标牌。
[0046]将上述苎麻纤维增强PP板材裁切成不同形状，可以加工形成皮包及布包，该内衬可有效防水；鞋用内衬，服装用衬垫。
[0047]实施例2
[0048](I)将MAH-g-PE与PE纺丝级树脂进行高速混合，混合后加工成PE短纤，利用制条机加工成纤维棉条；其中MAH-g-PE为0.1份，PE为59.9份。
[0049](2)取亚麻纤维条与上述步骤得到的PE纤维条进行混纺，制备形成36公支的细纱；其中亚麻纤维含量为40份，。
[0050](3)利用剑杆织机将上述细纱加工成克重为110g/m2，斜纹布料，幅宽为1.6m。
[0051](4)采用热辊压机，对上述加工的斜纹布料进行热辊压；其中热压温度为175°C，热压压力为2MP，形成的亚麻纤维增强PE板材的厚度为0.1mm。
[0052]将上述亚麻纤维增强PE板材进行裁切，完成印刷，加工成环保袋，该环保袋具有