一种无甲醛和乙醛释放的麻纤维增强聚合物基复合毡材的制作方法

本实用新型属于汽车材料制造技术领域。

背景技术：

天然纤维以其生态环保、可降解、轻质价廉、比强度和比模量高、耐摩擦磨损及可再生等优良特性已被广泛用于制作汽车内饰材料。

但是天然纤维在加工和使用过程中，由于温度、湿度、光等因素，使麻纤维表面残留的果胶、半纤维素、木质素等物质分解生成甲醛、乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、苯乙烯等对人体有害的易挥发性小分子有机物(VOC)。另外，热塑性树脂在加工过程中，会在熔融状态下裂解产生部分酮类、醛类低分子有机化合物。在这些VOC释放物中，以甲醛和乙醛最难以除去。

汽车内饰用天然纤维增强复合材料产品一般与人体有直接或间接的接触，在相对封闭的环境中，这些易挥发的小分子有机物会对使用者的健康造成严重的影响，制约了汽车内饰用天然纤维复合材料的应用和发展。

因此，天然纤维增强复合材料的低成本、高效率去除甲醛、乙醛的制备工艺就属于亟需解决的问题。

技术实现要素：

为了解决天然纤维增强聚合物基复合材料中VOC，尤其是甲醛和乙醛释放量过高的问题，本实用新型提供了一种无甲醛和乙醛释放的麻纤维增强聚合物基复合毡材及其制备方法。

本实用新型中所述的无甲醛和乙醛释放的麻纤维增强聚合物基复合毡材，该毡材由6～10 层的混合纤维铺层3通过纤维勾连形成毡体，所述混合纤维铺层3由天然麻纤维和聚合物纤维混合交织而成；天然麻纤维和聚合物纤维的空隙中填充有吸附剂颗粒2；所述天然麻纤维为汉麻、黄麻、亚麻、剑麻或苎麻的纤维；聚合物为聚合物纤维可以是聚丙烯PP、聚乙烯 PE、聚碳酸酯PC、尼龙6PA6、尼龙66PA66或聚丙交酯(或称聚乳酸)PLA。所述吸附剂为硅烷偶联剂改性的纳米黏土。

一种无甲醛和乙醛释放的麻纤维增强聚合物基复合毡材的制备方法具体步骤如下：

1)天然麻纤维和聚合物纤维进行开松处理，分别向开松后的天然麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

2)将开松后的天然麻纤维和聚合物纤维充分互混，在互混过程中再次向天然麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

3)通过气流铺网或者梳理铺网，形成混合纤维铺层，在铺网过程中再次向天然麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

4)堆叠6～10层混合纤维铺层后对混合纤维铺层进行针刺固结处理，形成复合毡材。

吸附剂悬浊液配置方法如下：将所述麻纤维总质量的0.5-2wt％的纳米粘土、0.25-1wt％的分散剂、1-2wt％的硅烷偶联剂加入水中，形成浓度为10-30wt％的纳米粘土-偶联剂悬浮液；将所述纳米粘土-偶联剂悬浮液在1000-1350rpm转速下搅拌0.5-2h；将所述纳米粘土-偶联剂悬浮液在1700-2000rpm转速下搅拌1.5-3h，形成纳米粘土的偶联剂混合液。

本实用新型的有益效果：

本实用新型制得的天然纤维增强复合毡材具有环保性能好、无甲醛、乙醛释放、质量轻、用途广泛。可广泛应用于汽车、轨道车辆、航空航天、建筑、装饰、包装等领域，具有良好的应用前景，是一种低成本、环保型麻纤维复合材料毡材低醛化制备工艺。

附图说明

图1无甲醛和乙醛释放的麻纤维增强聚合物基复合毡材结构示意图；

1-天然麻纤维和聚合物纤维的纤维束，2-吸附剂颗粒，3-混合纤维铺层。

具体实施方式

实施例1

1)黄麻纤维和聚合物纤维进行开松处理，分别向开松后的黄麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

2)将开松后的黄麻纤维和聚合物纤维充分互混，在互混过程中再次向黄麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

3)通过气流铺网或者梳理铺网，形成混合纤维铺层，在铺网过程中再次向黄麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

4)堆叠6～10层混合纤维铺层后对混合纤维铺层进行针刺固结处理，形成复合毡材。吸附剂为均匀分散的纳米粘土悬浮液，吸附剂浓度为20wt％。

采用袋式法VOC测试方法方法测试甲醛和乙醛的释放量为甲醛为0.07mg/kg，乙醛为 0.05mg/kg，TVOC为3Cμg/g。符合国家标准要求。

实施例2

1)汉麻(大麻)纤维和聚合物纤维进行开松处理，分别向开松后的汉麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

2)将开松后的汉麻纤维和聚合物纤维充分互混，在互混过程中再次向汉麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

3)通过气流铺网或者梳理铺网，形成混合纤维铺层，在铺网过程中再次向汉麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

4)堆叠6～10层混合纤维铺层后对混合纤维铺层进行针刺固结处理，形成复合毡材。吸附剂为均匀分散的纳米粘土悬浮液，吸附剂浓度为20wt％。

采用袋式法VOC测试方法方法测试甲醛和乙醛的释放量为甲醛为0.05mg/kg，乙醛为 0.07mg/kg，TVOC为3Cμg/g。符合国家标准要求。

实施例3

1)亚麻纤维和聚合物纤维进行开松处理，分别向开松后的亚麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

2)将开松后的亚麻纤维和聚合物纤维充分互混，在互混过程中再次向亚麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

3)通过气流铺网或者梳理铺网，形成混合纤维铺层，在铺网过程中再次向亚麻纤维和聚合物纤维喷淋吸附剂悬浮液；

4)堆叠6～10层混合纤维铺层后对混合纤维铺层进行针刺固结处理，形成复合毡材。吸附剂为均匀分散的纳米粘土悬浮液，吸附剂浓度为20wt％。

采用袋式法VOC测试方法方法测试甲醛和乙醛的释放量为甲醛为0.04mg/kg，乙醛为 0.05mg/kg，TVOC为2Cμg/g。符合国家标准要求。

吸附剂悬浊液的配置方法可采用以下方式：

1、取混合纤维总质量的0.5wt％纳米蒙脱土，0.25wt％聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂，1wt％硅烷偶联剂加入水中，制成浓度20wt％悬浮液，先用机械搅拌器在1350rpm下搅拌1h，随后在1700rpm搅拌2h，制备均匀分散的纳米粘土悬浮液。

2、取混合纤维总质量的1wt％纳米蒙脱土，0.25wt％聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂，1.5wt％硅烷偶联剂加入水中，制成浓度20wt％的悬浮液，先用机械搅拌器在1350rpm下搅拌1h，随后在1700rpm搅拌2h，制备均匀分散的纳米粘土悬浮液。

3、取混合纤维总质量的2wt％纳米蒙脱土，1wt％聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂，2wt％硅烷偶联剂加入水中，制成浓度20wt％的悬浮液，先用机械搅拌器在1350rpm下搅拌1h，随后在1700rpm搅拌2h，制备均匀分散的纳米粘土悬浮液。

以上实施例制备的无甲醛和乙醛释放的麻纤维增强聚合物基复合毡材的结构如图1所示，由6～10层的混合纤维铺层3通过纤维勾连形成毡体，所述混合纤维铺层3由天然麻纤维和聚合物纤维混合交织而成；天然麻纤维和聚合物纤维的空隙中填充有吸附剂颗粒2。